機(jī)械手是自動(dòng)裝配生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備，它可以模擬人手臂的部分動(dòng)作，按預(yù)定的程序、軌跡和要求，實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)和裝配等工作。在減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高裝配質(zhì)量和提高裝配效率等方面，起到了積極的作用。本文基于ARM和FPGA嵌入式系統(tǒng)，開展了機(jī)械手控制系統(tǒng)的研發(fā)工作，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的自動(dòng)控制。 嵌入式ARM處理器，具有運(yùn)行速度快、功耗低、程序設(shè)計(jì)靈活、外圍硬件資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，但其普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微妙左右，不適合高速輸入輸出；FPGA芯片高速輸入輸出數(shù)據(jù)，時(shí)間可縮短至幾十納秒。通過ARM處理器和FPGA技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，使系統(tǒng)具有程序設(shè)計(jì)靈活、以太網(wǎng)通信、大容量存儲、高速數(shù)據(jù)輸山、低成本等特點(diǎn)，滿足高速機(jī)械手自動(dòng)控制的要求。 本文分析了ARM和FPGA系統(tǒng)，以及機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能要求；設(shè)計(jì)硬件模塊、接口電路；闡述了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)過程，包括啟動(dòng)代碼U—BOOT、操作系統(tǒng)μCLinux的移植；并介紹了如何利用便件描述語言VHDL來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手邏輯控制。
標(biāo)簽： FPGA ARM 機(jī)械手 自動(dòng)控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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近年來，基于DSP和FPGA的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)己成為新一代運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的主流。基于DSP和FPGA的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)不僅具有信息處理能力強(qiáng)，而且具有開放性、實(shí)時(shí)性、可靠性的特點(diǎn)，因此在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 論文從步行康復(fù)訓(xùn)練器的設(shè)計(jì)與制作出發(fā)，主要進(jìn)行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研究。文章首先提出了多種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。根據(jù)它們的優(yōu)缺點(diǎn)，選定以DSP和FPGA為核心進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)平臺的設(shè)計(jì)。 論文詳細(xì)研究了以DSP和FPGA為核心實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)，利用DSP實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與相關(guān)功能模塊，利用FPGA實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)地址譯碼電路、脈沖分配電路以及光電編碼器信號處理電路，并對以上電路系統(tǒng)進(jìn)行了功能仿真和時(shí)序仿真。 結(jié)果表明，基于DSP和FPGA為核心的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)功能要求，同時(shí)提高了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的開放性、實(shí)時(shí)性和可靠性，并大大減小了系統(tǒng)的體積與功耗。
標(biāo)簽： FPGA DSP 機(jī)器人 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-22
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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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)控制卡已成為運(yùn)動(dòng)控制器的發(fā)展主流。它可方便地以插卡形式嵌入PC機(jī)，將PC機(jī)強(qiáng)大的信息處理能力和開放式特點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)控制卡的運(yùn)動(dòng)控制能力相結(jié)合，具有信息處理能力強(qiáng)、開放程度高、運(yùn)動(dòng)控制方便、通用性好的特點(diǎn)。因此，本文通過對運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)控制卡。 首先，設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)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(jì)，在FPGA中實(shí)現(xiàn)了PCI總線目標(biāo)設(shè)備接口控制器、雙端口RAM、DDA精插補(bǔ)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(jìn)的數(shù)字PID控制器和前饋控制，設(shè)計(jì)開發(fā)了運(yùn)動(dòng)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(dòng)程序，并詳細(xì)介紹了驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)流程。
標(biāo)簽： FPGA DSP 運(yùn)動(dòng)控制卡
上傳時(shí)間： 2013-08-01
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該文主要介紹基于DSP(TMS320LF2407A)和CPLD(MAX3128A)伺服運(yùn)動(dòng)控制平臺的設(shè)計(jì).文中在討論了永磁同步電機(jī)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(jī)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(jī)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(shí)現(xiàn)方法.詳細(xì)闡述由TMS320LF2407A和MAX3128A構(gòu)建的傳動(dòng)控制系統(tǒng)平臺.以上述平臺為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了一個(gè)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(yàn)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(shí)踐證明了設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)了基于RS232的串行通訊程序,包括兩部分:PC機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)字操作器.文中詳細(xì)分析了設(shè)計(jì)數(shù)字操作器的硬件模塊及框圖和軟件流程,實(shí)際應(yīng)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(shí)際工程中得到應(yīng)用.
