隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯器件取得了迅速的發(fā)展，其功能日益強大，F(xiàn)PGA內(nèi)部可用邏輯資源飛速增長，近來推出的FPGA都針對數(shù)字信號處理的特點做了特定設(shè)計，集成了存儲器、鎖相環(huán)（PLL）、硬件乘法器、DSP模塊等，通過使用各個公司提供的FPGA開發(fā)軟件使用硬件描述語言，可以實現(xiàn)特定的信號處理算法，如FFT、FIR等算法，為電子設(shè)計工程師提供了新的選擇。實時圖像處理系統(tǒng)采用FPGA+DSP的結(jié)構(gòu)來完成整個復(fù)雜的圖像處理算法。將圖像處理算法進行分類，F(xiàn)PGA和DSP份協(xié)作發(fā)揮各自的長處，對于算法實現(xiàn)簡單、運算量大、實時性高的這類處理過程由大容量高性能的FPGA實現(xiàn)，DSP則用來處理經(jīng)過預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)，來運行算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，乘加運算多的算法。整個系統(tǒng)主要包括FPGA處理單元、DSP處理單元以及PCI接口通訊三個部分。主要取得的了以下的研究成果：（1）研究了FPGA的工作原理及應(yīng)用，完成了Stratix芯片的選型。設(shè)計了數(shù)字圖像處理板的電路原理圖和PCB設(shè)計圖。并對電路板進行調(diào)試，工作正常。（2）完成了FPGA程序下載電纜的PCB電路設(shè)計，并調(diào)試成功，應(yīng)用到FPGA的調(diào)試下載配置中，取得了良好的實驗與經(jīng)濟效果。（3）充分利用FPGA的設(shè)計開發(fā)軟件與工具，完成了中值濾波、形態(tài)學(xué)濾波和自適應(yīng)閾值的FPGA實現(xiàn)，并給出了詳細的實現(xiàn)過程。將算法下載到FPGA芯片，經(jīng)過試驗調(diào)試，達到要求。（4）研究了PCI接口通訊的實現(xiàn)方式，選用PCI9054芯片實現(xiàn)通訊，完成PCI接口電路設(shè)計，經(jīng)過調(diào)試，實現(xiàn)了中斷、DMA等方式，滿足了數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆＃?）學(xué)習(xí)了C6701DSP芯片的工作特性以及內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)，完成了DSP外圍存儲器的擴展、時鐘信號發(fā)生以及電源模塊等外圍電路的設(shè)計。
標簽： FPGA DSP 紅外 圖像預(yù)處理
上傳時間： 2013-07-16
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本論文圍繞大容量汽輪發(fā)電機的進相運行展開了研究工作。全文共分七章。第一章首先闡述了發(fā)電機進相運行的重要性和迫切性，對國內(nèi)外相關(guān)方面的研究概況作了較為系統(tǒng)全面的綜述，并對本論文的研究內(nèi)容作了簡單介紹。第二章給出了低頻三維渦流電磁場的復(fù)邊值問題，并介紹了復(fù)矢量場的一些理論基礎(chǔ)。然后分別利用伴隨算子和伴隨場函數(shù)(廣義相互作用原理)、最小作用原理和拉格朗日乘子法(廣義變分原理)，建立了低頻三維渦流電磁場中非自伴算子問題的變分描述。上述三種方法所得的結(jié)果與Galerkin法的結(jié)果完全一致。第三章介紹了圓柱坐標系下基于拱形體單元的三維穩(wěn)態(tài)溫度場有限元計算模型，并將變分法的結(jié)果與Galerkin法的結(jié)果進行了對比。第四章建立了汽輪發(fā)電機端部三維行波渦流電磁場的數(shù)學(xué)模型，在渦流控制方程中引入了罰函數(shù)項以使庫倫規(guī)范自動滿足，并應(yīng)用廣義相互作用原理導(dǎo)出了對應(yīng)的泛函變分及其有限元計算格式。然后對多臺大容量汽輪發(fā)電機端部的渦流電磁場進行了實例計算，并分析了罰函數(shù)項對數(shù)值解穩(wěn)定性的影響以及影響端部電磁場的各種因素。第五章建立了大型汽輪發(fā)電機端部三維溫度場的有限元計算模型，并應(yīng)用傳熱學(xué)理論研究了散熱系數(shù)、等效熱傳導(dǎo)系數(shù)等問題。然后求解了QFSS-300-2型汽輪發(fā)電機端部大壓圈上的三維溫度場分布，并與兩臺機組多種工況下的實測數(shù)據(jù)進行了對比。第六章介紹了二維穩(wěn)態(tài)溫度場的邊值問題及其等價變分，導(dǎo)出了其有限元計算格式。然后求解了QFQS-200-2型汽輪發(fā)電機端部壓圈上的溫度分布，并與實測數(shù)據(jù)進行了對比。第七章首先定性研究了汽輪發(fā)電機從遲相運行到進相運行過程中不同區(qū)域上磁場強度的變化規(guī)律。然后介紹了發(fā)電機變參數(shù)數(shù)學(xué)模型，結(jié)合實測數(shù)據(jù)以及最小二乘回歸分析計算了發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的相關(guān)電氣參數(shù)，并分析了發(fā)電機各物理量之間的相互關(guān)系。隨后分析了不同工況下發(fā)電機端部結(jié)構(gòu)件上的渦流損耗及溫升的變化趨勢。最后，利用發(fā)電機變參數(shù)模型給出了發(fā)電機的飽和功角特性、靜穩(wěn)極限以及運行極限圖。
