嵌入式技術與GPRS、GPS的結合實現了許多傳統的數據終端通過遠程聯網進行無線監控,如車載GPS監控系統、農業現場環境信息監控系統、航標定位監控系統等等。此類系統的終端具有以下特點:一是監控終端自身是智能設備:二是監控終端需要將GPS測量的位置報告給監控中心;三是監控終端本身無法通過網線接入互聯網而需要采用GPRS無線通信技術接入互聯網。 本論文主要研究GPS無線監控系統中的無線監控終端部分的理論與實現技術。利用現有成熟的無線網GPRS通信技術,采用嵌入式處理器ARM的無線監控終端,并給出軟硬件實現方案。系統主要完成GPS數據采集和GPRS無線數據收發,主要包括四個部分:第一,PPP撥號程序pppd和chat的移植;第二,撥號腳本的修改與配置;第三,多進程技術實現GPS數據的串口讀取;第四,通過socket套接字編程實現監控終端和監控中心無線收發數據。 本設計是基于RedHatLinux9.0操作系統和立宇泰公司的ARMSYS2410開發平臺下完成的,軟件部分全部用Linux C語言實現。本文以理論聯系實際,給出了一個監控終端的具體實現方案,并在實驗室內使用服務器監控程序進行完整的系統設計與初步仿真實現。
上傳時間: 2013-07-06
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在測井過程中,由于測井深度直接影響到其它測井信息的準確性,所以精確的測井深度變得越來越重要。本文針對現有絞車系統的不足(CPU為單片機決定其精度不高、缺少完善的深度校正系統等),首次將DSP與FPGA應用到測井絞車系統中,充分利用FPGA硬件資源豐富、速度快及DSP軟件設計靈活的特點,使系統硬件、軟件結構更加合理,功能得到增強,性價比進一步提高,從而優化了整個系統,為今后絞車設計提供了新的方法和途徑。 本文相對其它絞車系統的設計,主要特點有:設計了比較完善的深度校正模塊(深度脈沖校正、根據磁記號與磁定位信號的校正、由張力等原因引起的電纜形變的校正)。將打標和測量一體化。設計了方便的通信接口(校正后的深度脈沖及DSP通過RS232與主測井儀的通信)。使用DSP作為CPU并且配合FPGA作預處理從而提高了測量深度的準確性。電路采用了可編程邏輯器件,提高了電路工作的可靠性,減小了電路板面積。另外,本文在研究電纜絞車系統的同時,對測井的地面信號處理也進行了初步的研究,主要是對趨膚效應的校正做了初步的研究。 本文所完成的是一個完整的測量與打標系統,通過室內與現場實驗,得出該系統具有高精度、高智能化等優點。最后,本文對該系統的發展方向作了展望。
上傳時間: 2013-05-18
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超聲波電機(Ultrasonic motors,簡稱USM)是一種全新原理的直接驅動電機,它利用壓電陶瓷逆壓電效應激發的超聲振動作為驅動力,通過定轉子間的摩擦力來驅動轉子運動。與傳統的電磁電機相比,它具有低速大轉矩、無電磁干擾、動作響應快、運行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性,在非連續運動領域、精密控制領域比傳統的電磁電機性能優越得多。超聲波電機在工業控制系統、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動化設備、智能機器人等領域有廣闊的應用前景,近年來倍受科技界和工業界的重視,成為當前機電控制領域的一個研究熱點。 本文主要以行波型超聲波電機的驅動控制技術為研究對象,引入嵌入式系統理念,設計并制作了超聲波電機的驅動控制系統,并對超聲波電機的速度與定位控制做了深入的研究。本文主要研究內容及成果如下: 介紹了超聲波電機的工作原理、特點及其應用前景,總結了國內外超聲波電機驅動控制技術的發展歷史和研究現狀,以及今后我國超聲波電機驅動控制技術的發展方向,明確了本文的研究內容。 結合嵌入式系統特點及其開發方法,詳細介紹了超聲波電機嵌入式驅動控制系統的硬件和軟件設計過程,并總結了硬件、軟件的調試過程。最后,對所設計系統性能進行了實驗測試和數據分析。 采用DDS技術解決超聲波電機所需要的高頻驅動電源和數字控制的問題。本文設計的以ARM控制器為核心,頻率、相位、幅值均可調的雙通道信號發生器,具有頻率和相位差控制精度高的特點。 本文介紹了速度與位置的常用控制策略。設計并搭建了基于增量式PID的速度和基于模糊PID的位置控制系統。速度控制采用增量式PID調節,其控制策略簡單、易行,通過實驗選擇合適的參數能適應一般的控制精度要求。定位控制則采用模糊PID控制策略,該策略將模糊控制不需要精確的數學模型、收斂速度快的特點與PID簡單易行、能消除穩態誤差的優點相結合,改善了模糊控制器穩態性能,使電機定位控制精度達到0.0880。
