电液位置伺服系统具有控制精度高、响应速度快、输出功率大、信号处理灵活、易于实现各种参量反馈等优点,因此它已经遍及国民经济和军事工业的各个技术领域。近年来,对电液位置伺服系统的快速性、稳定性、准确性等控制性能提出了新的要求,作为电液位置伺服系统核心的控制器,起到更为关键的作用。 现阶段,嵌入式微处理器以其小型、专用、便携、高可靠的特点,已经在工业控制领域得到了广泛的应用,如工业过程、远程监控、智能仪器仪表、机器人控制、数控系统等,嵌入式微处理器嵌入实时操作系统,可以克服传统的基于单片机控制系统功能不足和基于PC的控制系统非实时性的缺点,其性能、可靠性等都能满足电液位置伺服系统控制的要求,在控制领域具有广泛的应用前景。 本文以实验室的电液位置伺服系统为研究对象,按照系统的控制要求,提出以ARM9(S3C2410)微处理器为核心的控制器对电液位置伺服系统进行控制的一种方案,设计了一种新型的基于ARM9(S3C2410)微处理器的电液位置伺服控制器。本系统控制器的开发设计中,在以ARM9(S3C2410)微处理器为核心的控制器基础上,通过外部扩展,使得系统控制器具有丰富的硬件资源,开发了A/D转换电路、D/A(PWM)转换电路、伺服放大电路、串行接口等电路,同时为了使得控制器的程序代码具有较强的可读性、可维护性、可扩展性,使用了操作系统,通过比较选择了uC/OS-Ⅱ实时内核,并成功移植到ARM9(S3C2410)微处理器中,并编写了A/D、数字滤波、D/A(PWM)等软件程序,通过编译、调试、验证,程序运行正常。在对电液位置伺服系统进行控制策略的选择中,分别采用PID、滑模变结构、模糊自学习滑模三种控制策略进行仿真比较,得出采用模糊自学习滑模控制策略更有利于系统控制。
上传时间: 2013-04-24
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X射线衍射仪目前被广泛应用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教学、材料生产等诸多领域。而X射线管是X衍射仪的关键部件之一,X射线被激发时会产生两种谱线:特征谱线和连续谱线。X射线管的工作状态决定能否产生符合实验要求的X射线特征谱线和连续谱线,这就要求我们对X射线管的工作状态进行精确控制。 本文根据X射线管工作状态和衍射仪相关功能的要求,提出了基于ARM和uCOS-Ⅱ的衍射仪高压控制系统的设计方案,并在分析和研究的基础上,实现并验证了该方案。该系统以ARM为主控制芯片,结合CPLD芯片,完成对X射线管工作状态的控制和其它相关功能的控制。由于多任务的需要,在ARM的基础上引入了嵌入式操作系统uCOS-Ⅱ。具体的,本文完成了相应原理图和印刷电路板的设计。在ARM7芯片LPC2378上,完成了嵌入式操作系统uCOS-II的移植;在uCOS-II操作系统上,通过对ARM芯片编程,实现了对X射线管的工作状态进行精确控制,以及光闸、水循环等相关功能的控制。 上述系统已通过实际的安装调试。测试结果表明,该系统能够满足设计要求,实现全部的预期功能,可完成对X射线管的工作状态的精确控制,和衍射仪相关功能的控制。
上传时间: 2013-04-24
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ASIC对产品成本和灵活性有一定的要求.基于MCU方式的ASIC具有较高的灵活性和较低的成本,然而抗干扰性和可靠性相对较低,运算速度也受到限制.常规ASIC的硬件具有速度优势和较高的可靠性及抗干扰能力,然而不是灵活性较差,就是成本较高.与传统硬件(CHW)相比,具有一定可配置特性的场可编程门阵列(FPGA)的出现,使建立在可再配置硬件基础上的进化硬件(EHW)成为智能硬件电路设计的一种新方法.作为进化算法和可编程器件技术相结合的产物,可重构FPGA的研究属于EHW的研究范畴,是研究EHW的一种具体的实现方法.论文认为面向分类的专用类可重构FPGA(ASR-FPGA)的研究,可使可重构电路粒度划分的针对性更强、设计更易实现.论文研究的可重构FPGA的BCH通讯纠错码进化电路是一类ASR-FPGA电路的具体方法,具有一定的实用价值.