標簽： 大型 分 汽輪發(fā)電機 物理
上傳時間： 2013-07-10
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隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)越來越多地在控制類、消費類、通訊類等電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用，嵌入式技術(shù)也越來越和人們的生活緊密結(jié)合。同時，計算機硬件的發(fā)展以及數(shù)據(jù)量的增加，對存儲設(shè)備的要求也越來越高。 本文深入研究了嵌入式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)交換，提出了一套完整的嵌入式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)交換的設(shè)計方案，并詳細介紹了其實現(xiàn)過程。Flash存儲器由于體積小、功耗低、性能穩(wěn)定等特點在便攜式電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。Flash存儲器主要有兩種形式：Nor Flash和Nand Flash。Nor Flash具有XIP特性，可以直接在芯片上執(zhí)行代碼，而且讀取速度較快。Nand Flash存儲密度大、容量大、生產(chǎn)工藝簡單、性價比高，但是控制方式復(fù)雜而且可能會存在一定的壞塊。SD卡是近年來流行的大容量便攜式存儲卡。本系統(tǒng)中，我們以Flash和SD卡作為數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。在存儲介質(zhì)的選擇方面，在系統(tǒng)內(nèi)部采用了體積小、容量大、成本低的Flash，并采用Nor和Nand Flash相結(jié)合的方案：在Nor Flash上存儲與系統(tǒng)相關(guān)的軟件和程序，在Nand Flash上存儲用戶數(shù)據(jù)。系統(tǒng)外部采用安全性高、容量大、性能佳的SD卡作存儲容量擴展。實現(xiàn)了基于Atmel公司ARM系列MCU的Flash存儲器和SD卡的硬件電路的設(shè)計及底層驅(qū)動程序的設(shè)計。 本研究分別根據(jù)Nor和Nand Flash數(shù)據(jù)存儲和操作特點，分析了JFFS2和YAFFS的特點以及各自的存儲方式、斷電保護、損耗平衡、垃圾回收等一系列的策略和機制，并在Nor和Nand Flash上實現(xiàn)并優(yōu)化了這些管理機制。在SD上則采用目前主流操作系統(tǒng)（Windows，Linux等）所支持的FAT16文件格式，完成了從磁盤格式化到文件的讀寫等標準API函數(shù)，實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)交換。
標簽： ARM 嵌入式 數(shù)據(jù)存儲 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
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我國是世界上設(shè)施農(nóng)業(yè)面積最大的國家，設(shè)施面積占世界總面積的70-80％。目前國內(nèi)設(shè)施溫室應(yīng)用的主要環(huán)境參數(shù)采控系統(tǒng)大多為進口產(chǎn)品，這些產(chǎn)品技術(shù)含量高，采控效果好，但相對價格較高，通常適用于現(xiàn)代化的大型或高檔連棟溫室。少數(shù)國產(chǎn)品牌無論技術(shù)水平還是采控效果均不甚理想，尤其缺少能夠適用于我國常見的中小型日光溫室的低成本智能采集控制裝置。本文基于國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)課題“設(shè)施農(nóng)業(yè)精準生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)用”，對設(shè)施溫室環(huán)境和生物信息數(shù)據(jù)采集、傳輸、備份、調(diào)控問題進行了研究。 