本課題所研究的橫機(jī)是一種由嵌入式控制器系統(tǒng)控制的自動化程度很高的緯編針織機(jī)，主要用于針織服裝的編織制造。我國是紡織大國，橫機(jī)需求量大，自主研發(fā)全自動電腦橫機(jī)有廣泛的市場前景。 通過對橫機(jī)機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理的分析，本文提出了一種橫機(jī)控制系統(tǒng)硬件解決方案。該方案主要由主控制器、協(xié)處理器、驅(qū)動電路等三部分組成。以ARM作為主控制器，負(fù)責(zé)編織工藝和人機(jī)接口設(shè)計(jì)；以FPGA作為協(xié)處理器，執(zhí)行ARM的命令，控制后續(xù)電路動作；驅(qū)動電路主要面向橫機(jī)機(jī)械部件，并向前端電路提供硬件接口。 基于該硬件系統(tǒng)解決方案，本文繼而提出了一種新型的軟件系統(tǒng)解決方案。該方案基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，主要由羅拉系統(tǒng)控制算法、驅(qū)動程序、橫機(jī)編織控制程序和圖形用戶界面等四部分組成。羅拉系統(tǒng)采用模糊控制算法，控制卷布速率；驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)ARM和FPGA的通信；橫機(jī)編織控制程序?qū)⒒ㄐ臀募械臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為機(jī)械部件的動作，實(shí)現(xiàn)整個(gè)編織過程；圖形用戶界面提供良好的人機(jī)界面，方便操作。 最后詳細(xì)介紹了整個(gè)橫機(jī)控制器系統(tǒng)的調(diào)試流程，涉及硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)合調(diào)試等。 與傳統(tǒng)電腦橫機(jī)相比，基于此設(shè)計(jì)方案的橫機(jī)技術(shù)含量較高，成本低，可移植性強(qiáng)，并可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制。
標(biāo)簽： Linux ARM 橫機(jī) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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采用89S52 單片機(jī)通過交流電信號過零檢測、同步控制可控硅的導(dǎo)通角的方式實(shí)現(xiàn)功率的無級控制。所設(shè)計(jì)的控制器的功率可任意設(shè)置，并具有數(shù)碼管顯示功能和定時(shí)開關(guān)控制功能，此外，控制器上的串行口可實(shí)
標(biāo)簽： 89S52 單片機(jī) 功率 制器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-30
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隨著新的控制算法的應(yīng)用和電子技術(shù)的發(fā)展，移動機(jī)器人正朝著高速度、高精度、開放化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，對控制系統(tǒng)也提出了更高的要求。移動機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)高速度、高精度的位置控制和軌跡跟蹤，必須依賴先進(jìn)的控制策略和優(yōu)良的運(yùn)動控制系統(tǒng)。 導(dǎo)航是移動機(jī)器人最具挑戰(zhàn)性的能力之一，機(jī)器人感知、定位、認(rèn)知及運(yùn)動控制的性能是決定導(dǎo)航成功的關(guān)鍵因素。根據(jù)課題“仿生導(dǎo)航系統(tǒng)”的要求，本文選擇“主控制器+運(yùn)動控制器+英特網(wǎng)遠(yuǎn)程無線監(jiān)控”結(jié)構(gòu)進(jìn)行導(dǎo)航移動機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先分析導(dǎo)航移動機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)，建立機(jī)器人運(yùn)動學(xué)模型，最后詳細(xì)闡述控制系統(tǒng)的全部開發(fā)過程，包括控制系統(tǒng)需求分析、總體設(shè)計(jì)、功能模塊的劃分及軟硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，并對無線通信及英特網(wǎng)通訊做了一些基礎(chǔ)研究，開發(fā)了無線通訊模塊軟件和上位機(jī)軟件。 在控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方面，主要包括基于 LPC2138 的主控制單元、基于HCTL-1100 的運(yùn)動控制單元、基于 6N137 的光電隔離單元、基于 LMD18200 的功率放大單元、傳感器接口單元及上位機(jī)無線通訊單元的電路設(shè)計(jì)。軟件方面，在μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)的多任務(wù)環(huán)境下，利用其任務(wù)調(diào)度功能，合理地協(xié)調(diào)和組織了控制系統(tǒng)的各項(xiàng)硬件資源，提高了整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性。上位機(jī)采用的無線通訊、Internet 通訊以及可視化監(jiān)控程序界面，讓用戶可以方便直觀地遠(yuǎn)程觀察和控制機(jī)器人。 該控制系統(tǒng)的研制為仿生傳感器性能測試提供了一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)平臺，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性，系統(tǒng)的各項(xiàng)功能及控制精度滿足設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： ARM 導(dǎo)航 移動 機(jī)器人控制
