针对无刷直流（BLDC）电机应用要求的提高，设计了基于 STM32 单片机的双无刷直流电机闭环控制系统。 该系统分别根据各个电机的转速和电流反馈，采用 PID 控制算法，调节 PWM 输出信号，实现两台无刷电机的双闭环控制。 详细介绍了系统的硬件设计和软件控制，并给出系统运行数据，验证了该系统运行稳定、响应速度快、具有良好的动静态性能。
上传时间： 2022-05-06
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温度、湿度检测在工农业生产、医学研究等科研工作中具有非常重要的地位。温度、湿度是科研工作中相当重要的参数，如何准确地测量、并且进行数据分析、统计，对科研工作的开展和科研结果的发布有着极其重要的影响。本论文就实际工作需要，解决工作中的实际问题，希望能够利用虚拟仪器构建一套远程温、湿度控制系统。文中首先简要介绍虚拟仪器的概念、特点，概述了虚拟仪器的现状及其未来的发展，并将它与传统的仪器进行了比较，突出了虚拟仪器的优点，同时也涉及了目前应用最广泛，最具有优势的虚拟仪器编程软件LabVIEW的特点及编程方法。 为了能够构建一套稳定可靠的温、湿度控制系统，确保实验数据的准确性和统计的方便与合理，本文重点介绍利用LabVIEW语言开发出一套温、湿度控制系统，该系统以铂电阻作为温度传感器；电容式传感器作为湿度敏感元件，采用美国的NI公司的数据采集卡USB-6008采集温度、湿度信号，通过Internet网络可以实时的监测和控制温、湿度的变化，通过对采集到的数据进行分析和处理，实现数据的报表打印、数据的远程共享，温、湿度的上、下限报警等等。 利用温、湿度传感器和数据采集卡检测温室内温度和湿度参数变化，实现了实验数据的自动采集。针对温室控制过程中温度和湿度存在耦合问题，运用了模糊解耦控制。在模糊解耦控制过程中，根据长期的实践经验总结，制定出了较为合理的温湿度隶属度函数表和模糊解耦控制规则输出表。在去模糊化的过程中，为了便于软件实现，根据Mamdani型模糊推理算法用MATLAB语言编写出了模糊决策表的输出程序。采用目前国际上流行的虚拟仪器技术，进行了计算机测控系统的设计，与传统测试中采用的多参数分别用单个仪器检测、数据单独汇总处理的方式，或基于单片机的数据采集处理系统相比，虚拟仪器技术的应用大大提高了检测和控制的精度，提高了数据处理的速度，并增强了系统的通用性、可靠性、可维护性和可扩展性。采用LabVIEW虚拟仪器开发平台和模块化设计方法，实现了环境参数的实时获取、采集信息的实时显示、控制信号的准确输出及数据的自动处理，减少了人为干预，增加了测控过程的稳定性，避免人为的读数误差和计算误差。在系统试验研究阶段，对系统温湿度参数的自动采集进行试验设计和试验结果分析，从数...
上传时间： 2022-05-25
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作为一种全新的探测技术，激光雷达已广泛应用于大气、陆地、海洋探测、空中交会对接、侦察成像、化学试剂探测等领域。与传统雷达技术相比，激光雷达是一种通过发射特定波长的激光，处理并分析回波信号，实现目标探测的技术，具有高测量精度、精细的时间和空间分辨率，以及极大的探测距离等优点，目前已成为一种重要的探测手段。激光雷达探测系统需采用硬件电路实现系统的控制以及回波信号的处理、分析，从而实现目标距离、速度、姿态等参数的测量，因此研制高速、高精度、性能稳定、性价比高、保密性强的处理电路，对提升激光雷达探测系统的整体性能有着十分重要的意义。 激光雷达系统控制及信号处理电路有多种实现方案，传统的MCU实现方案较为普遍，但受线程的带宽限制，且难以提高系统的精度与复杂性；采用 FPGA、ARM或DSP实现信号处理架构，一定程度上提高了系统的带宽与复杂度，但成本较高，功耗较大，且开发周期较长。针对目前激光目标探测系统中，对系统控制复杂度，信号处理实时性，整体性能与功耗等要求，论文提出了一种基于 CPLD与MCU架构的电路改进方案。该方案采用高速并行的现场可编程PLD器件，完成相关电路的控制与回波信号的实时处理、分析；同时选用线程处理优势较强的MCU，实现相关信号的控制与高速串口的收发，完成PC软件终端的通信。 本文结合所提出的基于 CPLD与 MCU架构的硬件电路设计方案，选用了Altera的MAX II CPLD器件EPM240T100C5N，以及宏晶科技公司的增强型单片机STC12LE5A60S2，实现了激光雷达系统控制及信号处理等功能。文中详细介绍了实验系统的设备资源与硬件电路的模块化设计，完成了相关外设的驱动控制，并采用 CPLD与 MCU完成了回波信号的采集、处理与分析，最终通过与所设计PC软件终端的通信，实现与硬件电路板的实时数据上传。 目前板卡在100MHz主频下工作，可完成10kHz激光器的触发，并行实现回波信号的实时处理与分析，以及921600波特率下的高速串口通信。结合激光雷达实验系统，多次进行硬件电路的测试与实验，表明本文设计的激光雷达系统控制及信号处理硬件电路功能正常，性能稳定，且功耗低，保密性强，符合设计的需求，实验证明本文所提出方案的具有一定的可...