論文分析了目前國內(nèi)中小型日光溫室環(huán)境監(jiān)控需求，提出并實現(xiàn)了一套網(wǎng)絡(luò)型設(shè)施農(nóng)業(yè)日光溫室智能控制系統(tǒng)從硬件到軟件的完整方案。主要研究工作如下： (1) 開發(fā)了面向常用環(huán)境信息傳感器和生物信息傳感器的數(shù)據(jù)采集模塊，該數(shù)據(jù)采集模塊具有可定制、可擴展的特點。 (2) 開發(fā)了基于CF卡的數(shù)據(jù)備份及存儲模塊，為實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的大容量存儲和本地化自主控制提供了基礎(chǔ)。 (3) 構(gòu)建了傳感器數(shù)據(jù)的局域傳輸網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)絡(luò)接口，滿足了節(jié)點環(huán)境參數(shù)及視頻信息寬帶傳輸與溫室集中監(jiān)控的需要。 (4) 開發(fā)了面向中小型日光溫室的可擴展核心設(shè)備管理模塊，實現(xiàn)了在決策服務(wù)器支持下的環(huán)境參數(shù)本地自主調(diào)控。 (5) 移植了嵌入式操作系統(tǒng)、開發(fā)了設(shè)備驅(qū)動程序，使用戶可以靈活方便地調(diào)用板載設(shè)備進行系統(tǒng)的二次定制開發(fā)。 (6) 對系統(tǒng)軟件、硬件進行了模擬調(diào)試和現(xiàn)場實驗，驗證了系統(tǒng)在設(shè)施溫室環(huán)境采控中的各項功能。 論文結(jié)構(gòu)如下：首先分析了課題的研究背景、意義、研究現(xiàn)狀和相應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)；然后在溫室控制的需求分析上提出了智能控制系統(tǒng)的方案；接著給出了智能PAC系統(tǒng)子/主節(jié)點的硬件設(shè)計及實現(xiàn)，給出了基于U-BOOT與uClinux的智能PAC系統(tǒng)軟件設(shè)計和驅(qū)動開發(fā)；其次設(shè)計了實驗平臺對智能PAC系統(tǒng)進行仿真調(diào)試和現(xiàn)場實驗。論文最后展望了我國設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境監(jiān)控的發(fā)展。 現(xiàn)場實驗表明，該智能PAC系統(tǒng)解決了日光溫室環(huán)境和生物信息數(shù)據(jù)采集、傳輸、備份問題，并且具有可定制化、可編程、運行穩(wěn)定可靠的特點，達到了預(yù)期的設(shè)計要求。
標簽： ARM 設(shè)施農(nóng)業(yè) 網(wǎng)絡(luò) 可編程
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近些年來，隨著以計算機技術(shù)、通信技術(shù)為主的信息技術(shù)的快速發(fā)展和Internet的廣泛應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)也受到了越來越多的重視，日益廣泛的應(yīng)用與工業(yè)控制、移動通訊、家用電器以及消費電子設(shè)備中。 而數(shù)據(jù)采樣在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮著非常重要的作用，工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測和控制都離不開數(shù)據(jù)的采集。但傳統(tǒng)的基于單片機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采樣模塊因為無法或很難完成操作系統(tǒng)的嵌入、文件的管理、各種接口的連接、與Internet的互聯(lián)、大容量存儲器的擴展等功能，所以在許多領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。針對這些問題，設(shè)計開發(fā)了基于Linux操作系統(tǒng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集模塊。 本文在綜合分析了現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存在問題的基礎(chǔ)上，新設(shè)計的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用板卡式結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)的可擴展性和靈活性；采用嵌入式Linux內(nèi)核作為系統(tǒng)的運行、調(diào)度的核心，提高了系統(tǒng)的軟件可移植性和穩(wěn)定性；采用基于ARM9核的32位嵌入式微處理器，作為控制、處理和通信的核心，提高了整個硬件系統(tǒng)的處理能力、控制靈活性以及抗干擾能力，并降低了功耗。系統(tǒng)有強大的網(wǎng)絡(luò)通信能力，為接入Internet提供了可能。 基于ARM的嵌入式數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、通用性好、可擴展性強，可為各種嵌入式應(yīng)用提供一套完整的硬、軟件解決方案，在工業(yè)測量與控制領(lǐng)域具有較為廣闊的應(yīng)用前景。
