Conventional FMCW radar principle was implemented on Symeo 61 GHz LPR®-1DHP-R radar sensor system. There were few limitations of the FMCW implementation which needed to be removed. First, target separation in multi target environment was not possible for objects at same distance. For example, there are two targets, one is moving and one is static. When the moving target approaches the static target and becomes parallel to static target, which means they are at the same distance. At this point, the system is unable to distinguish between two targets. Second, high resolution in velocity measurement was needed. To overcome these limitations Range Doppler Signal Processing was proposed. For the implementation of the Range Doppler algorithm, first of all proof of concept is needed. Simulations are performed using MATLAB to simulate Range Doppler algorithm using raw data from the sensor. After successful simulation, prototype is developed using python. This also provides the real time visualization of Range Doppler signal processing along with peak detection with distance and velocity measurements. With the Range Doppler implementation, separation between static and moving target becomes possible. Later the algorithm is implemented on Texas Instrument DSP in C considering the resource limitations of the target hardware. To validate the Range Doppler implementation and to determine the measurements accuracy, multiple test setups are created. Two main local testing environments have been setup, linear unit and turntable. The system is tested on these environments for different velocities and distances along with multiple targets and on different surfaces. Furthermore, the system is tested at an industrial site for detecting the fluid speed, which is also possible with the Range Doppler implementation.

O objetivo deste trabalho consiste na implementação de arquiteturas de sistema inteligentes em Processadores Digitais de Sinais (DSP) visando, sobretudo, o controle em tempo real de motores de indução trifásicos. Para tanto, propõe-se uma abordagem fuzzy para o controle de velocidade de motores de indução trifásicos baseado na metodologia de ajuste de tensão e freqüência (Volts/Hertz) proveniente de um inversor PWM, de modo que o fluxo no entreferro seja mantido constante. O enfoque principal consiste no desenvolvimento do sistema de controle em hardware considerando o estudo dinâmico do controlador frente às variações de conjugado de carga, cujo desempenho da metodologia proposta será avaliado mediante simulações computacionais e ensaios experimentais realizados em laboratório. / The objective of this work consists of the implementation of intelligent system architecture in Digital Signal Processor (DSP) aiming at the real-time three-phase induction motor control. Therefore, a fuzzy logic speed control drive system for three-phase induction motor is proposed, whereas the control methodology is based on voltage and frequency (Volts/Hertz) adjustment of a PWM inverter so that the airgap flux maintains constant. The main focus concerns about hardware development of the control system considering the controller dynamic response study in relation to load torque variations, from which the proposed methodology performance is evaluated by means of computational simulation and experimental results obtained in laboratory.

Att ansluta en digital signalprocessor kräver ett omfattande arbete. Innehållet i denna rapport sammanfattar teoretiska metoder för att integrera den digitala signalprocessorn ADAU1701 i talförstärkaren MMT-4, utvecklad av företaget Xena Medical. Arbetet har till största delen bestått i att finna en lämplig DSP och studera dess datamanual för att anpassa den till talförstärkaren. Mycket av rapporten sammanfattar beräkningar av komponentvärden och anpassning av ADAU1701 för MMT-4:s behov. ADAU1701 beskrivs utifrån det så kallade selfboot-läget där processorn kan arbeta som fristående processor. / This thesis describes how to integrate a digital signal processor (DSP) in the speech amplifier MMT-4. This is to improve the sound quality and prevent feedback. Much of the task consisted of selecting a suitable DSP design and components to get it work as a standalone processor in MMT-4. Following this report gives the reader an introduction how to design systems with a DSP and a full description of the DSP ADAU1701.