上传时间： 2022-05-28
上传用户：xsr1983
多关节机器人在工业上已经得到了非常广泛的应用，并且以后会用在越来越多的其他领域。多轴控制系统作为多关节机器人的核心，发展也十分迅速。传统的多轴控制器体积比较庞大，扩展性不好。在工业4.0的时代，多轴控制系统也越来越智能，同时体积也在逐步减小，并且能够联网。EtherCAT现场总线是一种新兴工业实时以太网总线，经过多年的技术发展，在通讯速度，拓扑结构等领域已经具有非常独特的优势。本课题的工作主要是将EtherCAT现场总线技术应用在多轴控制系统中，利用其技术优势，进一步提高多轴控制器的扩展性和灵活性，使控制系统网络化。 本研究首先分析了多轴控制系统的现状以及发展趋势，介绍了EtherCAT现场总线技术，在此基础上，确立了多轴控制系统的开发架构以及开发方法。然后，课题设计完成了基于ET1100的通讯板。在此通讯板的基础上，使用STM32单片机作为EtherCAT应用层控制芯片，设计并完成了数字输入输出部分和模拟输入输出部分的软硬件。同时，为了达到工业现场的要求，设计着重考虑了安装的便利性，热插拔功能以及抗干扰性。接着，课题以实验室雕刻机为控制对象，以PC机作为EtherCAT主站，在主站上的TwinCAT软件中设计实现了雕刻机的正逆运动学算法，并设计实现人机界面。同时，课题使用ADS通讯接口与C＃高级语言进行通讯，实现了数据的交互。为了更加方便实现人机交互，课题也基于.NET架构设计了人机界面，这样方便Windows平台对多轴系统的直接或者远程控制。最后，在雕刻机平台上对设计的多轴控制系统进行调试和实验，同时对多轴之间的同步性能进行测试，完成了雕刻机的单轴运动，点动运动，多轴联动以及示教运动，并且多轴之间的实时性在微秒级。
上传时间： 2022-05-29
上传用户：qingfengchizhu
近年来，随着超声学研究的发展，功率超声技术得到了越来越广泛的应用。超声波清洗技术作为功率超声技术的一个分支，以清洗速度快、效果好、易于实现自动化等优点，为传统工业清洗领域注入了新鲜的血液。作为超声波清洗机的核心组件，超声逆变电源的设计一直是超声波清洗系统设计的关键环节，它性能的好坏很大程度上决定了最终的清洗效果。以往的超声逆变电源的设计通常是基于模拟集成控制芯片的，这种实现方式在频率、功率控制的精度和速度上以及系统的灵活性、稳定性方面存在着一定的局限性，限制了超声逆变电源的发展。数字控制技术的出现，很好地弥补了上述缺陷，因此本课题将数字控制技术引入到超声逆变电源控制电路的设计中是很有意义的。 本文首先对超声逆变电源的基本结构和工作原理做了简单介绍，针对超声逆变电源各部分的结构特点，并结合一些传统设计方案优缺点的分析，确定了二极管不控整流的整流电路设计方案、电压源型串联谐振逆变器的逆变电路实现方案、基于锁相环的频率跟踪实现方案、和基于PWM脉宽调制技术的功率调节实现方案。接着，文章详细介绍了频率自动跟踪和功率控制的具体实现方法，利用数学推理和波形分析的方式阐明了方案的可行性，并通过软件仿真验证了方案的正确性。然后，文章还设计了主电路谐振软开关、人机接口电路、采样电路、IGBT驱动以及过流过温保护电路。方案确定了之后，通过观察自制电路板的实验波形表明新构建的超声逆变电源可以保证系统在复杂工况下处于谐振状态，验证了全数字频率跟踪系统和功率调节系统的可行性和有效性。 本文的重点和创新点在于将超声逆变电源的控制电路通过数字化来实现。本文创新地利用FPGA构建了全数字频率跟踪系统——数字锁相环和全数字功率调节系统——数字PWM调制、数字PID调节，从而取代了传统的模拟锁相环芯片CD4046和模拟PWM控制芯片SG3525，在控制的精确性、快速性和灵活性上都有了很大的提高。此外，利用ATmega16单片机实现了人机接口电路、频率采样和电流A/D转换，并通过SPI接口与FPGA进行数据传输，完善了数字控制体系，从而实现了基于FPGA和单片机的全数字控制超声逆变电源系统。
上传时间： 2022-05-30
