机械手是自动装配生产线上必不可少的设备,它可以模拟人手臂的部分动作,按预定的程序、轨迹和要求,实现抓取、搬运和装配等工作。在减轻人的劳动强度、提高装配质量和提高装配效率等方面,起到了积极的作用。本文基于ARM和FPGA嵌入式系统,开展了机械手控制系统的研发工作,实现了机械手的自动控制。 嵌入式ARM处理器,具有运行速度快、功耗低、程序设计灵活、外围硬件资源丰富等优点,但其普通输入输出口的高低电平变化周期最快只能到1微妙左右,不适合高速输入输出;FPGA芯片高速输入输出数据,时间可缩短至几十纳秒。通过ARM处理器和FPGA技术的有机结合,发挥各自的优势,使系统具有程序设计灵活、以太网通信、大容量存储、高速数据输山、低成本等特点,满足高速机械手自动控制的要求。 本文分析了ARM和FPGA系统,以及机械手控制系统的功能要求;设计硬件模块、接口电路;阐述了系统软件的设计过程,包括启动代码U—BOOT、操作系统μCLinux的移植;并介绍了如何利用便件描述语言VHDL来实现机械手逻辑控制。
上传时间: 2013-04-24
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当今绣花机市场蓬勃发展,绣花机控制系统作为绣花机最核心的部分,是提高性能和降低成本的关键。本文结合浙江虎王科技有限公司与浙江大学的合作项目“绣花机控制系统”,设计出一套基于ARM的技术先进、功能精简、高性价比的绣花机控制系统。论文按照嵌入式系统的开发过程,先根据市场需求划分了控制系统的功能模块并构建了总体架构,选择了系统的软硬件平台,然后采用先进的设计方法对绣花机控制系统的硬件和软件进行了设计。 第一章介绍了绣花机及其控制系统的发展过程和现状,论述了嵌入式系统的定义、特点和发展,阐述了ARM的发展历史、研究和应用现状,提出了论文的主要研究内容,最后给出了论文的总体结构。 第二章阐述了嵌入式系统的开发过程,选择了软硬件协同设计法为本系统的设计方法,论述了EDA技术的工作范围和设计步骤,详细讨论了软件的结构化设计方法和面向对象设计方法的原理,最后给出了绣花机控制系统的设计原则。 第三章根据市场需求划分了绣花机控制系统的功能模块,构建了系统总体架构,并分析了每个模块的具体功能;根据选型原则选出了适用于绣花机控制系统的上位机和下位机CPU芯片、操作系统及开发环境。 第四章根据总体架构,在选好的CPU芯片的基础.卜确定了绣花机控制系统的硬件框架,详细设计了电源电路、复位电路、存储器接口电路、键盘与显示电路、USB接口电路、串行通信接口电路和下层机电接口电路。 第五章按照上位机和下位机的层次构建了绣花机控制系统的软件框架,设计了键盘输入模块、图形显示模块、USB驱动模块、花样存储与管理模块、串口通信模块、机电控制模块的程序。 第六章回顾与总结全文的主要研究内容,归纳了本文的主要研究成果,并对今后的研究工作作了展望。
上传时间: 2013-04-24
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现代家庭中单相供电的用电设备如电脑、电视机、冰箱等都具有非线性特性,都会产生谐波污染电网。本文针对这一现象研究了单相并联电压型有源电力滤波器(APF),设计了一个APF控制系统来产生与谐波电流大小相等方向相反的补偿电流,并使补偿电流实时地跟踪谐波电流,从而消除谐波电流达到净化电网。 本文对提出的APF控制系统从模拟和数字两个方面进行了深入的研究。 首先,设计了APF的主电路结构,确定了系统中电感电容等元件参数,并根据仿真结果系统地分析了参数变化对系统补偿效果的影响,然后根据补偿效果选择最佳的参数值。 其次,针对控制系统要求,选用适合系统的电流电压PI双环控制系统,通过参数优化后得到了控制器的最优参数,使控制效果达到最优。并从理论上详细分析了无差拍控制算法。 最后,利用滞环比较原理制作了10KHz的三角波发生器,用于PWM调制电路。在对硬件描述语言以及FPGA设计流程深入理解的基础上,利用Verilog语言实现了双环PI控制器和PWM发生电路的数字化,使得有源电力滤波器补偿精度提高,有更好的可修改性,可使用于很多不同的非线性负载。
上传时间: 2013-07-27
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简单阐述了DCS、PLC 与现场总线系统的特点, 论述了DCS 最终会被现场总线所取代。 DCS 即集散控制系统(D ist ribu ted Con t ro lSystem ) 是70年代
上传时间: 2013-07-24
