隨著現(xiàn)代控制理論在機電技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，多電動機協(xié)調(diào)控制技術(shù)在機電控制系統(tǒng)中得到廣泛的應用，給嵌入式系統(tǒng)的數(shù)控應用提供了巨大機遇。傳統(tǒng)的伺服運動控制很難在處理大數(shù)據(jù)量、復雜算法時保證系統(tǒng)的靈活性和實時性。嵌入式系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的以應用為中心并且軟硬件可裁剪的實時系統(tǒng)，它的特點是高度自動化，響應速度快等，非常適合于要求實時的和多任務(wù)的場合。 本文以嵌入式數(shù)控系統(tǒng)為項目背景，研究設(shè)計了一種基于ARM和FPGA的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的方案。設(shè)計中，通過QuartusⅡ、ModelSim和Protel 99等電子設(shè)計自動化開發(fā)工具完成了一個高性能嵌入式軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計及仿真驗證；采用了實用小巧的嵌入式實時操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ，為應用系統(tǒng)的實時性提供了保證。該嵌入式數(shù)控系統(tǒng)滿足了用戶對應用系統(tǒng)實時性和快速處理的要求，具有較廣泛的應用前景。 通過本課題實踐表明，基于ARM和FPGA構(gòu)建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應用方案完全可行、合理，同傳統(tǒng)的人機交互系統(tǒng)設(shè)計相比，能大量地減輕研發(fā)任務(wù)，提高研發(fā)速度，能夠在短時間內(nèi)得到控制性能優(yōu)秀的數(shù)控系統(tǒng)。而μC／OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)的加入，使得系統(tǒng)很好地進行多任務(wù)處理，并保證了系統(tǒng)的實時性。
上傳時間： 2013-07-22
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隨著微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，運動控制系統(tǒng)正朝著通用化、智能化、微型化的方向發(fā)展。目前，以數(shù)字信號處理器（DSP）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）為核心的運動控制卡已成為運動控制器的發(fā)展主流。它可方便地以插卡形式嵌入PC機，將PC機強大的信息處理能力和開放式特點與運動控制卡的運動控制能力相結(jié)合，具有信息處理能力強、開放程度高、運動控制方便、通用性好的特點。因此，本文通過對運動控制技術(shù)的深入研究，開發(fā)了一款以DSP和FPGA為主控單元、基于PCI總線的運動控制卡。 首先，設(shè)計了運動控制卡硬件電路，對控制卡的DSP和FPGA外圍電路、PCI總線接口電路、模擬量輸出電路、編碼器信號采集電路、通用I/O接口電路等實現(xiàn)方法進行了詳細討論。 為提高控制卡的硬件集成度和可靠性，通過對FPGA的編程設(shè)計，在FPGA中實現(xiàn)了PCI總線目標設(shè)備接口控制器、雙端口RAM、DDA精插補電路、DAC接口電路、編碼器信號處理電路和數(shù)字I/O信號處理電路。 基于改進的數(shù)字PID控制器和前饋控制，設(shè)計開發(fā)了運動控制卡的位置閉環(huán)伺服控制器，并整定了控制器參數(shù)，獲得良好的伺服控制特性。 最后，采用WinDriver開發(fā)了控制卡的驅(qū)動程序，并詳細介紹了驅(qū)動程序的開發(fā)流程。
上傳時間： 2013-08-01
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該文主要介紹基于DSP(TMS320LF2407A)和CPLD(MAX3128A)伺服運動控制平臺的設(shè)計.文中在討論了永磁同步電機的控制策略的基礎(chǔ)上提出了針對表面式永磁同步伺服電機的i=0的矢量控制,介紹了通過光電碼盤確定永磁同步電機轉(zhuǎn)子磁極位置的方法,以及SVPWM的原理和特性及其數(shù)字實現(xiàn)方法.詳細闡述由TMS320LF2407A和MAX3128A構(gòu)建的傳動控制系統(tǒng)平臺.以上述平臺為基礎(chǔ),設(shè)計了一個基于矢量控制的三環(huán)永磁同步伺服系統(tǒng),為解決典Ⅱ系統(tǒng)超調(diào)和抗擾性的矛盾,將IP調(diào)節(jié)器引入系統(tǒng).通過試驗證明IP調(diào)節(jié)器在不影響系統(tǒng)抗擾性和穩(wěn)態(tài)精度的前提下,大大降低了電流的超調(diào).工程實踐證明了設(shè)計的正確性.為了滿足用戶對系統(tǒng)方便操作和監(jiān)視的要求,實現(xiàn)參數(shù)在線修改以及故障綜合,并滿足一定可視性,提出并設(shè)計了基于RS232的串行通訊程序,包括兩部分:PC機的監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)字操作器.文中詳細分析了設(shè)計數(shù)字操作器的硬件模塊及框圖和軟件流程,實際應用表明數(shù)字操作器方便了用戶對系統(tǒng)的操縱和監(jiān)視,已在實際工程中得到應用.