上傳時間: 2013-07-16
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本文提出的煤礦安全系統由基站、基站控制器、控制中心和安全信息終端組成。本系統能夠實時動態監測瓦斯等有害氣體濃度,能夠人機聯防監測礦道中可能存在的安全隱患。井下采用CAN有線網絡和Zigbee無線網絡相結合的混合組網方式,通過礦工攜帶的安全信息終端使監測網延伸到每個采掘工作面,實現動態跟蹤。控制中心通過友好的人機界面可以查看瓦斯濃度、溫度、濕度的最新數據與歷史數據,還可以查看報警記錄,并把這些數據以曲線圖的形式直觀的顯示出來。 基站和基站控制器是以ARM系列LPC2119微處理器為核心設計的,完成安全信息終端和控制中心之間的通信任務。基站和安全信息終端采用了基于Zigbee技術的SZ05系列嵌入式無線收發模塊進行組網通信,采用MC14LC5480語音芯片實現系統的語音功能,基于LPC2119內置的CAN控制器輔以P82C250收發器實現多基站間的網絡連接。基站控制器通過CAN總線與基站組網通信,監測基站工作狀態,協調各基站與移動終端之間的信息傳輸,通過RS232與控制中心PC機進行信息交互。在此硬件平臺的基礎上,給出了基于LPC2119微處理器下的軟件設計過程,包括初始化、無線通信模塊的通信協議制定和通信程序設計、語音功能的軟件設計及編程、基站和基站控制器的通信協議制定和主程序設計、系統監控程序設計及控制中心PC機端人機界面設計等。 經多次調試,實現了控制中心PC機接收安全信息終端檢測的環境參數數據并判斷瓦斯濃度是否超限,還實現了通過人機界面查詢數據、查看曲線圖以及發送命令等。
上傳時間: 2013-07-14
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永磁無刷直流電動機是一種性能優越、應用前景廣闊的電動機,傳統的理論分析及設計方法已比較成熟,它的進一步推廣應用,在很大程度上有賴于對控制策略的研究.該文提出了一套基于DSP的全數字無刷直流電動機模糊神經網絡雙模控制系統,將模糊控制和神經網絡分別引入到無刷直流電動機的控制中來.充分利用模糊控制對參數變化不敏感,能夠提高系統的快速性的特點,構造適用于調節較大速度偏差的模糊調節器,加快系統的調節速度;由于神經網絡既具有非線性映射的能力,可逼近任何線性和非線性模型,又具有自學習、自收斂性,對被控對象無須精確建模,對參數變化有較強的魯棒性的特點,構造三層BP神經網絡調節器,來實現消除穩態偏差的精確控制.以速度偏差率為判斷依據,實現模糊和神經網絡兩種控制模式的切換,使系統在不同速度偏差段快速調整、平滑運行.此外充分利用系統硬件構成的特點,采用適當的PWM輸出切換策略,最大限度的抑制逆變橋換相死區;通過換相瞬時轉矩公式推導和分析,得出在換相過程中保持導通相功率器件為恒通,即令PWM輸出占空比D=1,來抑制定子電感對換相電流影響的控制策略.上述抑制換相死區和采用恒通電壓的控制方法,減小了換相引起的轉矩波動,使系統電流保持平滑、轉矩脈動大幅度減小、系統響應更快、并具有較強的魯棒性和實時性.在這種設計下,系統不僅能實現更精確的定位和更準確的速度調節,而且可以使無刷直流電動機長期工作在低速、大轉矩、頻繁起動的狀態下.該文選用TMS320LF2407作為微控制器,將系統的參數自調整模糊控制算法,BP神經網絡控制算法以及PWM輸出,轉子位置、速度、相電流檢測計算等功能模塊編程存儲于DSP的E2PROM,實現了對無刷直流電動機的全數字實時控制,并得到了良好的實驗結果的結果.
