三相spwm信號是由高頻載波和三相調 制波比較而得的,三相svpwm信號也可理解為由高頻載波和三相調制波比較而得,區別是前者的三相調制波是三相對稱的正弦波,后者的三相調制波是三相對稱的馬鞍形波,馬鞍形波由正弦波和一定幅值的三次諧波復合而成。但令人回味的是,svpwm的最初出現和發展卻和以上思路大相徑庭,其完全從空間矢量的角度出發,后來人們才發現svpwm和spwm的以上淵源[1]。至今svpwm已在三相或多相逆變器中得以廣泛應用,其原因有兩個,一是采用svpwm的逆變器輸出相電壓中的基波含量高于采用spwm的逆變器[2][3],二是dsp的快速運算能力可以實時計算開關時間。但在實際應用svpwm時,往往對以下問題感到疑惑:svpwm算法的推導、開關向量的選擇、dsp的實現、逆變器輸出相電壓有效值的大小。本文的內容將有助這些疑惑的解決,更靈活地應用svpwm算法。
上傳時間: 2013-06-05
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電極壓力是電阻點焊的主要參數之一,電極壓力的恒定性、可調性對于保證焊點的質量是非常重要的,但是,目前生產中普遍使用的氣動焊槍,不具備調節電極壓力的功能。本文的目的就是研制一種新型的伺服驅動的懸掛式點焊槍,該焊槍能夠在焊接的過程中對電極壓力進行實時的調節,從而實現復雜的焊接循環,提高焊接質量。 焊槍采用伺服電機作為動力裝置,以滾珠絲杠為主要傳動機構,結構簡單緊湊,運動平穩靈活。壓力控制系統采用32位的ARM微處理器作為核心,與采用傳統的單片機相比,系統的工作頻率大幅提高,硬件功能更加強大,更適合電極壓力的實時控制。此外,在系統中移植了uC/OS-Ⅱ實時操作系統,并在此基礎上構建了一個分層次的、多任務的、消息機制的軟件系統,充分發揮了ARM的性能,提高了系統的穩定性和實時性。 利用伺服焊槍進行了焊接試驗,在焊接過程中,伺服電機工作在力矩模式下,采用開環的控制方式,利用電壓信號控制電極的壓力和速度,通過驅動器的反饋信號檢測電極的壓力和位置,使用I/O口控制焊接電源。 實驗結果證明,本課題研制的伺服焊槍的機械裝置的精度和響應速度均能夠滿足焊接的需要,而且可以實現快速漸進,低速爬行,電極輕接觸,快速預壓等功能,有助于延長電極壽命和提高焊接效率。而且,使用伺服焊槍進行了低碳鋼焊接試驗,采用馬鞍形的加壓方式,與恒定壓力條件相比,焊接中飛濺大幅減少,焊點強度和塑性增加,焊接質量有明顯提高。
上傳時間: 2013-04-24
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噴油泵是柴油機燃油噴射系統中燃油的控制、供給單元,其性能的好壞直接決定著柴油機的加速性能、油耗大小、尾氣的排放質量等。準確測試噴油泵的各種技術參數對提高柴油機的各項技術性能具有十分重要的意義。嵌入式系統技術已經成為了最熱門的技術之一。基于ARM的嵌入式技術己經成為當前嵌入式領域研究的一個亮點。ARM公司的32位RISC處理器,以其高速度、低功耗、低成本、功能強等諸多優異性能,應用越來越廣泛。uCLinux操作系統是從Linux衍生出來的一種操作系統,它是專為無MMU的微控制器開發的嵌入式Linux操作系統。它支持眾多嵌入式處理器類型,具有完善的各類驅動支持。 本文從噴油泵試驗臺控制系統總體結構入手,在詳細分析了系統所要檢測和控制的參數的基礎上,設計出噴油泵試驗臺控制系統總體架構。噴油泵試驗臺控制系統由兩個模塊組成:以80C196KB單片機為中心的噴油泵控制及數據采集系統,以S3C44BOX為中心的上位機監控及管理系統。下位機通過RS232串口接收上位機的命令并執行噴油泵試驗臺的電機轉速控制、燃油溫度控制、噴油次數計數、提前角監控及燃油壓力顯示。上位機是整個試驗臺控制系統的管理者,主要完成給下位機發送特定的操作命令,完成實驗數據的顯示、收集和存儲,它有友好的中文顯示界面,可以完成簡單的數據管理操作。 文中詳細闡述了上位機的操作系統uCLinux的特點和移植過程。同樣對上位機的界面設計及運行環境MiniGUI進行了全面分析并給出移植和界面編程方法。在文章的最后,對噴油泵控制系統采用模糊控制算法進行優化設計。詳細描述了模糊控制器設計所包含的三個主要部分:清晰量的模糊化接口、模糊控制規則及算法及模糊量的清晰化接口。 通過試驗證實,本文設計的噴油泵試驗臺控制系統技術路線正確合理。相信該可靠實用的控制系統配合噴油泵試驗臺使用將具有良好的市場潛力。