上傳時間： 2013-04-24
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在機器人學的研究領(lǐng)域中，如何有效地提高機器人控制系統(tǒng)的控制性能始終是研究學者十分關(guān)注的一個重要內(nèi)容。在分析了工業(yè)機器人的發(fā)展歷程和機器人控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀后，本論文的主要目標是針對四關(guān)節(jié)實驗室機器人特有的機械結(jié)構(gòu)和數(shù)學模型，建立一個新型全數(shù)字的基于DSP和FPGA的機器人位置伺服控制系統(tǒng)的軟、硬件平臺，實現(xiàn)對四關(guān)節(jié)實驗室機器人的精確控制。 本論文從實際情況出發(fā)，首先分析了所研究的四關(guān)節(jié)實驗室機器人的本體結(jié)構(gòu)，并對其抽象簡化得到了它的運動學數(shù)學模型。在明確了實現(xiàn)機器人精確位置伺服控制的控制原理后，我們對機器人控制系統(tǒng)的諸多可行性方案進行了充分論證，并最終決定采用了三級CPU控制的控制體系結(jié)構(gòu)：第一級CPU為上位計算機，它實現(xiàn)對機器人的系統(tǒng)管理、協(xié)調(diào)控制以及完成機器人實時軌跡規(guī)劃等控制算法的運算；第二級CPU為高性能的DSP處理器，它輔之以具有高速并行處理能力的FPGA芯片，實現(xiàn)了對機器人多個關(guān)節(jié)的高速并行驅(qū)動；第三級CPU為交流伺服驅(qū)動處理器，它實現(xiàn)了機器人關(guān)節(jié)伺服電機的精確三閉環(huán)誤差驅(qū)動控制，以及電機的故障診斷和自動保護等功能。此外，我們采用比普通UART速度快得多的USB來實現(xiàn)上位計算機．與下位控制器之間的數(shù)據(jù)通信，這樣既保證了兩者之間連接方便，又有效的提高了控制系統(tǒng)的通信速度和可靠性。 機器人系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括兩個部分：一是采用VC++實現(xiàn)的上位監(jiān)控軟件系統(tǒng)，它主要負責機器人實時軌跡規(guī)劃等控制算法的運算，同時完成用戶與機器人系統(tǒng)之間的信息交互；二是采用C語言實現(xiàn)的下位DSP控制程序，它主要負責接收上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱發(fā)送的控制信號，實現(xiàn)對機器人的實時驅(qū)動，同時還能夠?qū)崟r的向上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱反饋機器人的當前狀態(tài)信息。 研究開發(fā)出來的四關(guān)節(jié)實驗室機器人控制器具有控制實時性好、定位精度高、運行穩(wěn)定可靠的特點，它允許用戶通過上位控制計算機實現(xiàn)對機器人的各種設(shè)定作業(yè)的控制，也可以讓用戶通過機器人控制箱現(xiàn)場對機器人進行回零、示教等各項操作。
上傳時間： 2013-04-24
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本論文對DSP和FPGA在交流伺服電機控制系統(tǒng)中的應用進行了詳細的設(shè)計，并完成了系統(tǒng)的規(guī)劃。論文完成的設(shè)計任務(wù)主要有：1、根據(jù)系統(tǒng)要求，詳細分析了運動控制系統(tǒng)，給出了運動控制系統(tǒng)的總體設(shè)計，提出了一套對已有外圍設(shè)備適用的設(shè)計方案。2、根據(jù)實際情況，提出了簡單易于實現(xiàn)、實時性好的軌跡插補算法，并給出了插補算法的軟件設(shè)計，并在DSP中得以實現(xiàn)。3、使用匯編語言進行軟件設(shè)計，完成了運動控制卡中由DSP完成的運動控制任務(wù)，即在插補計算的同時完成加減速控制和三軸聯(lián)動的協(xié)調(diào)控制，以及其后的脈沖分配數(shù)的計算。4、根據(jù)系統(tǒng)運動要求，使用FPGA芯片設(shè)計了可連續(xù)發(fā)送均勻分布脈沖的脈沖分配器，實現(xiàn)對交流伺服系統(tǒng)發(fā)送運動控制指令。并給出了VHDL在FPGA中的軟件實現(xiàn)。
上傳時間： 2013-04-24
