混合动力汽车作为解决汽车节能、降低排放的汽车工业新技术,具有低污染和低油耗的特点,尤其在油价日益攀高的今天,成为国内外汽车发展的新热点。驱动控制器作为混合动力汽车中的主要部件,在混合动力汽车中起到至关重要的作用,对其进行研究具有重要的理论和现实意义。 本文首先比较了常见的几种电动汽车的性能,概括了混合动力汽车的优点,介绍了混合动力汽车发电机/电动机一体化技术的发展现状;其次探讨了几种常用交流电动机的性能优劣。由于永磁同步电机具有高效、高功率密度以及良好的调速性能,因此该电机成为本课题混合动力汽车传动中所使用的电机,论文建立了永磁电动机的数学模型,分析了矢量控制原理;在矢量控制原理的基础上,设计出了基于TMS320F2812的永磁同步电机矢量控制系统的硬件结构,详细阐述了旋转变压器及其解码芯片在系统中的角度和速度的检测原理以及系统中其他重要的单元。设计了系统的软件结构,详细阐述了关键子程序如电流采集、位置检测程序和SVPWM产生子程序:使用UG软件设计出控制器的壳体。最后进行了实验研究,给出SVPWM波形、相电流波形,进行了全文总结,提出了下一步工作的建议。
上传时间: 2013-05-21
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风能作为一种清洁可再生能源,发展迅速,已经成为世界新能源最主要的发展方向之一。本文以863计划项目"MW级风力发电机组电控系统研制"为研究背景,介绍了1.2MW永磁同步电机变速恒频风力发电系统,研究了变流系统中逆变器的控制方法。 本文首先对风力发电进行了概述,介绍了我国和世界风电发展状况以及技术发展趋势。当今风力发电技术,大功率直驱化和双馈是两个发展方向,本课题1.2MW风力发电系统就是采用了永磁同步电机加交直交变流系统的结构模式,中间省去了齿轮箱,减少了维护,具有较好的发展前景。 论文第二章首先对风轮机叶片的空气动力特性进行了分析,介绍了不同风速下风力发电机的控制策略。就直驱技术与变速箱/感应电机技术--目前风力发电领域变速恒频技术的两大发展方向作了较为详细的介绍分析。 在变流系统中,逆变并网是重要的环节,起到了将电能传输到电网的作用。文章中重点分析了三相并网逆变器的主电路结构、原理和工作方法,并进行了理论推导和公式说明。 本文对1.2MW永磁同步电机变速恒频风力发电系统的主电路参数的选择作了理论推导和计算,包括主电路直流侧电容,网侧电感,三重化升压电感,网侧滤波电容等,还确定了斩波和逆变部分所采用的开关管和六相整流所采用的二极管,并在额定正常工作情况下,分别计算斩波和逆变部分开关管的损耗和开关管的结温。 本课题采用瞬时电流法对并网逆变器进行控制。在实验中上确定了电压外环和电流内环的PI参数,顺利完成了闭环控制实验。 文中采用DSP2407高速集成控制芯片是控制的核心,并根据控制流程图对其控制进行了软硬件设计,实现了控制板上的信号采集、运算、故障检测、电路驱动等功能。并进行了小功率试验,得到了较好的电压电流波形,并对波形进行了详细分析,验证了本文采用方法的正确性。
上传时间: 2013-07-06
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上海交通大学工程硕士学位论文 本文首先对视频监控系统的现状做了简单分析, 并介绍了本系统 中主要涉及到的相关技术,包括嵌入式技术、图像压缩技术、视频压 缩技术和移动数据通信技术。具备了一定的理论基础后,提出本系统 的总体设计方案,明确需要实现的目标功能。然后,围绕目标方案详 细介绍了具体实现方法,包括硬件总体结构、嵌入式 Linux的移植、 USB 摄像头驱动移植、Video4Linux 编程方法、网络传输模块的开发、 流媒体系统建立、WAP 程序的开发等。最后给出了在现网测试环境中 调测结果。 本系统通过嵌入式芯片实现静态图像及视频的采集、编码,并将 采集压缩编码后的数据传送到视频中心服务器, 在2G/3G 移动终端中 以 WAP 或流媒体客户端方式直接查看远程图像。 系统最大的特点是采 用了分布式架构的 C/S(采集端至视频中心服务器)和 B/S(WAP 服 务器至移动终端)结构便于系统的动态扩展;同时也借助了 WAP 技术 实现了传统视频监控的无线化。
上传时间: 2013-07-05
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本文提出了一种基于USB和FPGA的高性能数据采集模块USB12016(USB总线,A/D垂直分辨率为12位,存储容量为16兆)的软硬件设计与实现方法。该数据采集卡包括模拟输入、A/D转换、数据缓存、FPGA控制电路和USB总线接口等,在一张卡上实现了8通道模拟信号调理、采集、处理,并可实现多卡同步触发采集,具有高精度,低噪声,低失真和测试信号范围宽的特点。USB12016配有系统驱动控制程序软件,在Windows9X/2000版本的操作平台下运行,控制面板完全是虚拟仪器软面板,图形化界面十分友好。USB12016是USB接口技术、FPGA技术和嵌入式技术融为一体的结晶,已成功应用于军事测控领域。