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生化分析仪是目前各级医院、防疫站必备的临床诊断仪器之一,它能够检测出人体体液中某些生化指标的含量,为医生对病人病情的判断、治疗提供依据,还可以对病人愈后的健康状态进行跟踪检查。全自动生化分析仪是随着现代科学技术的进步而发展起来的，它集加样、加试剂、混合、去干扰物、保温、检测、计算等一体,克服了传统检测方法速度慢、精度低等缺点，越来越受到各级医院的欢迎。 本论文在查阅了大量中英文资料的基础上，首先介绍了全自动生化分析仪的背景、意义以及发展现状，指出了设计全自动生化分析仪的必要性，然后结合国内外同类产品的设计介绍了其工作原理。 在生化分析仪工作原理的基础上，本论文结合单片机技术和TWI、CAN通讯技术，设计了全自动生化分析仪的控制部分，该部分按照功能分为：加样、加试剂1、加试剂2、搅拌和清洗五个模块，各个模块内部又分两层进行设计：执行层以ATMEL公司的Atmega48单片机为主控芯片，控制层则以Atmega64单片机为核心。论文给出了详细的电路原理图、PCB图，并编写了全部程序，实现了控制部分预定的功能。以ATmega48为主控芯片，电机控制器L297和双桥驱动器L298为驱动芯片设计了电机驱动模块，给出了详细的电路原理图以及PCB图，编写了驱动模块的程序，实现了预定的功能。以ATmega48为主控芯片，设计了基于电容分压原理的样品针液位感知和撞针保护电路，给出了详细的电路原理图以及PCB图，实现了预定的功能。详细叙述了加样模块、搅拌模块和清洗模块三个模块控制层的程序流程以及CAN和TWI通讯的程序，经过调试证明所有程序运行正常。最后介绍了仪器调试的过程及方法，指出了设计中需要改进的地方。经过调试，仪器实现了预期的功能，验证了软硬件设计的合理性。
标签： 全自动生化分析仪
上传时间： 2022-06-08
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本文逐步介如何使用USB-2-RTMI（RTMI）一步一步调试TMC4671。通讯转换器是采用基于FTDI FT4222H高速 USB转SPI桥路。采用USB供电带有一个小巧的10引脚接头和TMC4671-EVAL的RTMI接口引脚相同，且具有相同的引分配可以在TMC4671估板上找到。TMCL- IDE提供软件工具用于调试不同控制环路。因此，RTMI是调试，监控和系统配置的最简便的方式。
上传时间： 2022-06-12
上传用户：zhanglei193
CCD（Charge Coupled Device）是电荷耦合器件的缩写，它是一种特殊的半导体器件，是一种新型的固体成像器件。它既具有光电转换的功能，又具有信号电荷的存储、转移和读出的功能。CCD应用技术是光、机、电和计算机相结合的高新技术。目前，CCD技术广泛应用于视频处理的前端，它通过光电转换将光信号转化为电信号，以便于后续电路的处理。本文从CCD出发，系统地介绍了CCD的发展、结构、特点和分类，并以CV-A50/CV-A60相机为例，阐述CCD相机的控制时序，并介绍了调光的种类及各自的优缺点。本文以AT mega16单片机为例，详细地介绍了用AVR单片机控制调光的硬件和软件的实现，为调光系统的设计提供了一种新的思路。目前，视频技术已经广泛应用于监控和测量领域，并在宁航、遥感、军用设备、自动控制等方面有很多应用。民用的CCD相机，广泛应用在各种需要监视和图像采集的环境中。例如：银行监视器的镜头，数码相机镜头，数码摄像机镜头，手机镜头等中都得到了广泛的使用。视频技术通常由采集，处理和分析三部分组成。作为图像采集前端的CCD，承担着将光信号转变成电信号的任务，直接影响着后续的计算机图像处理的效果，对整个系统的性能起着重要作用。快门时间是CCD的重要指标，影响着CCD的图像质量和速度。因此，合理的选择快门时间是非常重要的。有些相机具有自动快门，能够较好的控制曝光时间，有些可以通过跳线设置快门，根据观察的结果进行设置。先进的快门控制是通过调光板实现的，通过对背景环境的预测，结合一定的算法，来合理的设置快门时间。一般来说，CCD相机可以内部产生各种同步信号和控制时序，也可以通过外部控制来调节CCD的快门时间和相机的进光量，以达到帧速度和视频质量的较好匹配。目前，对CCD相机调光的控制可分为机械调光，液品调光和电子调光等方式 其中，电子调光是常用的方式。本设计基于AT megal6单片机控制，通过C语言编程，达到调光的目的。