標簽： ARM 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
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運動控制系統(tǒng)是機器人控制系統(tǒng)的重要組成部分。本文將ARM與CPLD技術(shù)應(yīng)用于機器人運動控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)更加開放、更加模塊化，同時ARM芯片的高速大容量的數(shù)據(jù)處理能力以及CPLD的高集成度，可編程性，能夠逾越以往控制系統(tǒng)中實時、高速、高精度的技術(shù)瓶頸. 嵌入式技術(shù)是當(dāng)今最熱門的技術(shù)之一，由于簡潔、高效等優(yōu)點，使得其廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域；所謂嵌入式系統(tǒng)就是以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個部分組成，用于實現(xiàn)對其它設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。 本文主要闡述了基于嵌入式處理器S3C44B0X的機器人控制器的設(shè)計過程。文章首先介紹了機器人本體規(guī)劃、嵌入式系統(tǒng)和嵌入式微處理器S3C44B0X的結(jié)構(gòu)特點；接著介紹了基于S3C44B0X的智能控制器的設(shè)計，包括硬件設(shè)計和CPLD軟件設(shè)計。其中控制器硬件平臺擴展了外部存儲器、串行口，通過輸出PWM信號進入驅(qū)動電路模塊，從而實現(xiàn)控制機器人運動的目的。在CPLD設(shè)計過程中，引入JTAG調(diào)試接口，方便系統(tǒng)程序的下載和調(diào)試，通過自上而下、分塊設(shè)計的思想給出了QUARTUSⅡ設(shè)計環(huán)境下的軟件代碼。本系統(tǒng)利用不同任務(wù)間的切換來實現(xiàn)通信過程，而不再采用無操作系統(tǒng)的工程文件的形式，這樣不但有利于項目的調(diào)試，也有利于對其它接口的擴展。最后對該控制器進行了測試和分析。
標簽： CPLD ARM 四足機器人 嵌入式控制器
上傳時間： 2013-07-19
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在現(xiàn)代電網(wǎng)中，隨著超高壓、大容量、遠距離輸電線路的不斷增多，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提出了更高、更嚴格的要求。距離保護作為線路保護的基本組成部分，其工作特性對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有著直接和重要的影響。為了適應(yīng)現(xiàn)代超高壓電網(wǎng)穩(wěn)定運行的要求，微機保護裝置在硬件和軟件上都提出了越來越高的要求。 高速數(shù)字信號處理芯片（DSP）技術(shù)的發(fā)展，為開發(fā)一種速度快、處理能力強的微機保護系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。在這樣的背景下，我們采用DSP芯片和ARM處理器，設(shè)計了一個并列式雙處理器微機保護系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用一個DSP芯片負責(zé)控制數(shù)據(jù)采集、采樣數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)保護功能。ARM微處理器承擔(dān)人機接口管理，通過串行通信方式實現(xiàn)與DSP端口之間的數(shù)據(jù)通信，豐富的通訊接口，使得與上位機的通訊、下載程序定值靈活方便。新的微機保護裝置不斷推出，投入運行的微機保護裝置不允許用來進行試驗、培訓(xùn)，該裝置還可作為試驗教學(xué)系統(tǒng)，供學(xué)生學(xué)習(xí)認識微機保護裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并可自行設(shè)計保護算法、編制程序，通過上位機下載到實驗裝置，完成相應(yīng)保護功能的測試。 