上傳時(shí)間： 2013-05-22
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開關(guān)磁阻電機(jī)是電機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，既具有結(jié)構(gòu)簡單堅(jiān)固、成本低、容錯(cuò)能力強(qiáng)，耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，又在高度發(fā)展的電力電子和微機(jī)控制技術(shù)的支持下獲得了良好的可控性能，目前己經(jīng)在多個(gè)工業(yè)部門得到應(yīng)用。因此，開關(guān)磁阻電機(jī)在驅(qū)動調(diào)速領(lǐng)域有著良好的發(fā)展前景。本論文在對前人成果的廣泛了解和研究基礎(chǔ)上，以philip公司生產(chǎn)的LPC2101為主控芯片，充分利用其高速運(yùn)算能力和面向電機(jī)控制的高效控制能力，設(shè)計(jì)并制作了SRM控制器與系統(tǒng)軟件。本文以開關(guān)磁阻電機(jī)的調(diào)速控制策略及其控制實(shí)現(xiàn)方法為主要研究內(nèi)容，對開關(guān)磁阻電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、功率變換器技術(shù)、控制策略、控制方案的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了全面深入的研究。 全文的研究工作分為五個(gè)部分，第一部分介紹了開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及基本工作原理，綜述了開關(guān)磁阻電機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、特點(diǎn)及研究動向，總結(jié)了開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)存在的技術(shù)問題，提出了本文的研究目的和主要研究內(nèi)容。 第二部分引用并討論了SR電動機(jī)的基本數(shù)學(xué)模型和準(zhǔn)線性數(shù)學(xué)模型，然后基于此重點(diǎn)分析了與電動機(jī)運(yùn)行特性密切相關(guān)的相電流波形與轉(zhuǎn)子角位移的函數(shù)關(guān)系，最后根據(jù)課題所關(guān)心的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在理論分析的基礎(chǔ)上提出了SR電動機(jī)控制方案并進(jìn)行了原理性分析，對SR電動機(jī)各個(gè)運(yùn)行階段的特點(diǎn)進(jìn)行分析并初步提出控制方案。 第三部分對SR電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)說明，主要包括以LPC2101為核心的控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，根據(jù)SR電機(jī)的控制特點(diǎn)，盡可能地開發(fā)了LPC2101的硬件資源和軟件資源，使控制系統(tǒng)具有很高的控制精度和靈活性，然后對功率變換器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和制作，分析了各種主電路形式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用了新型IGBT功率管作為主開關(guān)元器件，使功率變換器結(jié)構(gòu)得到簡化，設(shè)計(jì)了IGBT的功率驅(qū)動電路，并專門設(shè)計(jì)了電壓鉗位電路和諸如過壓、過流保護(hù)等保護(hù)單元，保證了整個(gè)系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，然后分析了SR電動機(jī)控制系統(tǒng)位置傳感器檢測電路設(shè)計(jì)、電流及電壓斬波電路設(shè)計(jì)、電流檢測及保護(hù)電路設(shè)計(jì)等。 第四部分主要介紹了系統(tǒng)的總體控制思想，分析了各個(gè)運(yùn)行階段的控制策略，對控制策略的軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并給出了軟件實(shí)現(xiàn)的具體流程圖，直觀地體現(xiàn)了軟件編程思想。最后，對系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究及分析。目前，該控制系統(tǒng)已調(diào)試完畢，基本實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。 