上傳時間: 2013-06-01
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在交流伺服系統中,永磁同步電動機(PMSM)作為執行元件具有高效、節能、便于維修的特點,廣泛應用于數控機床的進給伺服單元及機器人等需精確定位的裝置中.由于PMSM驅動系統受電機參數變化、外部負載擾動、對象未建模和非線性動態特性等不確定性的影響,因此,采用并發展先進的控制技術,不斷改善與提高位置伺服系統的穩態精度、動態響應特性及對系統參數變化的自適應性和抗干擾性是一個必然趨勢.該文對PMSM的控制機理和特性作了較為深入的分析;建立了PMSM的數學模型,并采用了id=0的矢量控制策略;對控制系統組成及控制方式作了分析和比較,在此基礎上建立了電流環、速度環和位置環的三閉環控制系統,對作為反饋主回路的位置環采用了模糊CMAC神經網絡控制方法,該方法兼具模糊控制器的快速性和神經網絡的自學習能力;構建了針對PMSM位置伺服系統的模糊CMAC控制器結構及其相應的算法;利用先進的計算機仿真工具(Matlab下的Simulink)對所提出的控制策略進行了數字仿真和分析;仿真和實驗結果表明本文所提出的控制策略對PMSM位置伺服系統進行控制具有良好的魯棒性能和快速性.該文首次提出將兼具快速性和自學習能力的模糊CMAC神經網絡控制器應用于PMSM位置伺服系統中,可以說該文為發展高性能PMSM位置伺服系統提供了充分的技術資料,也為今后進一步提高其性能提出了新的思路和方法.
上傳時間: 2013-04-24
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音圈電機(VoiceCoilMotor,簡稱VCM)是特種直線電機,其工作原理與揚聲器的音圈類似。其最突出的特點是體積小、重量輕,動作速度快,可以達到很高的定位精度,推力均勻。自從問世以來,廣泛的應用在計算機存儲設備、航天儀器(例如航天制冷機)、精密測距儀器(例如霍爾位移測量裝置)、精密車床以及移動電話中。目前,生產出的VCM電機廣泛應用于消費類和生產類市場,特別是高檔家用電器和計算機中。 針對目前我國VCM結構設計的不足及工藝的落后,本文結合現有的加工工藝,研究永磁VCM的設計及結構優化,具體內容如下: 首先,介紹VCM工作原理,以及內磁式與外磁式、長音圈與短音圈、動圈式與動鐵式、直線式與搖臂式等不同結構VCM及相應特點,闡述了力矩常數的意義及其對電機性能的影響,并詳細介紹了VCM在光盤驅動器、硬盤驅動器,以及在電刷試驗臺(提供靜壓力)中的典型應用。 其次,從電機電磁場的基本理論出發,介紹有限元及其在電磁場仿真計算中的應用,并采用有限元軟件ANSYS,結合實際算例,對VCM進行建模和仿真。 再次,文中詳細介紹了永磁VCM的設計過程,提出了設計方法以供參考,其中包含了定量計算,包括了永磁體材料的選擇、體積的計算,音圈的設計(匝數計算及選型),以及電機整體的機械結構設計。 最后,結合設計VCM應當遵循的原則,提出了若干結構優化設計方案。在理論推導和分析的基礎上,結合仿真軟件ANSYS,對幾種結構分別進行了電機電磁場以及電機性能的仿真分析,其中包括:采用釹鐵硼永磁的單勵磁結構VCM與傳統鐵氧體VCM的性能差異;增加極靴對VCM性能影響;增加短路環及變換結構對VCM動態響應速度的影響等。
上傳時間: 2013-06-10
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汽車電機經常在低溫(零下40℃)下工作。在低溫下,電機會產生兩個在常溫下所沒有的現象,即起動阻力矩過大和空載運行時尖嘯。起動阻力矩過大會導致電機起動困難;而低溫尖嘯會導致過大的噪聲和軸承的快速磨損。本論文對這兩個現象進行了研究。研究方法是將電機理論與轉子動力學和潤滑理論相結合,以轉子和它的磁場所構成的機電耦合系統為研究對象,以轉子/軸承支撐系統為研究重點,全面分析了低溫對這個系統的影響。研究結果表明:這兩個現象產生的本質是相同的,都是機電耦合系統在低溫下發生變化的結果。首先是低溫下電磁場發生變化,導致轉子所受的電磁力增加,使低溫下的齒槽定位轉矩變大,在電機不轉動時就表現為恒定阻力矩增大,在電機轉動時就表現為轉子振動的加劇。其次是轉子/軸承支撐系統在低溫下發生了變化,低溫下潤滑油粘度變大以及轉子/軸承之間的配合情況惡化,使得軸承
