本文針對目前國內外基于FPGA實現模糊控制器的理論、EDA軟件工具的使用以及FPGA 技術的發展,對模糊控制器的設計作了有益的探索,并達到了預期的實驗效果。文章綜述了模糊控制理論的產生、發展、應用現狀以及今后的發展方向;介紹了模糊邏輯、模糊控制的基本原理和模糊控制器的結構;闡述了常規模糊控制器的設計過程。文章介紹了運用 VHDL語言進行模糊控制器的設計過程。對模糊控制過程中隸屬度函數的存儲采用了分段存儲法,其設計方法簡單,提高了運算速度和運算精度。采用了“最大-最小”函數法簡化了模糊控制規則的推理過程。運用“倒數相乘法”實現除法器的設計,能夠實現任意數的除法運算,且精度較高。并以模糊空調溫度控制器為例進行了理論說明和模糊設計,并給出了相應的VHDL代碼。整體設計及其各個模塊都在ALTERA公司的EDA 工具Quartus Ⅱ和Modelsim SE平臺上進行了邏輯綜合及功能時序仿真,綜合與仿真的結果表明,基于FPGA的模糊控制器芯片消耗較少的硬件資源,達到了較高的設計性能,在速度和資源利用率方面均達到了較優的狀態,通過在 FPGA開發板上的驗證與測試,測試結果表明,所設計的模糊控制器可滿足實時模糊控制的要求。關鍵詞:模糊邏輯 模糊控制器 VHDL FPGA
上傳時間: 2013-04-24
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為了提高壓電超聲換能器的系統效率,保證換能器安全工作,利用換能器等效電路方法,分析了匹配電路的調振匹配和阻抗匹配功能.提出了頻率跟蹤結合數字電感實現調諧匹配的方法,并對調諧匹配方法進行了實驗驗證.以含源網絡電路分析方法為基礎,從理論上證明了實現換能器阻抗匹配的最佳條件
上傳時間: 2013-04-24
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激光打標是一種利用高能量的激光束在打標物體表面刻下永久性標識的技術。與傳統的壓刻等方法相比,激光打標具有速度快、無污染、質量高、性能穩定、不接觸物體表面等優點。激光打標是目前工業產品標記的先進技術,是一種高效的標記方法。傳統的基于ISA總線、PCI總線或者USB總線的激光打標控制器增加了激光打標機的成本和體積。本文提出一種基于ARM+FPGA架構的嵌入式系統方案,主要的研究工作如下:首先,介紹了激光打標系統的組成,激光打標技術的發展現狀和激光打標機的原理。根據激光打標控制系統的功能要求和性能要求,提出了ARM+FPGA的總體設計,并簡要討論了ARM和FPGA的特點和優勢。ARM處理器的主要功能是完成打標內容的輸入和變換處理,打標機參數的設置和控制打標。FPGA的作用是接收、存儲和轉換打標數據,然后產生控制信號去控制激光打標設備。然后,詳細討論了激光打標機控制器的硬件電路設計,包括ARM控制單元電路、FPGA控制單元電路和數模轉換模塊等。為了使控制器能夠長時間可靠穩定地工作,還采取了隔離技術等許多抗干擾措施。完成了 FPGA中各個模塊的程序設計,利用Quartus Ⅱ軟件進行了仿真驗證,調試了控制器的功能。本文所設計的嵌入式激光打標控制器發揮了ARM和FPGA各自的優勢。經過在實際打標系統中的測試,證明本次設計的激光打標機控制器實現了預期的功能,取得了滿意的打標效果。關鍵詞:ARM,FPGA,激光打標,FIFO,CO2激光器,掃描振鏡系統
上傳時間: 2013-04-24
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用可編程序控制器和交流變頻調速技術對B220 龍門刨床進行改造。刨床的主傳動采用轉差頻率閉環控制,能較好的滿足工作臺靜、動態特性要求;制動采用了能量回饋制動。改造后系統達到了預期效果。
上傳時間: 2013-07-27
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基于vhld的三層電梯控制器的設計,是關于EDA技術的,和CPLD也很相關。
上傳時間: 2013-06-26
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文章首先分析比較了光伏并網逆變器的各種主電路結構優缺點,提出適合小 功率光伏系統的兩級式并網結構,并對前級DC-DC電路和后級DC-AC分別進行 了電路結構的選擇。
上傳時間: 2013-06-14
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雷達是由許多具有不同功能的分立模塊組成作為一個非常復雜的系統,不同模塊之間必須按照一定的時序協調工作。雷達時序控制器以觸發脈沖的形式,為這些模塊提供工作所需的精確時序。現代雷達系統的時序控制主要采用MCU、 ...