上传时间: 2013-06-12
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矩阵运算是描述许多工程问题中不可缺少的数学关系,矩阵运算具有执行效率好、速度快、集成度高等优点,并且随着动态可配置技术的发展,灵活性也有了很大的提高。因此,寻找矩阵运算的高速实现方法是具有很大的现实意义,能够为高速运算应用提供技术支持。 为了提高研究成果的实用性与商用性,本文主要针对某种体积小、运算速度和性能要求很高的特殊场合设计并实现基于FPGA的矩阵运算功能。通过系统地研究FPGA功能结构、设计原理、DSP接口、IEEE-754标准,深入学习浮点数及矩阵的基础运算以及硬件编程语言等内容,根据矩阵运算的特点和原理,讨论了硬件设计方面重点对具体核心器件结构、特点以及有关FPGA的设计流程和控制器Verilog HDL硬件编程语言代码方面内容,确定了基于FPGA浮点运算及矩阵运算单元的Verilog HDL设计方法,在Quartus II平台上对其仿真、记录运算结果,并对采集到的数据结果进行了深入分析与总结。 本设计通过几种矩阵算法利用FPGA和MATLAB分别进行了实现测试,验证了设计结果的正确性,证明了本设计中矩阵运算速率的实用性与高效性,提高了系统资源利用率和系统可靠性,为今后在工程、军事、通讯等生产生活各个领域应用打下良好基础。
上传时间: 2013-07-07
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随着微电子技术的高速发展,实时图像处理在多媒体、图像通信等领域有着越来越广泛的应用。FPGA就是硬件处理实时图像数据的理想选择,基于FPGA的图像处理专用系统的研究将成为信息产业的新热点。 @@ 本文详细介绍了一种基于FPGA开发板的实时图像采集与显示系统,该系统由前端视频采集单元、图像存储单元、图像显示单元三部分组成。它的主要功能有:对摄像头送来的视频数据进行采集,并采用PHILIPS公司的专用视频解码芯片SAA7113将模拟视频转化成数字视频;将采集进来的数据存储到FPGA开发板内嵌的SDRAM中;采用PHILIPS公司的专用视频编码芯片SAA7121将数字视频信号转换为模拟信号送显示器输出。 @@ 系统在Quartus II 5.0、Model Sim6.0软件平台下开发并在硬件上得到实现,达到预期效果。FPGA实现图像采集显示是一种有效,简便、经济的方法,因此该课题具有广阔的应用前景和市场价值。 @@关键词:FPGA,I2C总线,视频采集,SDRAM,视频显示
上传时间: 2013-06-06
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随着我国国民经济的高速发展,国内高速公路、城市道路、停车场建设越来越多,对交通控制、安全管理的要求也日益提高,智能交通系统( IntelligentTransportation Systems,简称ITS)已成为当前交通管理发展的主要方向,而车牌识别系统(License Plate Recognition System,简称LPRS)技术作为智能交通系统的核心,起着举足轻重的作用,可以被广泛地应用于高速公路自动收费(ElectronicToll Collection,简称ETC)、停车场安全管理、被盗车辆的追踪、车流统计等。 目前,车牌识别系统大多都是基于PC平台的,其优势是实现容易,但是成本高、实时性不强、稳定性不高等缺点使其不能广泛推广。为了克服以上的缺点,且满足识别速度和识别率的要求,本文在原有车牌识别硬件系统设计的基础上做了一定的改进(原系统在图像采集、接口通信、系统稳定、脱机工作等方面存在一定问题),与团队成员一起设计出了新的车牌识别硬件系统,采用单DSP+FPGA和双DSP+FPGA双板子的方式来共同实现(本人负责单DSP+FPGA的原理图和PCB绘制,另一成员负责双DSP+FPGA的原理图和PCB绘制)。 本文所涉及的该车牌硬件系统,主要工作由以下几个部分组成: 1.团队共同完成了新车牌识别系统的硬件设计,采用两个板子实现。其中,本人负责单DSP+FPGA板子绘制。 2.团队一起完成了整个系统的硬件电路调试。主要分为如下模块进行调试:电源,DSP,FPGA,SAA7113H视频解码器,LCD液晶显示和UART接口等。 3.负责完成了整个系统的DSP应用程序设计。采用DSP/BIOS操作系统来构建系统的框架,添加了多个任务对象进行管理系统的调度;用CSL编写了DSP上的底层驱动:完成了车牌识别算法在DSP上的移植与优化。 4.参与完成了部分FPGA程序的开发,主要包括图像采集、存储、传输几个模块等。 最终,本系统实现了高效、快速的车牌识别,各模块工作稳定,能脱机实现图像采集、传输、识别、结果输出和显示为一体化的功能;为以后进行高性能的车牌识别算法开发提供了一个很好的硬件平台。
上传时间: 2013-04-24