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路径识别系统是智能车的“眼睛”,是智能车获取环境信息,实现自动控制的基础。针对路径识别系统高精度、高速度的要求,分别设计了智能车光电传感器路径识别系统和摄像头传感器路径识别系统,并对两类路径识别系统在硬件设计和软件算法上针对各个性能指标进行了比较。
上传时间: 2013-10-09
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摘要:以AT89S52单片机和单总线数字温度传感器DS18B20及步进电机为主要器件制作测控电路。上位机以温度为主要参数,通过串口控制步进电机的正转、反转和加速、减速。C51程序实现对传感器的数据采集和与上位机的串行通信,LabVIEW实现测温波形动态显示、数据存储、越限报警和电机控制。经实际运行,系统能够较好地控制步进电机,可用于需要及时检测温度并进行步进电机控制的场合。关键词:单片机;LabVIEW;DS18B20;步进电机
上传时间: 2013-11-23
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娱乐 机 器 人作为机器人的一个重要分支,已经发展为一种产业。舞蹈机器人是娱乐机器人的一种,它集软件和硬件于一身,而控制系统是机器人的核心,在机器人中发挥着重要的作用。本 文针 对 舞蹈机器人控制系统的设计过程,主要研究其硬件电路设计、软件程序设计和关键算法。在分 析 了 机器人性能要求和相关控制方法的基础上,提出了基于上下位机的控制结构,通过无线通信方式传输数据和指令,从而实现机器人的遥控。硬 件 设 计过程中,以提高集成度、减小体积、提高性价比为设计原则,将各部分电路按照功能划分。利用无线通讯模块,实现上下位机之间的远程通信;通过端口扩展,解决I/0资源紧张问题:采用CPLD对机器人驱动轮的脉冲进行反馈检测,并加上四倍频环节,提高了检测精度;通过工2C总线扩展存储器,满足存放大量舞蹈动作数据的要求。软 件 设 计过程中,采用模块化的设计方法。在上位机设计友好的人机界面,以方便用户设置控制参数和指令,实现舞蹈动作的可视化编辑。机器人行走过程中,采取数字PID算法,通过闭环反馈控制,实现机器人行走路径的准确定位,并结合同步补偿算法,可较好的解决机器人的直线行走问题。为 了 使 机器人的舞蹈动作更好地表现音乐的内涵,提出一种基干音乐特征识别的策略,在音乐特征识别的基础上结合专家系统、模糊控制等智能手段,通过舞蹈动作与音乐的自动匹配、同步演示等方法,从而最终实现舞蹈动作与音乐协调一致。
上传时间: 2013-10-14
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摘要:本设计的温度测量及加热控制系统以AT89S52单片机为核心部件,外加温度采集电路、键盘及显示电路、加热控制电路和越限报警等电路。采用单总线型数字式的温度传感器DS18B20,及行列式键盘和动态显示的方式,以容易控制的固态继电器作加热控制的开关器件。本作品既可以对当前温度进行实时显示又可以对温度进行控制,以使达到用户需要的温度,并使其恒定在这一温度。人性化的行列式键盘设计使设置温度简单快速,两位整数一位小数的显示方式具有更高的显示精度。建立在模糊控制理论上的控制算法,使控制精度完全能满足一般社会生产的要求。通过对系统软件和硬件设计的合理规划,发挥单片机自身集成众多系统级功能单元的优势,在不减少功能的前提下有效降低了硬件成本,系统操控简便。实验证明该温控系统能达到0.2℃的静态误差,0.45℃的控制精度,以及只有0.83%的超调量,因而本设计具有很高的可靠性和稳定性。关键词:单片机 恒温控制 模糊控制
上传时间: 2013-11-24
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摘要:介绍了一种基于微机和单片机的步进电机控制系统,利用上、下位机控制步进电机的多种运行方式,可实现步进电机正反转控制以及步进电机的无级调速。程序采用模块化设计,通过PC机容易实现各功能设置。关键词:步进电机;微机;串口通信
上传时间: 2013-11-01
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摘要:介绍了由AT89C51和一些外围器件组成的智能门锁控制系统。较为详细地阐述了系统的设计思路,并时部分硬件电路进行了分析和介绍。该系统可以自动完成读卡、识剐用户、开锁、自动报警等功能,运行稳定可靠。关键词:控制系统;智能门锁;AT98C51单片机;读卡器;串口通信
上传时间: 2013-10-14
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