上傳時間: 2013-07-05
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感應電機具有可靠性好、結構簡單、耐腐蝕、效率好、結構緊湊、價格低廉和體積小等優點,成為工業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,磁鏈和轉矩的非線性耦合及參數時變,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中,還需要考慮硬件和周圍環境等多種因素的干擾,致使實現高性能的感應電機控制系統更加困難 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展歷程和感應電機模糊控制的發展現狀,分析了實際電機控制系統控制器選型中各個嵌入式微處理器的基本性能和優缺點在給出三相坐標系和二相坐標系中的感應電機數學模型之后,從理論上闡述了模糊控制和矢量控制的基本原理,針對傳統的PI控制器參數整定繁瑣,系統魯棒性差的缺點,論文將模糊控制技術應用于感應電機的變頻調速,采用CRI推理法,設計了一種參數自整定模糊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進行了仿真,并對采用兩種控制器實現的感應電機調速控制系統進行了比較、分析仿真結果表明模糊控制的控制性能優于常規的PI調節器 論文對基于ARM的感應電機數字控制技術進行了系統研究,闡述了采用LPC2214ARM微處理器構成數字感應電機變頻調速系統的方法,給出了一種高性能感應電機的數字實現方案,詳細介紹了系統硬件結構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提供了一個新的思路
上傳時間: 2013-08-03
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現場可編程門陣列(FPGA)是一種可實現多層次邏輯器件。基于SRAM的FPGA結構由邏輯單元陣列來實現所需要的邏輯函數。FPGA中,互連線資源是預先定制的,這些資源是由各種長度的可分割金屬線,緩沖器和.MOS管實現的,所以相對于ASIC中互連線所占用的面積更大。為了節省芯片面積,一般都采用單個MOS晶體管來連接邏輯資源。MOS晶體管的導通電阻可以達到千歐量級,可分割金屬線段的電阻相對于MOS管來說是可以忽略的,然而它和地之間的電容達到了0.1pf[1]。為了評估FPGA的性能,用HSPICE仿真模型雖可以獲得非常精確的結果,但是基于此模型需要花費太多的時間。這在基于時序驅動的工藝映射和布局布線以及靜態時序分析中都是不可行的。于是,非常迫切地需要一種快速而精確的模型。 FPGA中連接盒、開關盒都是由MOS管組成的。FPGA中的時延很大部分取決于互連,而MOS傳輸晶體管在互連中又占了很大的比重。所以對于MOS管的建模對FPGA時延估算有很大的影響意義。對于MOS管,Muhammad[15]采用導通電阻來代替MOS管,然后用。Elmore[3]時延和Rubinstein[4]時延模型估算互連時延。Elmore時延用電路的一階矩來近似信號到達最大值50%時的時延,而Rubinstein也是通過計算電路的一階矩估算時延的上下邊界來估算電路的時延,然而他們都是用來計算RC互連時延。傳輸管是非線性器件,所以沒有一個固定的電阻,這就造成了Elmore時延和Rubinstein時延模型的過于近似的估算,對整體評估FPGA的性能帶來負面因素。 本論文提出快速而精確的現場可編程門陣列FPGA中的互連資源MOS傳輸管時延模型。首先從階躍信號推導出適合50%時延的等效電阻模型,然后在斜坡輸入的時候,給出斜坡輸入時的時延模型,并且給出等效電容的計算方法。結果驗證了我們精確的時延模型在時間上的開銷少的性能。 在島型FPGA中,單個傳輸管能夠被用來作為互連線和互連線之間的連接,或者互連線和管腳之間的連接,如VPR把互連線和管腳作為布線資源,管腳只能單獨作為輸入或者輸出管腳,以致于它們不是一個線網的起點就是線網的終點。而這恰恰忽略了管腳實際在物理上可以作為互連線來使用的情況(VPR認為dogleg現象本身對性能提高不多)。本論文通過對dogleg現象進行了探索,并驗證了在使用SUBSET開關盒的情況下,dogleg能提高FPGA的布通率。
上傳時間: 2013-07-24
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本文以誤差和誤差變化率為輸入,利用模糊推理的方法實現了對PID參數的在線自動整定,并且在MATLAB環境下對該控制器進行了設計和仿真。從仿真結果可以看出,參數自整定模糊PID控制器控制效果優于
上傳時間: 2013-04-24
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