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基于开源软硬件技术的电力电子嵌入式计算平台

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1 绪论

1.1 电力电子技术的发展现状

1.2 开源硬件技术的国内外发展现状

1.3 开源软件技术的国内外发展现状

1.4 电力电子嵌入式计算平台的国内外发展现状

1.5 本文的主要研究内容

2 感应电机无速度传感器的模型分析

2.1 无速度传感器的研究现状

2.2 无速度传感器的模型参考自适应法转速估计

2.3 本章小结

3 开源硬件技术

3.1 开源硬件树莓派简述

3.2 开源硬件阿都诺简述

3.3 本章小结

4 开源软件技术

4.1 开源软件技术的介绍以及发展

4.2 电脑主机端软件环境的搭建

4.3 树莓派开源平台的嵌入式Linux操作系统组件的开发

4.4 树莓派开源平台的嵌入式Linux操作系统镜像的定制

4.5 树莓派开源平台的嵌入式Linux脚本应用程序的开发

4.6 阿都诺开源平台的嵌入式实时操作系统与调度器设计

4.7 阿都诺开源平台的微控制器软件接口标准

4.8 本章小结

5 开源电力电子嵌入式计算平台的设计

5.1 概论

5.2 总体思路

5.3 电流电压电路设计

5.4 电力电子控制电路设计

5.5 硬件低功耗设计

5.6 驱动软件设计

5.7 升级工具设计

5.8 开源项目管理方式探究

5.9 本章小结

6 全文总结与展望

6.1 总结

6.2 进一步工作的展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果

致谢

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摘要

在过去的20多年,国内外众多专家学者致力于嵌入式软硬件技术的研究和开发,嵌入式软硬件技术也得到了长足的发展。随着电力工业、微电子技术和软件技术的飞速发展,结合电力电子嵌入计算平台的行业特殊性,强弱电结合的专业性和开发研究过程的难度性,采用开源软硬件技术的电力电子嵌入计算平台终将会随着嵌入式技术的发展成为一个技术热点。本文基于开源软硬件技术的电力电子嵌入计算平台,以无速度传感器技术为例,对电力电子开源软硬件计算平台展开全面、深入的研究。
  本文首先介绍目前的两种开源硬件,分析了它们各自的特点,并介绍了两种开源硬件平台应用于电力电子嵌入计算平台的可行性,以及在这样的平台或系统的可能作用。然后,文章深入研究了两种开源硬件对应的软件生态环境。它从主机端软件环境的搭建,用户定制的操作系统镜像以及python脚本的应用程序设计三个方面来介绍树莓派RaspberryPi的软件开发环境;从嵌入式操作系统freeRTOS,任务调度器scheduler, CMSIS微控制器软件接口标准,arduino驱动软件设计,bootloader程序方面来介绍Arduino软件开发环境。通过介绍分析感应电机无速度传感器的研究现状,梳理感应电机无速度传感器技术中涉及到的数学理论和数学模型,对一个电力电子嵌入计算平台的典型应用场景做出背景介绍。
  作者选取感应电机无速度传感器作为开源软硬件的电力电子嵌入计算平台的应用实例,针对实际的问题解决正式采用开源软硬件技术和开发电力电子嵌入计算平台的快捷性给出试验结果,并证实了本文提出的基于开源软硬件技术的电力电子嵌入计算平台的使用价值。

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