在步进电机驱动方式中,效果最好的是细分驱动,当今高端的步进电机驱动器基本都采用这种技术。步进电机的细分驱动技术是一门综合了数字化技术、集成控制技术和计算机技术的新技术,被广泛应用于工业、科研、通讯、天文等领域。 本文设计了一种基于DSP以及FPGA的两相混合式步进电机SPWM(正弦脉宽调制)波细分驱动系统。在DSP系统中采用TMS320I.F2407A微控制器作为核心控制器件,用软件产生SPWM波;在FPGA系统中采用FPGA芯片,通过VerilogHDL语言,实现了SPWM波;在功率驱动级电路上采用双极性H桥的驱动方式。最终实现了对两相混合式步进电机SPWM波细分驱动,大大提高了步进电机的运转性能。 本文介绍了两相混合式步进电机的工作原理、控制原理以及细分驱动的基本原理。通过对恒转矩细分驱动的分析,提出了两相混合式步进电机SPWM波细分驱动的方案,并给出了SPWM波产生的数学模型。最后,对步进电机的SPWM波细分驱动系统进行了实验测量,给出了实验结果。 实验的结果表明,设计的基于DSP与FPGA的SPWM波细分驱动系统可以很好地克服电机低频振荡的问题,提高电机在中、低速运行的性能。电机的扫描范围与理论值基本接近;微步距在误差允许的范围内也基本可以满足要求。
上传时间: 2013-04-24
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TI DSP的发展同集成电路的发展一样,新的DSP都是3.3V的,但目前还有许多外围电路是5V的,因此在DSP系统中,经常有5V和3.3V的DSP混接问题。在这些系统中,应注意: 1)DSP输出给5V
上传时间: 2013-07-19
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建立在数据率转换技术之上的宽带数字侦察接收机要求能够实现高截获概率、高灵敏度、近乎实时的信号处理能力。双信号数据率转换技术是宽带数字侦察接收机关键技术之一,是解决宽带数字接收机中前端高速ADC采样的高速数据流与后端DSP处理速度之间瓶颈问题的可行方案。测频技术以及带通滤波,即宽带数字下变频技术,是实现数据率转换系统的关键技术。本文首先介绍了宽带数字侦察接收关键技术之一的数据率转换技术,着重研究了快速、高精度双信号测频算法以及实验系统硬件实现。论文主要工作如下: (1)分析了现代电子侦察环境下的信号特征,指出宽带数字接收机必须满足宽监视带宽、流水作业以及近实时的响应时间。给出了一种频率引导式的数字接收机方案,简要介绍这种接收机的关键技术——快速、高精度频率估计以及高效的数据率转换。 (2)介绍了FFT技术在测频算法中的应用,比较了FFT专用芯片及其优点和缺点,指出为了满足实时处理要求,必须选用FPGA设计FFT模块。 (3)在分析常规的插值算法基础上,提出了一种单信号的快速插值频率估计方法,只需三个FFT变换系数的实部构造频率修正项,计算量低。该方法具有精度高、测频速率快的特点。 (4)基于DFT理论和自相关理论,提出了结合FFT和自相关的双信号频率估计算法。该方法先用DFT估计其中一个信号的频率和幅度,以此频率对信号解调并对消该频率成分,最后利用自相关理论估计出另一个信号的频率。 (5)基于DFT理论和FFT技术,研究了信号平方与FFT结合的双信号频率估计算法。根据信号中两频率分量的幅度比,只需一次一维平方信号谱峰搜索,就可以得到双信号的和频与差频分量的估计值,并利用插值技术提高测频精度。该算法能够精确地估计频率间隔小的双信号频率,且容易地扩展到复信号,FPGA硬件实现容易。 (6)基于现代谱分析理论,研究了基于AR(2)模型的双信号频率估计算法。方法在利用AR(2)模型系数估计双正弦信号频率之和的同时,利用FFT快速测频算法估计其中强信号分量的频率值。算法仿真验证和性能分析表明了提出的算法能快速高精度地估计双信号频率。 (7)给出了基于频谱重心算法的雷达双信号频率估计的FPGA硬件实现架构,并进行了时序仿真。 (8)讨论了双信号带宽匹配接收系统的硬件设计方案,给出了快速测频及带宽估计模块设计。