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糾錯碼技術(shù)是一種通過增加一定冗余信息來提高信息傳輸可靠性的有效方法。RS碼是一種典型的糾錯碼，在線性分組碼中，它具有最強的糾錯能力，既能糾正隨機錯誤，也能糾正突發(fā)錯誤，在深空通信、移動通信、磁盤陣列、光存儲及數(shù)字視頻廣播(DVB)等系統(tǒng)中具有廣泛的應用。 DVD是一種高容量的存儲媒質(zhì)。DVD技術(shù)的應用很廣泛，在數(shù)字技術(shù)中占有重要地位。DVD系統(tǒng)中采用里德-所羅門乘積碼(RS-PC：Reed-Solomon ProductCode)進行糾錯，RS碼譯碼器在伺服芯片中具有重要作用。 FPGA在開發(fā)階段具有安全、方便、可隨時修改設(shè)計等不可替代的優(yōu)點，在電子系統(tǒng)中采用FPGA可以極大的提升硬件系統(tǒng)設(shè)計的靈活性，可靠性，同時提高硬件開發(fā)的速度和降低系統(tǒng)的成本。FPGA的固有優(yōu)點使其得到越來越廣泛的應用，F(xiàn)PGA設(shè)計技術(shù)也被越來越多的設(shè)計人員所掌握。 本文首先介紹了編碼理論和常用的RS編譯碼算法，提出RS編碼器實現(xiàn)方案，詳細分析了譯碼器的ME算法和改進BM算法的實現(xiàn)，針對ME算法提出了一種流水線結(jié)構(gòu)的糾刪糾錯RS譯碼器實現(xiàn)方案，在譯碼器復雜度和延時上作了折衷，降低了譯碼器的復雜度并提高了最高工作頻率，利用有限域乘法器的特性對編譯碼電路進行優(yōu)化。這些技術(shù)的采用大大的提高了RS編譯碼器的效率，節(jié)省了RS編譯碼器占用的資源。在Xilinx公司的Virtex-II系列FPGA上設(shè)計并成功實現(xiàn)了RS(208，192)編譯碼器。
上傳時間： 2013-07-20
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PWM(脈沖寬度調(diào)制)是一種利用數(shù)字信號來控制模擬電路的控制技術(shù)，廣泛應用于電源、電機、伺服系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、電子控制器、功率控制等電力電子設(shè)備。PWM技術(shù)在逆變電路中的應用最為廣泛，也是變頻技術(shù)的核心，同時在機床，液壓位置控制系統(tǒng)等機械裝置中也發(fā)揮著重要的作用。PWM技術(shù)已經(jīng)成為控制領(lǐng)域的一個熱點，因此研究PWM發(fā)生器對于基礎(chǔ)理論的發(fā)展和技術(shù)的改進都有十分重要的意義。 論文研究的主要內(nèi)容是用任意波形作為調(diào)制信號通過特定的方法來產(chǎn)生所需要的PWM波形，任意波形的合成和PWM波形的生成是兩個主要任務(wù)。任意波形的合成是課題設(shè)計的一個難點，也是影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素之一。論文中波形合成采用直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù)來實現(xiàn)。DDS技術(shù)以相位為地址，通過查找離散幅度數(shù)據(jù)進行波形合成，具有輸出波形相位變化連續(xù)、分辨率高、頻率轉(zhuǎn)換速率快的優(yōu)點，而且通過設(shè)置控制字可靈活方便地改變輸出頻率，是目前波形合成的主流方法。 實現(xiàn)PWM發(fā)生器的設(shè)計方法有多種。在綜合比較了單片機、DSP、ARM等常用開發(fā)工具特點的基礎(chǔ)上，本文提出了一種以可編程邏輯器件(PLD)為主體，單片機輔助配合的設(shè)計方法。隨著計算機技術(shù)和微電了技術(shù)的迅速發(fā)展，可編程邏輯器件的集成度和容量越來越大，基于PLD的設(shè)計方法正逐步成為一種主流于段，是近些年來電子系統(tǒng)設(shè)計的一個熱點。整個系統(tǒng)分為模擬波形產(chǎn)生、單片機控制電路、FPGA內(nèi)部功能模塊三大部分。FPGA部分的設(shè)計是以Altera公司的Quartus Ⅱ軟件為開發(fā)平臺，采用VHDL語言為主要輸入手段來完成內(nèi)部各功能模塊的設(shè)計輸入、編譯、仿真等調(diào)試工作，目標載體選用性價比比較高的Altera公司的CycloneⅡ系列的器件；單片機控制電路主要負責控制字的設(shè)置和顯示，波形數(shù)據(jù)的接受與發(fā)送；用MATLAB軟件完成仟意波形的繪制和模擬任務(wù)。 論文共分五章，詳細介紹了課題的背景、PWM發(fā)生器的發(fā)展和應用以及選題的目的和意義等，論述了系統(tǒng)設(shè)計方案的可行性，對外圍電路和FPAG內(nèi)部功能模塊的設(shè)計方法進行了具體說明，并對仿真結(jié)果、系統(tǒng)的性能、存在的問題和改進方法等進行了分析和闡述。整個設(shè)計滿足PWM發(fā)生器的任務(wù)和功能要求，設(shè)計方法可行。