標(biāo)簽： FPGA DSP 開放式 運(yùn)動(dòng)控制平臺
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文闡述了硝酸生產(chǎn)聯(lián)鎖報(bào)警控制系統(tǒng)的意義，介紹了系統(tǒng)的特性和要求，提出了生產(chǎn)聯(lián)鎖報(bào)警的實(shí)現(xiàn)線路，給出了PLC實(shí)現(xiàn)的部分流程。現(xiàn)場應(yīng)用表明系統(tǒng)可靠實(shí)用。關(guān)鍵詞：PLC ;聯(lián)鎖;報(bào)警;硝酸
標(biāo)簽： Realization nitric-acid PLC interlock
上傳時(shí)間： 2013-07-07
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礦用隔爆饋電開關(guān)是煤礦井下配電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，作為配電開關(guān)，用于含有瓦斯或煤塵等爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的礦井中，控制和保護(hù)低壓供電網(wǎng)絡(luò)。其性能好壞直接影響著煤礦井下的生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率，而目前國內(nèi)饋電開關(guān)普遍存在集成度低、可靠性差、智能監(jiān)控水平低等缺點(diǎn)。 本課題將嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用到饋電開關(guān)中，通過對礦山供電系統(tǒng)工作原理、真空饋電開關(guān)工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210為處理器、ARM7為內(nèi)核)嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究，實(shí)現(xiàn)了總體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和智能饋電開關(guān)控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)；通過對嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的移植、嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)和移植以及基于C/S模式下的套接字編程等的研究和分析，完成了監(jiān)控主機(jī)與嵌入式系統(tǒng)的通信軟件和保護(hù)控制算法的應(yīng)用程序的編寫，從而實(shí)現(xiàn)了礦井地面監(jiān)控主機(jī)與井下嵌入式系統(tǒng)饋電開關(guān)的快速通信，解決了地面監(jiān)控主機(jī)對井下饋電回路及電氣開關(guān)的遠(yuǎn)程智能監(jiān)控的難題，最終設(shè)計(jì)出一套集實(shí)時(shí)保護(hù)控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能于一身的智能型饋電開關(guān)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在嵌入式系統(tǒng)端的通信軟件和監(jiān)控主機(jī)端的通信軟件的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)與監(jiān)控主機(jī)的快速遠(yuǎn)程通信，通信速度快、可靠性高、可視化效果好，完全滿足了監(jiān)控系統(tǒng)的快速通信要求。 本課題的研究成果為工業(yè)控制領(lǐng)域提供了一個(gè)開放式、全分布、可互操作性的通信控制平臺，為提高煤礦井下設(shè)備的遠(yuǎn)程智能監(jiān)控水平和安全操控系數(shù)提供了新的解決方法，為地面監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模、更深層次地對井下電氣設(shè)備的集中控制、分散管理奠定了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式網(wǎng)絡(luò) 中的應(yīng)用 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-25
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溫度的測量和控制在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用，尤其在石油、化工、電力、冶金等工業(yè)領(lǐng)域中，對溫度的測量和監(jiān)控是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，溫度參數(shù)是工業(yè)控制中的一項(xiàng)重要的指標(biāo)。 本文主要研究了基于ARM9架構(gòu)的嵌入式Linux系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域中各種爐溫控制場合中的應(yīng)用。目前控制方案主要是采用傳統(tǒng)的PLC和單片機(jī)進(jìn)行控制。PLC主要是針對單項(xiàng)工程或者重復(fù)數(shù)極少的項(xiàng)目，靈活性相對不足，并且體積大，成本相對較高；而單片機(jī)主要用于小型設(shè)備的控制，具有成本低，功耗低，效率高的特點(diǎn)，但可移植性較差。為了適應(yīng)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，新技術(shù)革新以及產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化現(xiàn)代化的發(fā)展，本文針對PLC和單片機(jī)控制的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場合提出了采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200和Linux操作系統(tǒng)相結(jié)合的嵌入式溫度控制系統(tǒng)，具有系統(tǒng)擴(kuò)展性強(qiáng)、可靠性高、響應(yīng)速度快、體積小等特點(diǎn)，為用戶提供了一種新型的控制方案。 本文首先論述了嵌入式操作系統(tǒng)的組成，接著設(shè)計(jì)了溫度控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，主要包括CPU模塊、模擬電路模塊、存儲模塊和通信模塊四個(gè)部分：在對溫度控制系統(tǒng)的軟件部分的設(shè)計(jì)中，主要是針對Boot-Loader的移植、Linux內(nèi)核移植、根文件系統(tǒng)的定制、驅(qū)動(dòng)程序的編寫和應(yīng)用程序的編寫五部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)功能主要是循環(huán)采集AD通道數(shù)據(jù)，上傳AD數(shù)據(jù)到服務(wù)器，接收服務(wù)器下發(fā)的控制數(shù)據(jù)包，記錄日志等。