本文對以ARM為控制核心的開關(guān)磁阻電動機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，得出了基于有位置傳感器檢測的控制方案。針對SR電機(jī)的控制特點(diǎn)，充分利用了ARM的硬件資源，采用PID數(shù)字調(diào)節(jié)，發(fā)出相通斷信號和PWM信號，并和電流、電壓等保護(hù)信號相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對主功率元件的通斷控制。并且設(shè)計(jì)了相應(yīng)的外圍硬件檢測、保護(hù)、控制及人機(jī)接口電路，使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高；系統(tǒng)的控制軟件設(shè)計(jì)，采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可讀性及可維護(hù)性，實(shí)現(xiàn)了一種電壓斬波和電流斬波控制相結(jié)合的控制方式;結(jié)合系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，開發(fā)了相應(yīng)的軟件模塊，使系統(tǒng)具有完善的保護(hù)和控制性能。 本系統(tǒng)經(jīng)過試驗(yàn)，調(diào)速范圍可達(dá)100～2000轉(zhuǎn)/分，效率較高，性能優(yōu)良，驗(yàn)證了控制思想和控制方法的正確性。
標(biāo)簽： ARM 開關(guān)磁阻 電機(jī)驅(qū)動 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文對基于ARM的可編程控制器進(jìn)行了研究。本文研制的可編程控制器配置簡單，擴(kuò)展方便，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。能夠采集4～20mA/0～5V的模擬量以及12路開關(guān)量；輸出1路-10～+10V、4路0～5V與2路0～20mA的模擬量以及8路開關(guān)量；能夠采集6路溫度信號：可以應(yīng)用于開關(guān)量的邏輯控制；能實(shí)現(xiàn)簡單的PID控制：并配有RS232串行通信接口以及CAN總線通信接口，能滿足基本工業(yè)控制的要求。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文對基于DSP和FPGA運(yùn)動控制器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下： （1）深入研究國內(nèi)外運(yùn)動控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景。 （2）規(guī)劃運(yùn)動控制器的硬件和軟件整體研發(fā)方案。 （3）對運(yùn)動控制器的各個(gè)功能模塊進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)。 （4）對運(yùn)動控制算法和數(shù)字濾波算法進(jìn)行設(shè)計(jì)，編寫控制軟件。 （5）對運(yùn)動控制系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析和訪真，調(diào)節(jié)控制器參數(shù)，使運(yùn)動控制系統(tǒng)具有較好的靜態(tài)特性和動態(tài)特性。 （6）構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，編寫人機(jī)界面軟件，驗(yàn)證運(yùn)動控制器的性能。
標(biāo)簽： FPGA DSP 運(yùn)動控制器
上傳時(shí)間： 2013-06-13
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在直流電氣傳動系統(tǒng)中使用的可控直流電源大部分是晶閘管相控整流電源,而晶閘管觸發(fā)脈沖形成單元是晶閘管相控整流系統(tǒng)的重要組成部分.該設(shè)計(jì)采用現(xiàn)場可編程門陣列控制實(shí)現(xiàn)了晶閘管觸發(fā)器的數(shù)字化,與傳統(tǒng)的晶閘管觸發(fā)控制器相比有脈沖對稱度好等許多優(yōu)點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景.該論文首先系統(tǒng)分析了晶閘管觸發(fā)器的各種性能指標(biāo),并對常見的觸發(fā)器進(jìn)行了分類.通過分析不同類型觸發(fā)器的優(yōu)缺點(diǎn),最終確定采用三相同步的絕對觸發(fā)方式,這種方式在控制器內(nèi)部資源允許的前提下,在外圍電路很少的情況下就能實(shí)現(xiàn)高性能控制,簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì).其次,對開發(fā)硬件和軟件以及編程語言進(jìn)行了介紹.另外,詳細(xì)闡述了采用現(xiàn)場可編程門陣列EPFl0K10器件實(shí)現(xiàn)具有相序自適應(yīng)、缺相保護(hù)等功能的晶閘管觸發(fā)器的軟硬件設(shè)計(jì).最后,使用自主開發(fā)的觸發(fā)器構(gòu)成一套三相全控橋整流設(shè)備,并給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果和波形分析.試驗(yàn)結(jié)果表明,該論文設(shè)計(jì)的基于FPGA/CPLD的晶閘管智能觸發(fā)控制器能夠滿足一般工業(yè)控制要求,達(dá)到了預(yù)期的目的.