O objetivo deste trabalho consiste na implementação de arquiteturas de sistema inteligentes em Processadores Digitais de Sinais (DSP) visando, sobretudo, o controle em tempo real de motores de indução trifásicos. Para tanto, propõe-se uma abordagem fuzzy para o controle de velocidade de motores de indução trifásicos baseado na metodologia de ajuste de tensão e freqüência (Volts/Hertz) proveniente de um inversor PWM, de modo que o fluxo no entreferro seja mantido constante. O enfoque principal consiste no desenvolvimento do sistema de controle em hardware considerando o estudo dinâmico do controlador frente às variações de conjugado de carga, cujo desempenho da metodologia proposta será avaliado mediante simulações computacionais e ensaios experimentais realizados em laboratório. / The objective of this work consists of the implementation of intelligent system architecture in Digital Signal Processor (DSP) aiming at the real-time three-phase induction motor control. Therefore, a fuzzy logic speed control drive system for three-phase induction motor is proposed, whereas the control methodology is based on voltage and frequency (Volts/Hertz) adjustment of a PWM inverter so that the airgap flux maintains constant. The main focus concerns about hardware development of the control system considering the controller dynamic response study in relation to load torque variations, from which the proposed methodology performance is evaluated by means of computational simulation and experimental results obtained in laboratory.

This work proposes a comparative performance analysis of control and estimation techniques applied to three-phase induction motors with discrete realization, using a fixed-point digital signal processor based platform. Some modifications in original algorithms are proposed to improve the performance of the techniques in study. Initially, an historical review about the induction motors drives and a bibliographical review of the main speed estimation techniques implemented in DSP were accomplished. Then, different models of the induction machine are obtained using the semi-stationary reference frames. From the machine model, two speed controllers are projected: a classical PI controller, that is widely used in industrial environment and a robust model reference adaptive controller, objecting to compensate disturbances and unmodeled dynamics. After that, two estimation techniques based on 1M model are selected to project high-performance speed sensorless drives and later comparison. One of these schemes is extremely spread in academic and industrial environrnents, it is based on a model reference adaptive system (MRAS) and the other one is projected from a modified recursive least squares (MRLS), that is presented as a highperformance altemative solution. In the development of this work are displayed simulation results using the MatlabTM software, real-time simulations in DSP platform, and finally, experimental results. After these results analysis, it is possible to determinate which of these sensorless speed controllers proposed present satisfactory dynamic response for a wide range of speed, including low and null rotations, in situations of load disturbances and parametric variation. / Este trabalho propõe uma análise comparativa do desempenho de técnicas de controle e estimação de velocidade, com realização discreta no tempo, aplicadas a motores de indução trifásicos, utilizando plataforma com base em um processador digital de sinais de ponto-fixo. Algumas modificações em algoritmos existentes na literatura são propostas para melhorar o desempenho das técnicas em estudo. Inicialmente, uma revisão histórica sobre a evolução dos sistemas de acionamento para motores de corrente alternada e uma revisão bibliográfica das principais técnicas de estimação de velocidade implementadas em DSP são realizadas. Em seguida, são obtidos diferentes modelos para o motor de indução trifásico representados em referenciais semi-estacionários. A partir do modelo da máquina foram projetados dois controladores de velocidade: um controlador clássico e amplamente utilizado no meio industrial (PI), e, com o objetivo de compensar distúrbios e dinâmicas não modeladas, um controlador adaptativo robusto por modelo de referência (RMRAC) é implementado. Para o projeto de servomecanismos sensorless de alto desempenho, duas técnicas de estimação de velocidade baseadas no modelo do MI foram selecionadas. Uma delas é amplamente difundida. no meio acadêmico e industrial, sendo fundamentada em um sistema adaptativo por modelo de referência (MRAS) e outra tem base em um algoritmo de mínimos quadrados recursivos modificado (MRLS) e é apresentada como uma alternativa de alto desempenho. No desenvolvimento deste trabalho, resultados de simulações utilizando o software Matlab@, simulações em tempo-real em plataforma DSP, e por fim, resultados experimentais são apresentados. A partir destes resultados, parte-se para avaliação para determinar quais dos controladores sensorless analisados apresentam resposta dinâmica satisfatória em uma larga faixa de velocidade, inclusive em condições de velocidade baixa e nula, e também diante de situações de variação de carga e de parâmetros.