本文實現(xiàn)了微機保護方案的整體軟硬件設(shè)計，內(nèi)容包括DSP2812微處理器芯片，ARM7微處理器LPC2220芯片，開關(guān)量輸入／輸出電路、數(shù)據(jù)采集電路、通訊和網(wǎng)絡(luò)接口電路、人機界面的顯示板電路，文中對各部分電路的功能、特點以及器件的選擇、引腳連接進行了詳細介紹。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，采用雙CPU并行處理模式，針對基于LPC2220微處理器的監(jiān)控管理系統(tǒng)，完成了最小系統(tǒng)設(shè)計，詳細完成了啟動電路的設(shè)計。 本文初步設(shè)計了人機操作界面，給出了軟件設(shè)計的流程圖，將實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ與模塊化硬件設(shè)計相結(jié)合，共同構(gòu)成一個可以重復(fù)利用的軟硬件數(shù)字系統(tǒng)平臺，除了可以最大限度地提高開發(fā)的效率、減少資源的浪費外，還可以通過長期對于該平臺的研究，逐步優(yōu)化平臺軟硬件資源，提高其性能，并滿足日益復(fù)雜的應(yīng)用需求。
標簽： DSP ARM 線路保護
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隨著水聲技術(shù)研究的不斷深入，各類水聲設(shè)備也得到迅速發(fā)展，在海洋探測、水下通信、軍事國防等方面廣為應(yīng)用。與此同時，水聲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也受到越來越多的關(guān)注。由于信道復(fù)雜、信號衰減大以及環(huán)境惡劣等因素的影響，設(shè)計一個可靠性高、功耗低、實時性強且符合水聲工程要求的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成為一項重要任務(wù)。 本課題研究內(nèi)容來源于某型水下測量系統(tǒng)。論文在分析了水聲信號特點的基礎(chǔ)上，闡述了用于水聲信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計原則。針對水聲數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用需求，采用嵌入式ARM9處理器和嵌入式實時操作系統(tǒng)VxWorks設(shè)計并研制了一套基于ARM_VxWorks的高可靠水聲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 本設(shè)計以S3C2410嵌入式處理器，高精度ADC和以太網(wǎng)控制器CS8900以及大容量數(shù)據(jù)存儲器為系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，對VxWorks操作系統(tǒng)進行了移植，設(shè)計了配用的板級支持包，并開發(fā)了相應(yīng)的驅(qū)動程序。 在上述基礎(chǔ)之上，針對水聲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點和要求，開發(fā)了以網(wǎng)絡(luò)通信為數(shù)據(jù)傳輸手段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并實現(xiàn)串行通信和大容量數(shù)據(jù)本地存儲功能。 對系統(tǒng)的測試結(jié)果表明，采用ARM_VxWorks結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠有效地完成水聲數(shù)據(jù)采集任務(wù)。
標簽： ARMVxWorks 水聲數(shù)據(jù) 采集 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-06-10
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隨著生產(chǎn)自動化要求的不斷提高，控制技術(shù)和微型計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，智能記錄儀已日益廣泛地應(yīng)用在工業(yè)過程領(lǐng)域，并占據(jù)了越來越高的地位。近年來，新的應(yīng)用也對智能記錄儀的設(shè)計提出了更高的要求。 嵌入式系統(tǒng)因其體積小、性能好、功耗低、可靠性高等優(yōu)點，其已經(jīng)在各種記錄儀表的開發(fā)與設(shè)計等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。