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虚拟仪器技术是以传感器、信号测量与处理、微型计算机等技术为基础而形成的一门综合应用技术。目前虚拟仪器大部分是基于PC机,利用PCI等总线技术传输数据,数据卡插拔不便,便携性差。随着嵌入式技术的飞速发展,嵌入式系统平台已经应用到各个领域,而市场上的嵌入式虚拟仪器系统还相当少,各种研究工作才刚刚起步,各种高性能的虚拟仪器和处理系统在现代工业控制和科学研究中已成为必不可少的部分。因此在我国开发具有较高性能、接口灵活、功能多样化、低成本的虚拟仪器装置势在必行。 针对目前虚拟仪器系统发展趋势和特点,采用FPGA技术,进行一种支持多种平台的高速虚拟仪器系统的设计与研究,并针对高速虚拟仪器系统中的一些技术难点提出解决方案。首先进行了系统的总体设计,确定了采用FPGA作为系统的控制核心,并选取了Labview作为PC平台应用程序开发工具,利用USB2.0接口来进行数据传输;同时选取嵌入式处理器S3C2410以及WinCE作为嵌入式系统硬软件平台。随后进行了各个具体模块的设计,在硬件方面,分别设计了前端处理电路,ADC电路以及USB接口电路。在软件方面,进行了FPGA控制程序的设计工作,实现了对各个模块和接口电路的控制功能。在上层应用程序的设计方面,设计了Labview应用程序,实现了波形显示和频谱分析等仪器功能,人机界面良好。在嵌入式平台上面,进行了WinCE下GPIO驱动程序设计,并在上层应用程序中调用驱动来进行数据的读取。为了解决高速ADC与数据缓存器的速度不匹配的问题,提出利用多体交叉式存储器结构的设计方案,并在FPGA内对控制程序进行了设计,对其时序进行了仿真。 最后对系统进行了联合调试工作,利用上层软件对输入波形进行采集。根据调试结果看,该系统对输入信号进行了较好的采样和存储,还原了波形,达到了预期效果。课题研究并且对设计出一种支持多平台的新型虚拟仪器系统,具有性能好、使用灵活,节省成本等特点,具有较高的研究价值和现实意义。
上传时间: 2013-04-24
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数据采集是信号与信息系统中一个重要的组成部分,也是数字信号处理的关键环节。本论文主要介绍一种基于FPGA的数据采集系统,提出一种由高速A/D转换芯片、高性能FPGA和PCI总线接口组成的数据采集系统方案及其的硬件电路实现方法。该系统利用AD器件对信号进行放大、差分转换和模数转换,利用FPGA设计内部模块和时钟信号来进行电路控制及实现数据缓存、数据传递等功能,最后通过PCI逻辑接口把暂存在FPGA的数据传送到PC主机。FPGA作为采集系统的核心部件,完成了内部数字电路设计,使系统具有很高的可适应性、可扩展性和可调试性。 本论文从研究数据采集的理论出发,重点研究了A/D模数转换、FPGA芯片设计及PCI总结接口设计,完成了系统的各级电路硬件设计,并通过系统仿真验证了系统的可行性。
上传时间: 2013-04-24
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近红外光谱法是血液成分无创检测方法中的热点,也是取得成果最多的方法之一。但是,个体差异和测量条件是影响近红外光谱血液成分无创检测的一个较突出的问题。而动态光谱法就是针对这个问题而提出的一种全新的近红外无创血液成分浓度检测方法。它从原理上消除了个体差异和测量条件等对光谱检测的影响,为基于近红外光谱法的血液成分无创检测方法进入临床应用去除了一个较为关键的障碍。因此,本文根据动态光谱检测原理设计了基于FPGA的动态光谱数据采集系统。 在分析了动态光谱数据采集系统的性能要求后,采用DALSA的高性能线阵CCD IL-C6-2048C作为光电转换器件;根据CCD输出数据的高速度和信号微弱及含有噪声等特点,选用了高速、高精度、并带有相关双采样芯片的图像处理芯片AD9826作为模数转换器件;以FPGA及其内嵌的NIOSⅡ处理器作为核心控制器,并用LabVIEW对采集得到的数据进行显示。 在FPGA中,利用Verilog HDL语言编写了CCD和AD9826的控制时序;利用两块双口RAM组成乒乓操作单元,实现高速数据的缓存,避免利用NiosⅡ处理器直接读取时的频繁中断。将NIOSⅡ处理器系统嵌入到FPGA中,实现整个系统的管理。NiOSⅡ处理器利用中断方式读取缓存单元中的数据、经对数变换后传递给计算机。其中缓存数据的读取及对数变换均采用自定义组件的方式将硬件单元添加到NIOSⅡ系统中,编程时直接调用。NIOSⅡ系统通过串口将处理后的数据传递给LabVIEW, LabVIEW对数据简单处理后显示,以实时观察采样数据是否正确。 最后对系统进行了实验测试,实验结果表明,系统能够很好的采集并显示数据,能够初步完成光信号的检测。
上传时间: 2013-04-24
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