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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MPEG-4是目前非常流行的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn),基于MPEG-4的視頻處理系統(tǒng)有兩種體系結(jié)構(gòu):可編程結(jié)構(gòu)和專用結(jié)構(gòu).可編程結(jié)構(gòu)靈活,適用范圍廣,易于升級,但電路復(fù)雜,電路功耗大.專用視頻編解碼器結(jié)構(gòu)硬件開銷小,處理速度高.該文主要研究專用的MPEG-4視頻編解碼芯片設(shè)計(jì)方法.目前市場上MPEG-4視頻編解碼芯片主要是Simple Profile級別的,而我們設(shè)計(jì)的芯片要實(shí)現(xiàn)Advanced Simple Profile級別.該文采用了一種基于大規(guī)模FPGA的軟硬件相結(jié)的芯片設(shè)計(jì)方案,我們設(shè)計(jì)了基于FPGA的MPEG-4芯片設(shè)計(jì)開發(fā)平臺,完成算法的硬件仿真與測試.論文圍繞基于FPGA的MPEG-4芯片開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì),分為兩個(gè)部分.第一部分介紹了目前國內(nèi)外實(shí)現(xiàn)MPEG-4視頻處理系統(tǒng)的主要方法和應(yīng)用,概述了國際上MPEG-4視頻編解碼芯片設(shè)計(jì)的一般方法及其發(fā)展趨勢,詳細(xì)描述了我們的基于FPGA的MPEG-4編解碼芯片開發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu).第二部分重點(diǎn)講述了基于FPGA的MPEG-4芯片開發(fā)系統(tǒng)各個(gè)電路模塊的設(shè)計(jì),包括電源模塊、FPGA配置模塊、時(shí)鐘生成模塊、視頻輸入/輸出模塊、RS232串口模塊、以太網(wǎng)接口模塊、USB接口模塊等.同時(shí)也介紹了I
標(biāo)簽： MPEG4 FPGA 編解碼芯片 開發(fā)系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-15
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傳統(tǒng)PLC使用時(shí)會出現(xiàn)一些問題，如程序死循環(huán)、程序跑飛、需要龐大的編譯系統(tǒng)作支持和不能實(shí)現(xiàn)精確位置控制等等；而發(fā)展到OPENPLC后，這些問題依然存在。為了更好地解決這些問題，本文提出一種全新的可編程控制器現(xiàn)場集成技術(shù)，用FPGA來實(shí)現(xiàn)PLC的功能，拋棄傳統(tǒng)PLC“程序”的概念，以“硬件線路”來實(shí)現(xiàn)控制功能，不論在經(jīng)濟(jì)上還是在性能上都具有更大的優(yōu)勢。 本課題在對國內(nèi)外可編程控制器，重點(diǎn)是HardPLC的開發(fā)和應(yīng)用的進(jìn)展進(jìn)行概述和分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)開展了HardPLC組成模塊原理及其仿真模擬的研究。本研究的主要貢獻(xiàn)為： 1.對比分析了CPLD和FPGA的性能特點(diǎn)，闡明了Xilinx公司FPGA芯片結(jié)構(gòu)的兩個(gè)創(chuàng)新概念，指出了其優(yōu)越性能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)； 2.系統(tǒng)分析了用HardPLC實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)時(shí)的一些通用模塊，對每個(gè)模塊的工作原理進(jìn)行了深入的探討，用VHDL語言建立了每個(gè)模塊的模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了仿真、綜合，為進(jìn)一步研究可編程控制器的現(xiàn)場集成奠定了基礎(chǔ)； 3.在仿真綜合的基礎(chǔ)上，用所建立的模型完成了特定邏輯控制系統(tǒng)的控制要求，充分展示了其實(shí)際應(yīng)用的可行性； 4.在分析Xilinx公司SPARTANII系列FPGA芯片配置模式的基礎(chǔ)上，確定了應(yīng)用于實(shí)際的基于CPLD控制的FPGA芯片SlaveParallel配置模式。 本課題研究建立的模型對于開發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的HardPLC組成IP庫具有一定的理論意義；對特定系統(tǒng)的控制實(shí)現(xiàn)，充分展示了基于FPGA的可編程控制器現(xiàn)場集成技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于工控領(lǐng)域，加大推廣力度和建立更多的IP庫，在許多應(yīng)用場合可以取代傳統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)，為工控領(lǐng)域提供高可靠、低價(jià)格、簡單易操作的解決方案，這將帶來巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益；所確定的FPGA芯片配置模式可廣泛應(yīng)用于對FPGA芯片配置數(shù)據(jù)的加載，在實(shí)踐生產(chǎn)中具有重要的實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽： FPGA 可編程控制器 集成技術(shù) 應(yīng)用研究
上傳時(shí)間： 2013-05-30
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本文將EDA技術(shù)與傳統(tǒng)的控制理論相結(jié)合,研制了一種全新的基于FPGA技術(shù)之上的PID和模糊控制器,并加以優(yōu)化后應(yīng)用于FESTO液位控制系統(tǒng)上.該控制器基于PLD組成的系統(tǒng),很自然地避開CPU的程序跑飛、死循環(huán)、復(fù)位不可靠等缺點(diǎn),最大程度的提高設(shè)計(jì)效率和系統(tǒng)的可靠性;同時(shí)相對于傳統(tǒng)的硬件控制器而言,它的高集成度所需較少外圍電路,降低設(shè)計(jì)成本,為控制器地實(shí)現(xiàn)提供了一種新方案.此外,本文的模糊控制器對傳統(tǒng)規(guī)則表進(jìn)行改進(jìn),在被控量接近穩(wěn)態(tài)值時(shí)規(guī)則表部分自適應(yīng)于具體的期望值,消除了穩(wěn)態(tài)值附近的震蕩,大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性.
上傳時(shí)間： 2013-06-21
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