论文所做的工作主要包括:(1)BCH编译码电路的设计——求取实验用BCH码的生成多项式和校验多项式及其相应的矩阵并构造实验用BCH码;(2)建立基于可重构FPGA的基核——构造具有可重构特性的硬件功能单元,以此作为可重构BCH码电路的设计基础;(3)构造实现可重构BCH纠错码电路的方法——建立可重构纠错码硬件电路算法并进行实验验证;(4)在可重构纠错码电路基础上,构造进化硬件控制功能块的结构,完成各进化RLA控制模块的验证和实现.课题是将可重构BCH码的编译码电路的实现作为一类ASR-FPGA的研究目标,主要成果是根据可编程逻辑电路的特点,选择一种可编程树的电路模型,并将它作为可重构FPGA电路的基核T;通过对循环BCH纠错码的构造原理和电路结构的研究,将基核模型扩展为能满足纠错码电路需要的纠错码基本功能单元T;以T作为再划分的基本单元,对FPGA进行"格式化",使T规则排列在FPGA上,通过对T的控制端的不同配置来实现纠错码的各个功能单元;在可重构基核的基础上提出了纠错码重构电路的嵌套式GA理论模型,将嵌套式GA的染色体串作为进化硬件描述语言,通过转换为相应的VHDL语言描述以实现硬件电路;采用RLA模型的有限状态机FSM方式实现了可重构纠错码电路的EHW的各个控制功能块.在实验方面,利用Xilinx FPGA开发系统中的VHDL语言和电路图相结合的设计方法建立了循环纠错码基核单元的可重构模型,进行循环纠错BCH码的电路和功能仿真,在Xilinx公司的Virtex600E芯片进行了FPGA实现.课题在研究模型上选取的是比较基本的BCH纠错码电路,立足于解决基于可重构FPGA核的设计的基本问题.课题的研究成果及其总结的一套ASR-FPGA进化硬件电路的设计方法对实际的进化硬件设计具有一定的实际指导意义,提出的基于专用类基核FPGA电路结构的研究方法为新型进化硬件的器件结构的设计也可提供一种借鉴.
上传时间: 2013-07-01
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随着变频调速技术的快速发展,基于变频调速的恒压供水系统越来越多的应用到了小区供水中。与恒速供水系统相比,变频调速恒压供水系统取得了较好的节能效果,但是由于其压力设定值一般是按系统最大能量需求时设定的,并且该设定值一旦设定后不能依据系统的能量需求自动做实时调整,使系统在大部分时间内供给的能量大于需求的能量。因此,该供水方式并没有把变频调速的节能潜力全部发挥出来。本文针对变频调速恒压供水系统这一不足,提出了变频调速实时恒压供水方式,它能依据系统的能量需求实时的调整压力设定值,能更好的发挥变频调速的节能潜力。 本文首先依据泵理论和水动力学对供水系统进行了深入的分析和研究,详细探讨了供水系统的节能原理,从而为后续章节中控制策略的选择奠定了基础。 然后针对供水系统的精确数学模型难以建立的问题,本文采用了专家系统。该专家系统能依据用户能量需求的不同,实时给出泵出口的压力设定值;在此基础上通过模糊-PID控制使供水系统迅速进入稳定状态,同时使系统具有快速性、稳定性和良好的鲁棒性。通过MATLAB仿真工具对整个控制系统进行了仿真,仿真结果表明该控制系统与常规PID控制相比具有更好的控制品质。 最后以ARM7LPC-2129为硬件基础,实现了以上各个部分的功能。另外还采用VB开发了上位机监控界面;开发了基于ARM的CAN接口,为供水系统的网络化提供技术支持;使用ARM7LPC-2129的通用输入输出口,实现了供水系统中电机的组合运行或单机启停控制;泵运行状态和火灾显示等辅助功能的实现。
上传时间: 2013-04-24
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数据采集系统是信号与信息处理系统中不可缺少的重要组成部分,同时也是软件无线电系统中的核心模块,在现代雷达系统以及无线基站系统中的应用越来越广泛。为了能够满足目前对软件无线电接收机自适应性及灵活性的要求,并充分体现在高性能FPGA平台上设计SOC系统的思路,本文提出了由高速高精度A/D转换芯片、高性能FPGA、PCI总线接口、DB25并行接口组成的高速数据采集系统设计方案及实现方法。其中FPGA作为本系统的控制核心和传输桥梁,发挥了极其重要的作用。通过FPGA不仅完成了系统中全部数字电路部分的设计,并且使系统具有了较高的可适应性、可扩展性和可调试性。 