為了改善工業(yè)現(xiàn)場傳統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)費時、費力且數(shù)據(jù)不夠及時準確的缺點，本課題基于嵌入式的技術(shù)，構(gòu)建了一個由32位的嵌入式微處理器S3C24lO和實時操作系統(tǒng)IAnux組成的平臺，并對其進行了開發(fā)研究，設(shè)計并實現(xiàn)了針對工業(yè)過程數(shù)據(jù)處理的一種新型的記錄系統(tǒng)。 本文研究了無紙記錄儀通用開發(fā)方法，設(shè)計了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和性能設(shè)計指標。該系統(tǒng)以三星公司生產(chǎn)的S3C2410(ARM)微控制器為核心，配置大容量Flash存貯器、實時時鐘等，通過8個信號輸入通道，可配接熱電偶、熱電阻以及標準的電壓/電流信號，經(jīng)16位采樣送ARM處理后，按設(shè)定要求完成信號監(jiān)測、數(shù)據(jù)記錄和柱狀圖、曲線顯示、異常數(shù)據(jù)報警等無紙記錄儀的功能，以及通過RS232通信接口與其它系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信；在系統(tǒng)軟件設(shè)計方面，采用結(jié)構(gòu)化、模塊化方法，結(jié)合硬件配置設(shè)計了數(shù)據(jù)采集、檢測信號處理、數(shù)據(jù)存取、鍵盤操作功能模塊以及柱狀圖、曲線等圖形顯示功能函數(shù)，從而使具有了模塊化擴展功能。試驗表明了該系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行了準確、可靠的的采集與處理，較好地滿足了工業(yè)現(xiàn)場的需求。 本課題是數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、處理領(lǐng)域中的一次成功嘗試。在實際應(yīng)用中，該系統(tǒng)凸顯出強大的功能、良好的靈活性。實踐證明本系統(tǒng)是一種優(yōu)秀的解決方案，能夠高效的實現(xiàn)各種測控任務(wù)。
標簽： ARM 工業(yè)過程 數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)
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機械手是自動裝配生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備，它可以模擬人手臂的部分動作，按預(yù)定的程序、軌跡和要求，實現(xiàn)抓取、搬運和裝配等工作。在減輕人的勞動強度和提高裝配質(zhì)量和在惡劣環(huán)境下作業(yè)等方面，起到了積極的作用。嵌入式系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的以應(yīng)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(yīng)速度快等，非常適合于要求實時的和多任務(wù)的場合。 本文分析了機械手控制系統(tǒng)的功能要求，研究設(shè)計了一種基于ARM和DSP的機械手數(shù)控系統(tǒng)的方案。嵌入式ARM處理器，具有運行速度快、功耗低、程序設(shè)計靈活、外圍硬件資源豐富等優(yōu)點，但其很難在處理大數(shù)據(jù)量、復(fù)雜算法時保證系統(tǒng)的靈活性和實時性。DSP作為數(shù)字信號處理的核心器件，能夠?qū)崟r快速的完成控制算法運算，由于DSP普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微秒左右，不適合高速輸入輸出；FPGA芯片高速輸入輸出數(shù)據(jù)，時間可縮短至幾十納秒。另外利用FPGA可以方便的實現(xiàn)各種接口的邏輯時序，豐富的接口使得該系統(tǒng)能夠方便的進行移植，擴展了該系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，從而提升了其性價比，通過ARM處理器和DSP以及FPGA技術(shù)的有機結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，使系統(tǒng)具有程序設(shè)計靈活、以太網(wǎng)通信、大容量存儲、高速數(shù)據(jù)輸出、可移植等特點，既滿足高速機械手自動控制的要求，同時又具有一定的通用性。 通過本課題實踐表明，基于ARM和DSP構(gòu)建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用方案全可行、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)。
標簽： ARM DSP 數(shù)控 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-06-11
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