上傳時間: 2013-06-04
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微電子技術的發展,特別是可編程邏輯器件的產生加速了電子設計技術的發展,現代電子設計技術的核心日趨轉向基于計算機的電子設計自動化技術,即EDA技術。EDA技術采用的自頂向下設計流程代替了原有的自下而上設計流程,縮短了集成電路的開發周期,節省了開發費用,促進了集成電路的發展。布局布線是計算機設計自動化的一個重要環節,也是計算機輔助設計的一個重要課題,其性能的好壞直接影響到電子設計自動化技術的可靠性。 本文首先介紹了布局布線前的背景知識,然后對學術上成熟的VPR布局布線工具所采用的算法進行了闡述,分別介紹用于布局的模擬退火算法和布線的A*迭代式迷宮搜索算法,最后重點研究了自動布線算法,并作出了以下改進;根據FPGA布線算法的需要對雙向啟發式搜索算法進行了相應的理論分析及改進;基于VPR實現了網線遞增排序方法,并與網線遞減排序進行了比較;在原有的時序驅動布線啟發式函數中引入了面積約束條件以節約FPGA布線的面積。 通過對測試數據的分析比較,發現:引入雙向啟發式搜索算法能大大增加布線拆線的速度;遞增有序比遞減有序布線減少了運行時間;時序驅動布線算法中引入面積約束后,大大減少了布線面積。
上傳時間: 2013-07-17
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汽車在緊急制動過程中易出現很多非穩定因素(諸如側滑、跑偏、失去轉向操縱能力等),進而導致了相當多的交通事故。這些非穩定因素是由于制動時車輪抱死而產生的,汽車防抱死制動系統ABS(Anti-lockBraking system)可以避免制動時的這些不利因素,縮短剎車距離,保證汽車安全制動。 現代汽車整車控制技術的迅猛發展,迫切需要研制具有自主知識產權的汽車電子產品。研制以汽車防抱死制動系統為代表的高技術含量汽車電子產品,對加速我國汽車產業的技術自主化具有舉足輕重的作用。 本文根據防抱死制動系統的工作原理,采用邏輯門限控制算法,選擇車輪加速度和滑移率門限來調節制動壓力,使車輪的滑移率保持在最佳滑移率附近。以ARM單片機LPC2292為核心,完成了輪速信號調理電路、電磁閥和回液泵電機驅動電路及系統故障診斷等電路的設計,闡述了ABS各功能模塊軟件的設計思想和實現方法,完成了防抱死制動系統的硬件和軟件設計。 本文所設計的汽車防抱死制動系統在昌河CH711A轎車上進行了道路實驗,結果表明:汽車防抱死制動控制系統的硬件電路設計合理可行,軟件所采用的控制策略正確、有效,系統運行穩定可靠,改善了汽車制動系統性能,完全能夠滿足汽車安全制動的需要。
上傳時間: 2013-07-19
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近年來,隨著計算機和通信技術的飛速發展,特別是網絡的迅速普及和3C(計算機、通信、消費電子)合一的加速,微型化和專業化成為發展的新趨勢,嵌入式產品已經成為了信息產業的主流,嵌入式系統技術也成為目前電子產品設計領域最為熱門的技術之一,目前已經廣泛地應用于軍事國防、消費電子、網絡通信、工業控制等各個領域。本文在研究視頻采集發展現狀和趨勢的基礎上,設計了一種基于32位處理器的嵌入式圖像采集和傳輸系統。此套硬件系統可應用于LCD顯示屏、桌面視頻、多媒體、數字電視機、圖像處理、可視電話和遠程戶外圖像采集等領域。 