在时序数字逻辑设计上,充分利用FPGA中丰富的时序资源,如锁相环PLL、触发器,缓冲器FIFO、计数器等,能够方便的完成对系统输入输出时钟的精确控制以及根据系统需要对各处时序延时进行修正。 在存储器设计上,采用FPGA片内存储器。可根据系统需要随时进行设置,并且能够方便的完成数据格式的合并、拆分以及数据传输率的调整。 在传输接口设计上,采用并行接口和PCI总线接口的两种数据传输模式。通过FPGA中的宏功能模块和IP资源实现了对这两种接口的逻辑控制,可使系统方便的在两种传输模式下进行切换。 在系统工作过程控制上,通过VB程序编写了应用于PC端的上层控制软件。并通过并行接口实现了PC和FPGA之间的交互,从而能够方便的在PC机上完成对系统工作过程的控制和工作模式的选择。 在系统调试方面,充分利用QuartuslI软件中自带的嵌入式逻辑分析仪SignalTaplI,实时准确的验证了在系统整个传输过程中数据的正确性和时序性,并极大的降低了用常规仪器观测FPGA中众多待测引脚的难度。 本文第四章针对FPGA中各功能模块的逻辑设计进行了详细分析,并对每个模块都给出了精确的仿真结果。同时,文中还在其它章节详细介绍了系统的硬件电路设计、并行接口设计、PCI接口设计、PC端控制软件设计以及用于调试过程中的SignalTapⅡ嵌入式逻辑分析仪的使用方法,并且也对系统的仿真结果和测试结果给出了分析及讨论。最后还附上了系统的PCB版图、FPGA逻辑设计图、实物图及注释详细的相关源程序清单。
上传时间: 2013-06-09
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·摘 要:应用TMS320X240系列DSP芯片设计了一套无刷同步电机全数字智能伺服系统。该系统充分利用了DSP丰富接口和运算速度快的特点,使所设计的系统硬件简单,并采用智能控制策略对系统进行控制。实验结果表明,该系统具有良好的动态和静态特性。
上传时间: 2013-04-24
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针对恒定电压法在最大功率跟踪过程中所出现的精度差、受环境影响大等缺点,本文提出了一种基于优化电压的变电压最大功率跟踪算法,并给出实现方案。对于分布式光伏系统该方法能够在日照度、温度、负载变化的情况下有效的实现实际最大功率点的跟踪控制、减少系统能量的损耗。实验使用DSP来实现最大功率跟踪算法,并对温度、日照度、反向饱和电流进行补偿。结果证明该方法在日照度、温度、负载变化的情况下工作可靠、响应速度较迅速,并能够有效的改善输出动态特性。
上传时间: 2013-11-03
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以STC12C5A60S2单片机为控制核心,利用单片机控制风扇完成对帆板转角的控制。该系统主要模块有单片机控制模块,人机交互模块、角度检测模块、风扇控制调速模块、电源模块、声光报警模块。由角度传感器测得帆板角度并反馈给单片机风扇转速控制模块构成风速闭环控制系统,利用单片机产生的PWM控制风扇电机驱动模块,从而实现角度的精准控制。
上传时间: 2013-10-13
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介绍了一种基于单片机的区域交通信号控制系统设计方案,阐述了系统的工作原理及各主要模块的软硬件实现方法。系统能够根据车流量信号动态地改变交通信号灯各状态配时,并通过无线通信技术,有效地解决了特定区域内各路口信号机之间数据的传输,实现了区域交通信号的智能控制。该系统抗干扰能力强,可靠性高,使用非常方便。
上传时间: 2013-10-21
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摘要:本文采用AT89C52单片机为控制核心,实现了小车在翘翘板上运动的平衡控制。该系统采用步进电机控制小车的运动,采用金属传感器采集小车的运动方向,采用单轴倾角角度传感器采集小车在翘翘板中心点的状态。
上传时间: 2013-11-02
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