上传时间： 2022-06-18
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随着近年来传动系统的发展，多电机传动已被越来越广泛地应用于各种领域中。为了提高多电机传动系统的动态和稳态性能，以及满足一些特定系统对于多电机精确同步的要求，多电机同步控制方法的研究也变得越来越重要。目前，有许多方法用来研究多电机同步控制策略，本文采用的是偏差耦合控制方法，利用模糊PID作为速度同步补偿器的控制算法，使用遗传算法来整定PID的参数范围，解决了多电机同步控制系统中多电机速度的同步控制问题。本文首先分析了多电机同步控制的原理及其特点，根据偏差耦合控制策略的优点，确立了基于模糊PID补偿器的多电机同步控制策略，提出了模糊PID补偿器的设计方法。其次，利用罗克韦尔实验室现有的设备，构造了一个与生产现场类似的试验环境，设计了电机同步控制系统的实验平台。在单个永磁同步电动机调速系统的基础上，实现了多电机同步控制。基于实验平台，分别对硬件和软件部分进行了设计，其中包括控制系统网络的组建和硬件连线的设计和对运动控制模块进行组态以及运动控制梯形图的编制。根据本文设计的多电机同步控制方法在保证系统具有优良抗干扰性能的同时，使系统获得了较好的跟随性能及同步跟踪精度。经过Matlab的仿真以及实验结果说明了本文设计的控制算法的有效性和实用性。最后，总结了所做的研究工作，并对多电机同步控制系统中存在的其它问题进行了简单的分析，以及对未来研究方向进行了阐述。关键词：多电机同步控制；：模糊PID；遗传算法；永磁同步电动机；偏差耦合控制
标签： 模糊PID补偿器
上传时间： 2022-06-18
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双足步行机器人（Biped Walking Robot）是一种仿人机器人，是移动式机器人领域中一类重要的仿生系统。双足步行机器人作为一种移动式机器人，它与轮式，履带式机器人相比有许多优点与优越性。由于双足步行机器人的行走具有独特的适应性和拟人性，其行走控制成为当今研究的热点。步行运动模式与运动控制是影响双足步行机器人技术进步的重要问题，也是双足步行机器人成功而有效地实现稳定步行的理论基础和技术关键。本文针对双足步行机器人步行模式生成与步行控制相关问题进行了研究，并在虚拟现实的实验环境中实现了机器人以给定步行模式的行走。取得的主要科研成果有：第一：基于平面倒立摆线性模型的双足步行机器人步行运动模式生成。本文对双足步行机器人的动力学模型进行了简化，采用平面倒立摆的线性化模型作为双足步行机器人步行模式生成的简化模型。设计了基于倒立摆线性化模型步行模式生成算法，对双足步行机器人前向行走，侧向行走与拐弯行走的腰部重心位置轨迹与速度轨迹进行了规划。对于双足步行具有双脚作支撑期的特点，本文采用了七次多项式插值，分两阶段对具有双脚支撑期的步行运动的腰部运动轨迹进行规划，实现了期望的运动模式。第二：基于小脑模型控制器的双足步行机器人逆运动学控制系统。本文针对双足步行机器人腿部逆模型求解问题，提出一种基于小脑模型连接控制网络CMAC（Cerebellar Model Articulation Controller）的机器人逆运动学控制方法。机器人腿部正运动学模型采用Denavit-Hartenberg方法进行建模，在建立双足步行机器人正运动学模型基础上，设计了基于CMAC的控制系统。系统采用两个CMAC直接控制机器人的腿部运动。两个CMAC逆模型控制器分别逼近步行机器人支撑腿与摆动腿的逆模型，实现了对腰部运动轨迹的跟踪控制。第三：基于虚拟现实环境的双足步行机器人行走控制实验。
上传时间： 2022-06-19
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