該圖像采集系統在硬件系統上以ARM芯片S3C44BOX為核心,利用CMOS圖像傳感器采集圖像;以FIFO幀存儲器暫存圖像數據,解決了ARM芯片與圖像傳感器之間速率的不同步問題;并充分利用了FPGA/CPLD高性能、低功耗、低成本的優點,用CPID器件控制整個圖像采集的時序邏輯。在軟件平臺移植了嵌入式操作系統’uClinux,并在此基礎上開發了底層的驅動程序和應用程序。體積小巧,具備圖像采集、顯示和遠程傳輸功能和良好的可擴展性。 全文共分為五個章節,第一章主要介紹了論文的課題背景和圖像采集技術的發展現狀,介紹了論文的研究目標和研究內容。第二章從硬件和軟件兩方面闡述了嵌入式圖像采集系統的總體設計方案,詳細介紹了硬件開發平臺嵌入式系統和軟件開發平臺嵌入式操作系統各自的定義和特點。第三章主要介紹基于ARM的圖像采集系統硬件設計方面的內容,包括各個模塊的具體實現方案、系統硬件性能分析和硬件電路的抗干擾設計等。第四章研究了基于uClinux平臺的幾個主要模塊的軟件設計,主要包括圖像傳感芯片的初始化和采集程序的實現、LCD控制器的初始化和圖像顯示程序的實現、以太網控制器的初始化和圖像數據傳輸程序的實現。第五章是對全文的一個總結,概括了作者所做的工作,提出所存在的不足并對后續的研究工作做了進一步的展望。
上傳時間: 2013-04-24
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本文首先從數控系統的組成與特點進行詳細分析,然后對運動控制卡在整個系統中承擔功能進行了分析。根據數字型號處理器件的快速運算能力和現場可編程門陣列器件的靈活、通用性提出了基于DSP器件和FPGA器件進行總體設計的規劃。 本文重點詳細闡述了四軸運動控制卡硬件電路的設計。通過對現有部分PC總線的介紹與比較,設計選擇了PCI總線作為上位PC與運動控制卡的通信總線,并且選擇PCI9052芯片來設計PCI接口模塊;基于DSP器件的特點,設計選擇了TMS320LF2407芯片為核心,進行運算控制單元的設計,同時對其主要內部資源進行了分配。最后,根據硬件的原理圖,完成了具體電路板的制作。 對軟件設計,文章主要對插補算法在DSP上的實現作了一些探討。介紹了兩種加速模式:梯形加速模式和s曲線加速模式。就逐點比較法直線和圓弧插補算法以及數字積分插補原理也進行了分析。最終,提出總體程序流程控制、速度控制算法、插補算法等的程序設計框架,并進行了具體程序設計。
上傳時間: 2013-05-31
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H.264/AVC是ITU-T和ISO聯合推出的新標準,采用了近幾年視頻編碼方面的先進技術,以較高編碼效率和網絡友好性成為新一代國際視頻編碼標準。 本文以實現D1格式的H.264/AVC實時編碼器為目標,作者負責系統架構設計,軟硬件劃分以及部分模塊的硬件算法設計與實現。通過對H.264/AVC編碼器中主要模塊的算法復雜度的評估,算法特點的分析,同時考慮到編碼器系統的可伸縮性,可擴展性,本文采用了DSP+FPGA的系統架構。DSP充當核心處理器,而FPGA作為協處理器,針對編碼器中最復雜耗時的模塊一運動估計模塊,設計相應的硬件加速引擎,以提供編碼器所需要的實時性能。 H.264/AVC仍基于以前視頻編碼標準的運動補償混合編碼方案,其中一個主要的不同在于幀間預測采用了可變塊尺寸的運動估計,同時運動向量精度提高到1/4像素。更小和更多形狀的塊分割模式的采用,以及更加精確的亞像素位置的預測,可以改善運動補償精度,提高圖像質量和編碼效率,但同時也大大增加了編碼器的復雜度,因此需要設計專門的硬件加速引擎。 本文給出了1/4像素精度的運動估計基于FPGA的硬件算法設計與實現,包括整像素搜索,像素插值,亞像素(1/2,1/4)搜索以及多模式選擇(支持全部七種塊分割模式)。設計中,將多處理器技術和流水線技術相結合,提供高性能的并行計算能力,同時,采用合理的存儲器組織結構以提供高數據吞吐量,滿足運算的帶寬要求,并使編碼器具有較好的可伸縮性。最后,在Modelsim環境下建立測試平臺,完成了對整個設計的RTL級的仿真驗證,并針對Altera公司的FPGA芯片stratixⅡ系列的EP2S60-4器件進行優化,從而使工作頻率最終達到134MHz,分析數據表明該模塊能夠滿足編碼器的實時性要求。