標簽: 汽車電機
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著世界上汽車保有量的快速增長,不可避免的帶來了交通擁擠、交通事故、廢氣的排放等問題。這些問題促使人們開始致力于研究智能交通系統(ITS),以此來保障交通安全,提高交通運輸效率,方便出行。 車載導航系統是智能交通系統ITS最后發布的環節,它集先進的全球衛星定位技術、地理信息技術、數據庫技術、多媒體技術、現代通信技術與嵌入式計算機系統于一體,實現車輛定位、車輛導航、實時信息發布等功能,為駕駛者提供便捷的服務,幫助駕駛者準確、安全、快速地到達目的地。隨著汽車工業的快速發展以及對智能化交通的需求加深,研究適合中國國情的車載導航系統,有著極其重要的意義。 本論文針對車載導航系統要求成本低、體積小、功耗低、性能可靠等問題,設計了基于S3C2440A芯片的嵌入式Linux車載導航系統,建立了相應的硬件平臺和軟件平臺,實現車載導航系統的定位查詢、最優路徑查詢等功能。論文的主要工作如下: (1)深入研究智能交通動態信息平臺的構架、作用,根據平臺需要車載導航系統實現的功能,以及系統所要滿足的價格低、體積小、功耗低、性能可靠等指標,提出了嵌入式車載導航系統的整體設計構架。選擇使用三星公司32位嵌入式微處理器S3C2440A來搭建系統硬件平臺,使用Linux操作系統來進行車載導航系統應用程序的開發。 (2)圍繞S3C2440A芯片的性能結構,構建了系統硬件平臺的整體框架。根據系統所需要的性能,對框架中的存儲模塊、GPS模塊、GPRS模塊以及外圍接口等進行了選型設計。 (3)建立Linux操作系統的開發環境,完成BootLoader移植,實現了在S3C2440A芯片上的移植,最后研究了車載導航系統的程序設計與開發。 (4)論文的創新點之一在于設計的車載導航系統是動態交通信息平臺中的發布環節,通過GPRS通信,它能夠提供實時動態交通信息,并能進行最優路徑查詢,最大限度地實現了交通信息資源的共享。 (5)另外的創新點在于充分考慮成本和性能的基礎上,選用了S3C2440A芯片來構建系統硬件平臺。它預留了多媒體接口、相機接口、音頻接口、網絡接口等可以豐富車載導航系統的功能。 本文所研發的嵌入式車載導航系統經實驗室調試,結果表明基本實現了設計要求。
上傳時間: 2013-04-24
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人臉識別技術作為生物識別技術之一,是模式識別在圖像領域中的具體運用,其應用前景非常廣闊,可以應用到身份證件的鑒別、自動門禁控制系統、銀行取款機、家庭安全,圖片檢索等領域。 人臉識別系統主要分為人臉檢測定位,特征提取和人臉分類三部分。人臉的檢測和定位,即從輸入的圖像中找到人臉及人臉存在的位置,并將人臉從背景中分離出來。在特征提取部分,先對原始人臉數據進行特征提取,之后原始數據由維數較少的有效特征數據表示并存儲在數據庫中,接下來進行人臉分類,在識別待測人臉圖像時,將待測圖像的特征數據與數據庫中存儲數據相比對,判斷是否為庫中的某一人,從而實現自動識別人臉的目的。 在過去的十年里,人臉識別技術一直是圖像處理領域里具有挑戰性的課題,隨著研究的深入,許多人臉檢測及識別算法被提出來。其中基于主成分分析的Eigenface的算法及其變形已經成為測試人臉識別系統性能的基準算法;同時Adaboost人臉檢測算法,在PC上基本可以達到實時,在嵌入式產品廣泛應用的今天,只有讓人臉識別算法在嵌入式平臺上實現,才能獲得更廣闊的應用,本文研究了在嵌入式平臺上Adaboost人臉檢測算法的性能。 嵌入式是后PC時代的一個亮點,目前已經應用在社會生活的方方面面。嵌入式產品的開發平臺分為包括很多,如:DSP,ARM,PowerPC等等。本文采用的ARM9作為嵌入式開發平臺,研究人臉識別在ARM平臺的性能,為實用的嵌入式人臉識別系統的設計提供參考。 本文從PC平臺的軟件實現入手,分別實現了PC平臺下的AdaBoost人臉檢測算法和PCA人臉識別算法,分析了現象及結果,接下來搭建了基于ARM嵌入式系統的硬件平臺,對AdaBoost人臉檢測算法進行了硬件平臺的移植,并得出相應實驗效果。
上傳時間: 2013-05-31
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