上传时间: 2013-06-02
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现代雷达系统广泛采用脉冲压缩技术,用以解决作用距离与分辨能力之间的矛盾。脉冲压缩是指雷达通过发射宽脉冲,保证足够的最大作用距离,而接收时,采用相应的脉冲压缩法获得窄脉冲以提高距离分辨率的过程。同时,数字信号处理技术的迅猛发展和广泛应用,为雷达脉冲压缩处理的数字化实现提供了可能。 本文主要研究雷达多波形频域数字脉冲压缩系统的硬件系统实现。在匹配滤波理论的指导下,成功研制了基于FPGAEP1K100QC208-1和4片高性能ADSP21160M的多波形频域数字脉冲压缩系统。该系统可处理时宽在42μs以内、带宽在5MHz以下的线性调频信号(LFM),非线性调频信号(NLFM)和Taylor四相码信号,且技术指标完全满足实用系统的设计要求。 本文完成的主要工作和创新之处有:(1)基于双通道模数转换器AD10242设计高精度数据采集电路,为整个脉压系统的工作提供必要的条件。完成了前端模拟信号输入电路的优化和差分输入时钟的产生,以实现高精度采样。 (2)根据协议和脉压系统的工作要求,以基于FPGAEP1K100QC208完成系统控制,使整个脉压系统正确稳定地工作。同时以该FPGA生成双口RAM,实现数据暂存,以匹配采样速率和脉压系统频率。 (3)设计基于4片高性能ADSP21160M的紧耦合并行处理系统,以完成多波形频域数字脉冲压缩的全部运算工作。4片DSP共享外部总线,且各DSP以链路口互连,进行数据通信。各DSP还使用一个链路口连接到接口板DSP,将脉压结果送出。 (4)以一片ADSP21160M和一片EP1K100QC208为核心,设计输出板电路,完成数据对齐、求模和数据向下一级的输出,并产生模拟输出。 (5)调试并改进处理板和输出板。
上传时间: 2013-06-11
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快速傅立叶变换(FFT)是数字信号处理中的重要内容之一,是很多信号处理过程中的核心算法。本文先总结了快速傅立叶变换的一些常用算法,并综合种种因素,采用了基2按频率抽取算法作为实现算法,然后将以现场可编程门阵列(FPGA)和以DSP处理器这两种实现数字信号处理的方式进行了比较,指出了各自的优点和不足之处。最后以FPGA芯片XCS200为硬件平台,以ISE6为软件平台,利用VHDL语言描述的方式实现了512点16Bit复数的快速傅立叶变换系统,并进行了仿真、综合等工作。仿真结果表明其计算结果达到了一定的精度,运行速度可以满足一般实时信号处理的要求。
上传时间: 2013-06-08
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本课题设计和完成了一套基于DSP+FPGA结构的小波变换实时图像处理系统。采用小波算法对图像进行边缘提取、图像增强、图像融合等处理,并在ADSP-BF535上实现了小波算法,分析了其运行小波算法的性能。图像处理的数据量比较大,而且运算比较复杂,DSP的特殊结构和性能很好地满足了系统实现的需要,而FPGA的高速性和灵活性也满足了系统实时性和稳定性的需要,所以采用DSP+FPGA来实现图像处理系统是可靠的,也是可行的。系统的硬件设计以DSP和FPGA为平台,DSP实现算法、管理系统运行、并实现了系统的自启动;FPGA实现一些接口、时序控制等,简化了外围电路,提高了系统的可靠性。结果表明,在ADSP-BF535上实现小波算法,效果良好,而且满足系统实时性的要求。最后,总结了系统的设计和调试经验,对调试时遇到的一些问题进行了分析。
上传时间: 2013-04-24