上傳時間： 2013-06-03
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光斑質(zhì)心檢測系統(tǒng)是APT精跟蹤伺服系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，目前的光斑檢測系統(tǒng)大多是基于PC機的，存在著高速實時性、穩(wěn)定性問題。在總結(jié)各種檢測算法的基礎(chǔ)上，本文提出了基于FPGA的圖像處理算法，實現(xiàn)了激光光斑中心的高速實時檢測。 文中主要采用3×3窗口模塊和自適應閾值模塊，先對CCD輸入數(shù)據(jù)進行處理，判斷光斑的范圍，然后再運用光斑的質(zhì)心算法對光斑所占的像元進行運算，得出光斑位置的脫靶量，最后用VGA格式將圖像顯示在LCD上。本文達到了的3000幀/s的脫靶量幀速，精度為2urad的技術(shù)指標，實現(xiàn)了高速率、高精度的精跟蹤要求。
標簽： 實時圖像采集 處理系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：林魚2016
感應電機具有可靠性好、結(jié)構(gòu)簡單、耐腐蝕、效率好、結(jié)構(gòu)緊湊、價格低廉和體積小等優(yōu)點，成為工業(yè)伺服控制的主要傳動裝置然而，感應電機又是一個多變量、強耦合的非線性系統(tǒng)，磁鏈和轉(zhuǎn)矩的非線性耦合及參數(shù)時變，使得感應電機的控制十分復雜，特別是在實際電機控制系統(tǒng)中，還需要考慮硬件和周圍環(huán)境等多種因素的干擾，致使實現(xiàn)高性能的感應電機控制系統(tǒng)更加困難 本文研究感應電機的高性能控制策略，綜述了感應電機高性能控制策略的發(fā)展歷程和感應電機模糊控制的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了實際電機控制系統(tǒng)控制器選型中各個嵌入式微處理器的基本性能和優(yōu)缺點在給出三相坐標系和二相坐標系中的感應電機數(shù)學模型之后，從理論上闡述了模糊控制和矢量控制的基本原理，針對傳統(tǒng)的PI控制器參數(shù)整定繁瑣，系統(tǒng)魯棒性差的缺點，論文將模糊控制技術(shù)應用于感應電機的變頻調(diào)速，采用CRI推理法，設(shè)計了一種參數(shù)自整定模糊PI矢量控制器，利用Matlab對基于模糊PI控制的感應電機控制系統(tǒng)進行了仿真，并對采用兩種控制器實現(xiàn)的感應電機調(diào)速控制系統(tǒng)進行了比較、分析仿真結(jié)果表明模糊控制的控制性能優(yōu)于常規(guī)的PI調(diào)節(jié)器 論文對基于ARM的感應電機數(shù)字控制技術(shù)進行了系統(tǒng)研究，闡述了采用LPC2214ARM微處理器構(gòu)成數(shù)字感應電機變頻調(diào)速系統(tǒng)的方法，給出了一種高性能感應電機的數(shù)字實現(xiàn)方案，詳細介紹了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的組成及軟件模塊的功能，并給出了主要算法的參考代碼，為實際電機控制器的選型和開發(fā)提供了一個新的思路
標簽： ARM 感應電機 數(shù)字控制器
上傳時間： 2013-08-03
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·摘要： 以IPC+DSP作為六自由度工業(yè)機器人的控制器,設(shè)計了一種基于可編程多軸控制器PMAC(Programmable Multi-Axies Controller)的開放式機器人控制系統(tǒng).采用Visual C++編制控制程序,將機器人系統(tǒng)中管理、控制功能的實現(xiàn)分為若干個模塊,負責底層伺服驅(qū)動的函數(shù)利用PMAC運動語言編寫,可直接調(diào)用.整個控制軟件能完成數(shù)據(jù)及運動狀態(tài)顯示、伺服驅(qū)動、
上傳時間： 2013-05-25
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