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work presents the analysis and implementation of a vector control applied to Doubly-Fed Induction Generators (DFIG) used in grid connected wind turbines. DFIG s are nowadays the more widely used concept for grid connected wind turbine, especially for rated power above 1 MW. The main reason is the low rotor PWM power converter rating. The present work deals with the controller analysis of the back-to-back converter in the stator flux vector reference frame. This method allows a decoupled control of the active and reactive stator power. The PI controller bandwidth analysis in the DFIG dynamic behavior is presented. Initially, the impact of the bandwidth variation of the closed loop rotor current controller and the stability including the PLL estimator are investigated. In addition, this work proposes a new synchronization method that automatically synchronizes the induced stator voltage vector with the grid voltage vector without being affected by the position of the rotor. In order to validate the carried out analysis, experimental results are presented using a 5kW DFIG. It is basically composed by: one DFIG, two power converters connected in the rotor-side and in the grid-side, a line filter and the data acquisition and control system (DSP TMS320F2812). Both converters are commercial units and are vector controlled using appropriate interfaces and they are connected back-to-back, sharing the same DC bus. One of them is supplied through a line filter from the power grid and the other one with the output of the generators rotor. The stator of the generator is directly connected to the power grid. All components are extensively described in the work and their functions are discussed. The control structures for both inverters are presented. / Este trabalho apresenta à análise e implementação do controle vetorial de uma Máquina Assíncrona Trifásica com Rotor em Anéis Duplamente Alimentada (MATRADA) aplicado a aerogeradores de velocidade variável. Atualmente, o conceito da MATRADA é amplamente utilizado em aerogeradores modernos, principalmente em potências maiores que 1 MW. A principal razão é o custo reduzido do conversor estático duplo do circuito rotórico. Inicialmente, este trabalho trata da analise dos controladores vetoriais do conversor estático duplo, considerando o modelo matemático em coordenadas síncronas orientado no referencial do fluxo estatórico. Nesse referencial, é possível controlar as potências estatóricas de forma independente. No entanto, a posição do fluxo estatórico não pode ser obtida de forma direta. Devido a isso, incluiu-se um estimador para a posição do fluxo estatórico. Com a inclusão desse estimador no modelo matemático, foi investigada a estabilidade do sistema operando em malha fechada. A partir do modelo matemático incluindo o estimador, desenvolveu-se uma metodologia para o projeto dos controladores vetoriais do conversor estático duplo responsável pelo acionamento da MATRADA. Além disso, também é desenvolvida uma metodologia para a partida e sincronização do sistema de geração eólico com a rede elétrica que independe da velocidade de rotação da turbina. O comportamento dinâmico desse sistema perante distúrbios próximos ao ponto de conexão com a rede elétrica é investigado. Para melhorar a resposta do sistema de geração durante esses distúrbios, é desenvolvida uma metodologia de controle para o circuito crowbar. Para validar os estudos desenvolvidos ao longo desse trabalho, resultados experimentais são apresentados utilizando uma plataforma MATRADA de 5 kW. Essa plataforma é composta basicamente por: uma MATRADA, dois conversores estáticos de potência, um filtro de rede e um sistema de aquisição e controle (DSP TMS320F2812). Os conversores utilizados são unidades comerciais e são acionados por interfaces apropriadas. Os conversores são conectados back-to-back dividindo o mesmo barramento CC. O conversor do lado da rede é conectado a rede elétrica através do filtro L e o outro conversor é conectado diretamente ao rotor da MATRADA. O estator da MATRADA é conectado diretamente na rede elétrica. Todos os componentes e suas principais funções são discutidas no decorrer desse trabalho.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2073889 bytes, checksum: df5e3780835b90ebdd638d4b8a4d38fb (MD5) Previous issue date: 2011-09-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work consists of developing a system for position control of a three phase induction motor for positioning systems, using the technique of vectorial control in quadrature with the rotor flux. Several applications make use of this control, such as robot manipulators for welding and painting machines, tables and positioners coordinates in general. For a long time the machine most used in these systems was the DC for its simplicity of control, until the vector techniques were developed and improved, and significant advances in the power electronics allowing a drive high performance and lower cost using AC machines. To implement the drive with variable speed the asynchronous