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在测井过程中,由于测井深度直接影响到其它测井信息的准确性,所以精确的测井深度变得越来越重要。本文针对现有绞车系统的不足(CPU为单片机决定其精度不高、缺少完善的深度校正系统等),首次将DSP与FPGA应用到测井绞车系统中,充分利用FPGA硬件资源丰富、速度快及DSP软件设计灵活的特点,使系统硬件、软件结构更加合理,功能得到增强,性价比进一步提高,从而优化了整个系统,为今后绞车设计提供了新的方法和途径。 本文相对其它绞车系统的设计,主要特点有:设计了比较完善的深度校正模块(深度脉冲校正、根据磁记号与磁定位信号的校正、由张力等原因引起的电缆形变的校正)。将打标和测量一体化。设计了方便的通信接口(校正后的深度脉冲及DSP通过RS232与主测井仪的通信)。使用DSP作为CPU并且配合FPGA作预处理从而提高了测量深度的准确性。电路采用了可编程逻辑器件,提高了电路工作的可靠性,减小了电路板面积。另外,本文在研究电缆绞车系统的同时,对测井的地面信号处理也进行了初步的研究,主要是对趋肤效应的校正做了初步的研究。 本文所完成的是一个完整的测量与打标系统,通过室内与现场实验,得出该系统具有高精度、高智能化等优点。最后,本文对该系统的发展方向作了展望。
上传时间: 2013-07-08
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本文主要研究基于FPGA的高速流水线工作方式的FFT实现。围绕这个目标利用Xilinx公司VIRTEX_Ⅱ系列FPGA,及其提供的ISE设计工具、modelsim仿真工具、Synplify综合工具及MATLAB,完成了流水线工作方式的FFT中基于每一阶运算单元的高效复数乘法器的设计、各阶控制单元的设计、数据存储器的设计,从而完成1024点流水线工作方式的FFT,达到工作在50MHZ时钟频率的设计要求。
上传时间: 2013-04-24
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在机器人学的研究领域中,如何有效地提高机器人控制系统的控制性能始终是研究学者十分关注的一个重要内容。在分析了工业机器人的发展历程和机器人控制系统的研究现状后,本论文的主要目标是针对四关节实验室机器人特有的机械结构和数学模型,建立一个新型全数字的基于DSP和FPGA的机器人位置伺服控制系统的软、硬件平台,实现对四关节实验室机器人的精确控制。 本论文从实际情况出发,首先分析了所研究的四关节实验室机器人的本体结构,并对其抽象简化得到了它的运动学数学模型。在明确了实现机器人精确位置伺服控制的控制原理后,我们对机器人控制系统的诸多可行性方案进行了充分论证,并最终决定采用了三级CPU控制的控制体系结构:第一级CPU为上位计算机,它实现对机器人的系统管理、协调控制以及完成机器人实时轨迹规划等控制算法的运算;第二级CPU为高性能的DSP处理器,它辅之以具有高速并行处理能力的FPGA芯片,实现了对机器人多个关节的高速并行驱动;第三级CPU为交流伺服驱动处理器,它实现了机器人关节伺服电机的精确三闭环误差驱动控制,以及电机的故障诊断和自动保护等功能。此外,我们采用比普通UART速度快得多的USB来实现上位计算机.与下位控制器之间的数据通信,这样既保证了两者之间连接方便,又有效的提高了控制系统的通信速度和可靠性。 机器人系统的软件设计包括两个部分:一是采用VC++实现的上位监控软件系统,它主要负责机器人实时轨迹规划等控制算法的运算,同时完成用户与机器人系统之间的信息交互;二是采用C语言实现的下位DSP控制程序,它主要负责接收上位监控系统或者下位控制箱发送的控制信号,实现对机器人的实时驱动,同时还能够实时的向上位监控系统或者下位控制箱反馈机器人的当前状态信息。 研究开发出来的四关节实验室机器人控制器具有控制实时性好、定位精度高、运行稳定可靠的特点,它允许用户通过上位控制计算机实现对机器人的各种设定作业的控制,也可以让用户通过机器人控制箱现场对机器人进行回零、示教等各项操作。
上传时间: 2013-06-11
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TMS320LF240x DSP C语言开发应用,其中有svpwm控制变频器程序
上传时间: 2013-04-24
上传用户:xoxoliguozhi