上傳時間: 2013-07-24
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對弓網故障的檢測在列車提速的今天顯得尤其重要,原始故障圖像數據量的巨大使實時存儲和傳輸故障圖像極其困難。JPEG作為一種低復雜度、高壓縮比的圖像壓縮標準在多媒體、網絡傳輸等領域得到廣泛的應用。和相同圖像質量的其它常用文件格式(如GIF,TIFF,PCX)相比,JPEG是目前靜態圖像中壓縮比最高的。 FPGA以其設計靈活、高速的卓越特性,逐漸成為許多應用中首先器件,尤其是與Verilog和VHDL等語言的結合,大大變革了電子系統的設計方法,加速了系統的設計進程。 本文旨在研究并實現一種實時采集并對特定幀進行壓縮傳輸的方法。通過采用可編程邏輯器件FPGA來實現整個采集、顯示、壓縮和傳輸,使系統具有可定制、高速度等優點。 本文首先介紹了開發硬件可編程邏輯門陣列FPGA及其開發語言Veridlog,并介紹了FPGA的設計方法及開發流程;接著介紹了PAL制視頻采集的相關知識及設計,其中主要包括基于I2C總線的模擬視頻解碼控制、視頻的數字化ITU-R BT.601標準介紹及視頻同步信號的獲取、基于SDRAM的視頻幀存儲、VGA顯示控制設計;隨后介紹了JPEG標準,并根據故障檢測的特點,設計了針對灰度圖像壓縮的JPEG編碼器,設計中先分別對組成JPEG編碼器的二維DCT變換模塊、量化模塊、Z字掃描模塊、變換直流系數的差分脈沖編碼模塊、交流系數的游程編碼模塊、哈夫曼編碼模塊及打包模塊進行了仿真測試,然后再對整個JPEG編碼器進行了測試;最后設計了單幀視頻的SRAM緩存,并將緩存的源圖像采用本文設計的JPEG編碼器進行壓縮,再設計一個僅包含發送功能的UART 將壓縮后的碼流傳輸到PC機,在PC機上通過將接收的碼流以ASCⅡ碼的形式還原為采集圖片。 本文實現了整個采集壓縮系統,同時也進一步驗證了本文設計的灰度圖像JPEG編碼器的正確性。相信本文無論是對弓網故障的圖像檢測,還是對于JPEG編碼器的芯片設計都有一定的參考價值。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,在鋼鐵材質質量檢測的研究領域,電磁無損檢測方法以其非破壞性和簡便快速的優點取得了大量成果,然而對于鋼材及其制品的混料、硬度和裂紋質量檢測還存在許多難題.如用傳統檢測平臺檢測鋼鐵件硬度的檢測精度和速度都不夠理想。 基于上述情況,論文將先進的SOPC技術應用到鋼鐵件的電磁無損檢測中。SOPC技術將處理器、存儲器、IO接口、各種外圍設備等系統設計需要的部件集成到一個可編程邏輯器件上,構建成一個可編程的片上系統。 論文詳細論述了基于FPGA的電磁無損檢測試驗裝置的理論基礎,并在此基礎上給出了總體設計方案。全文著重敘述了系統的模擬部分,系統配置以及軟件部分的整個設計過程。利用QuartusⅡ自定義外設和Avalon總線多主并行處理的特點,采用Vefilog HDL,語言實現激勵信號發生器和高速數據采集器,使得信號激勵和信號采集在同一片芯片中實現,從而提高了信號及信號處理的精確度。由于電磁檢測對多種參數的敏感反應,必須抑制由此引入的多種因素的干擾,利用FIR數字濾波和相關方法從眾多的干擾信號中提取出有效信號的幅度和相位,同時利用NiosⅡC2H功能對濾波模塊進行硬件加速處理,大大提高了信號處理的速度。利用最小二乘法建立回歸方程模型進行無損檢測。最后運用此電磁無損檢測系統對軸承鋼的硬度進行了定性測試,取得了較好的檢測結果。 試驗結果表明,將SOPC技術應用到電磁無損檢測系統中,系統的檢測速度和檢測精度都有所提高,并使得整個系統在規模、可靠性、性能指標、開發成本、產品維護及硬件升級等多方面實現了優化。
上傳時間: 2013-06-04
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