通過在線運(yùn)行測試，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，采集和控制效果良好，可有效降低了生產(chǎn)成本和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為安全生產(chǎn)提供保證。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 溫度控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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遠(yuǎn)程控制的目的旨在突破地域和環(huán)境上的限制，對現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及各種參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。尤其是在現(xiàn)場設(shè)備分布離散、工作環(huán)境惡劣等情況下，遠(yuǎn)程控制技術(shù)的采用實(shí)現(xiàn)了跨地域的集中控制，節(jié)省了人力物力，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。 本文采用ARM7TDMI系列S3C44BOX嵌入式微處理器和μC/OS—Ⅱ作為系統(tǒng)開發(fā)平臺，研究并完成了操作系統(tǒng)的移植、應(yīng)用程序的編寫和系統(tǒng)的集成測試。在充分理解μC/OS—Ⅱ文件體系結(jié)構(gòu)和移植條件的基礎(chǔ)上，移植了OS_CPU.H、OS_CPU_AASM和OS_CPU_C.C三個(gè)文件。自定義了手機(jī)短信的通信格式。應(yīng)用程序的編寫完成了對串口信息的監(jiān)測、讀寫、分析與執(zhí)行。根據(jù)系統(tǒng)功能制定需要被操作系統(tǒng)調(diào)度的任務(wù)及任務(wù)優(yōu)先級。系統(tǒng)調(diào)試主要分為兩個(gè)步驟，先于宿主機(jī)上脫機(jī)調(diào)試程序代碼，成功后通過JTAG端口下載到目標(biāo)機(jī)上進(jìn)行在線調(diào)試。 本文將移動(dòng)通信技術(shù)和嵌入式技術(shù)結(jié)合起來應(yīng)用到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中。憑借SMS短消息業(yè)務(wù)所具有的操作簡便、收費(fèi)低廉、可靠性高等特點(diǎn)來發(fā)送對遠(yuǎn)程設(shè)備的監(jiān)控指令；嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的移植則更好地實(shí)現(xiàn)了對監(jiān)控指令的分析與執(zhí)行，提高了系統(tǒng)的執(zhí)行效率。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 遠(yuǎn)程控制 平臺系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-25
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礦井加暖系統(tǒng)在礦產(chǎn)、冶金、化工等工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用。課題組根據(jù)熱效率、壽命、自動(dòng)化程度等方面存在的問題，經(jīng)過調(diào)查、分析和研究開發(fā)了一套新型礦用環(huán)保熱風(fēng)爐系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、火焰監(jiān)測系統(tǒng)和主機(jī)控制系統(tǒng)三部分組成。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，要對復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測控制，是整個(gè)新型熱風(fēng)爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。本文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由MSP430單片機(jī)、模擬量采集(A/D)、模擬量輸出(D/A)、開關(guān)量采集、開關(guān)量輸出、存儲、通信接口及其他輔助電路組成，結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)構(gòu)可靠性高，使用壽命長，能夠?qū)ο到y(tǒng)的各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，對于礦井的安全可靠生產(chǎn)具有重要的意義。
標(biāo)簽： ARM 熱風(fēng)爐 接口設(shè)計(jì) 自動(dòng)控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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雕刻機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)是三維雕刻機(jī)的控制核心，其控制系統(tǒng)的性能直接關(guān)系著三維雕刻機(jī)的加工質(zhì)量和加工效率，對雕刻機(jī)的性價(jià)比有著重要的影響。本論文在對三維雕刻機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)以．ARM微處理器和CPLD器件構(gòu)建硬件平臺、基于μC/OS-Ⅱ?yàn)榍度胧娇刂葡到y(tǒng)的解決方案，充分利用ARM微處理器的高速運(yùn)算能力與CPLD的高速并行運(yùn)算能力，大大減少了系統(tǒng)的外圍接口器件，有效的降低系統(tǒng)成本。 此方案中選用Philips公司的基于ARM7內(nèi)核的LPC2214處理器作為主控芯片。對于系統(tǒng)的輸入/輸出的邏輯控制通過CPLD來實(shí)現(xiàn)，該芯片選用Atlera公司的EPM7128SLC84，作為處理器的外圍器件。同時(shí)對整個(gè)系統(tǒng)的硬件開發(fā)作了詳細(xì)說明：電源、SRAM、FLASH等芯片選型及設(shè)計(jì)；液晶顯示模塊及鍵盤的應(yīng)用設(shè)計(jì)；電機(jī)的輸入輸出電路設(shè)計(jì)等。 軟件部分包括Boot Loader、RTOS、應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)等。其中，Rot Loader支持系統(tǒng)Boot、程序下載到RAM中執(zhí)行和燒寫到Flash存儲器等功能；RTOS包括操作系統(tǒng)的移植、任務(wù)管理、任務(wù)間的通信等，應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、液晶顯示、鍵盤操作、電機(jī)控制等。同時(shí)用VB6.0開發(fā)了PC機(jī)下載控制界面，并對液晶模塊和電機(jī)進(jìn)行調(diào)試。
標(biāo)簽： ARM 雕刻機(jī) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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