machine should be powered from a three-phase voltage source with variable frequency and amplitude, this source is obtained by static converters. The converter employed in this work uses the configuration with three arms, each containing two keys with controlled trigger and block, with one arm for each motor phase. A digital signal processor (DSP) was used to receive signals of voltage, current, position and generate the pulse width modulation (PWM). / Este trabalho consiste no desenvolvimento de um sistema de controle de posição de um motor de indução trifásico para sistemas de posicionamento, utilizando a técnica de controle vetorial em quadratura com o fluxo rotórico. Várias aplicações se utilizam deste controle, como robôs manipuladores para máquinas de pintura e soldagem, mesas de coordenadas e posicionadores de um modo geral. Por muito tempo a máquina mais utilizada nestes sistemas era a de corrente contínua pela sua simplicidade de controle, até que foram desenvolvidas e aprimoradas as técnicas vetoriais, e avanços significativos na eletrônica de potência permitindo um acionamento de alto desempenho e menor custo utilizando máquinas de corrente alternada. Para implementar o acionamento com velocidade variável, a máquina assíncrona deve ser alimentada através de uma fonte de tensão trifásica de frequência e amplitude variáveis, fonte esta que é obtida por meio de conversores estáticos. O conversor empregado neste trabalho utiliza a configuração com três braços, cada um contendo duas chaves com disparo e bloqueio controlados, sendo um braço para cada fase do motor. Um processador digital de sinais (DSP) foi utilizado para receber os sinais de tensão, corrente, posição e gerar a modulação por largura de pulso (PWM).

This work presents an algorithm able to identify all electrical parameters of three phase induction motor, with discrete realization, using a fixe-point digital signal processor based platform. Some techniques presents in the literature are analyzed for comparison and validation with proposed algorithm. Initially, an historical review about the main parameter identification algorithms is accomplished and then, is obtained the models for an induction motor. From the machine model, two parameters identification algorithms are designed: a classical RLS identification, which is widely used in literature and a robust model reference adaptive controller, objecting to ponder the unmodeled dynamics. In the development of this work are displayed simulation results using the Matlab® software, real-time simulation in DSP platform, and finally, experimental results. After this results analysis, it is possible to determinate which of results these identification techniques better represent the behavior of three phase induction motor analyzed. / Neste trabalho é desenvolvido um algoritmo capaz de identificar todos os parâmetros elétricos de um motor de indução trifásico, com realização discreta no tempo, utilizando plataforma com base em um processador digital de sinais de pontofixo. Algumas técnicas existentes na literatura são analisadas para fins de comparação e validação do algoritmo proposto. Inicialmente, faz-se uma revisão bibliográfica de algumas técnicas de identificação de parâmetros disponíveis na literatura e em seguida são obtidos os modelos do motor de indução trifásico. A partir do modelo da máquina foram projetados dois algoritmos de identificação: um identificador já conhecido na literatura do tipo mínimos quadrados recursivo (RLS) e, com o objetivo de mitigar a influência das dinâmicas não modeladas, um controlador adaptativo robusto por modelo de referência (RMRAC) é utilizado na identificação. No desenvolvimento deste trabalho, resultados de simulações utilizando o software Matlab®, simulações em tempo-real em plataforma DSP, e por fim, resultados experimentais são apresentados. A partir da análise dos resultados parte-se para a avaliação para determinar qual identificador resulta em parâmetros que melhor representa o comportamento dinâmico do motor de indução trifásico ensaiado.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

A fully functional proof of concept radio receiver for detecting avalanche beacons atthe frequency 457 kHz was constructed in the work of this master thesis. The radioreceiver is intended to be mounted on an unmanned aerial vehicle (UAV or drone)and used to aid the mountain rescue teams by reducing the rescue time in findingavalanche victims carrying a transmitting beacon. The main parts of this master thesisinvolved hardware requirement analysis, software development, digital signalprocessing and wireless communications. The radio receiver was customized to receive low power signal levels becausemagnetic antennas are used and the avalanche beacon will operate in the reactive nearfield of the radio receiver. Noise from external sources has a significant impact on theperformance of the radio receiver. This master thesis allows for straightforward further development and refining of theradio receiver due to the flexibility of the used open-source software development kitGNU Radio where the digital signal processing was performed.