瞬變電磁法作為一種重要的地球物理探測方法,由于它在時間和空間上的可分性,使得這種方法簡單易行,信息豐富,精度較高,低成本,見效快,從而在礦藏勘探、鉆井和海洋勘探等領域得到了廣泛的應用。隨著接收儀器的數字化和智能化,發射功率的增大,數字模型計算正反演的應用,解釋水平的提高,瞬變電磁法可解決的地質問題不斷擴大,幾乎涉及了物探工作的各個領域:礦產勘探,構造探測,水文與工程、地質調查,環境調查與監測以及考古等。近年來,在找水、市政工程、土壤鹽堿化和污染調查、淺層石油構造填圖,以及礦井突水預測等領域都取得了良好效果。 瞬變電磁法探測系統包括發射機和接收機兩部分。接收機用作在噪聲中提取由發射機發射的一次場信號在地下導體中感應出的二次場信息,其信息反映了地下導體的電阻率差異,通過對該信息數據的處理了解探測目標的特性從而達到探測的目的。 瞬變電磁信號具有早期信號幅度大、衰減快,而中晚期信號幅度小、衰減慢的大動態范圍的特點。因此,必須設計出能適應這種瞬時變化快、動態范圍大數據信號要求的高性能數據采集系統。同時,瞬變電磁探測系統的工作環境大都是在野外,因此,為適應野外工作的需要,數據采集卡尤其要有較低的功耗。 本論文在總結其他數據采集系統設計的基礎上,提高采樣速率和采樣精度、采用分段放大技術避免放大飽和和實現對小信號的有效識別、改用ARM作為核心處理器實現對接收機的有效控制、改進USB2.0的實際傳輸速度、改用自適應濾波法等噪聲抑制方法組合實現抗干擾和噪聲濾除設計,成功設計和實現了一套基于ARM和USB2.0的瞬變電磁數據采集系統,該系統具有高性能,低功耗,抗干擾能力強,低成本的特點,已成功應用于瞬變電磁探測實踐,并取得良好效果,極大的滿足了瞬變電磁探測系統的需要。同時,該系統對于其他數據采集系統的設計具有一定的借鑒意義。
上傳時間: 2013-06-21
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軌道電路是列車運行實現自動控制和遠程控制的基礎設備之一,鐵路信號系統是保證運輸安全的基礎設施,是實現鐵路統一指揮調度,保證列車運行安全、提高運輸效率和質量的關鍵技術設備,也是鐵路信息化的重要技術領域。 基于ARM與DSP的鐵路信號測試儀主要作用是及時測試鐵路信號狀況,反映鐵路運行的情況。開發此套系統是集測試25Hz相敏軌道電路的電壓自動記錄儀以及相位差監測儀、ZPW-2000A的載頻與低頻測試功能于一體,是性價比較高、功能齊全的監測管理系統,它發揮了ARM控制性好與DSP計算速度快的優勢,實現了互補。由于采用的主要是集成芯片,所以體積小,重量輕,功耗低和便于攜帶,便于現場檢測。在滿足要求的前提下,為降低開發成本提高可靠性,CPU采用LPC2210的ARM7芯片。為使測試儀直觀、操作簡便,系統提供了良好的人機界面,包括顯示,按鍵操作等。 論文對FFT以及相關算法進行了分析和Matlab仿真;論文中給出了時鐘電路、LCD電路、數據存儲器Flash、JTAG等各功能模塊的設計原理,完成了硬件電路設計;系統軟件設計遵循模塊化、自頂向下的設計思路。在軟件設計方面,首先采用的是傳統主循環控制方法,功能上主要實現了A/D采樣程序、LCD顯示程序、數據存儲程序等的設計,對兩路25Hz信號電壓相位差的計算,其誤差不人于1度。為了改善系統性能提高系統的實時性,系統中引入實時操作系統μC/OS-Ⅱ,也有利于代碼移植及系統功能擴展。
上傳時間: 2013-04-24
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文章介紹了一種在現場可編程門陣列(FPGA)上實現UART 的方法。UART 的波特率可設置調整,工作狀態可讀取。系統結構進行了模塊化分解,使之適應自頂向下(Top-Down)的設計方
上傳時間: 2013-04-24
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課題分析了目前國內外減搖鰭控制技術的發展與現狀,重點講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的功能設計與實現方案。 減搖鰭是一種由微機控制的自動化程度很高的船舶減搖裝置。減搖鰭控制系統根據人為輸入的信號和來自鰭本身的反饋信號,及時輸出不同的控制指令,控制鰭轉動到期望的角度,達到減小船舶橫搖的目的。但目前大多數的減搖鰭控制器使用單片機作為主處理器或者以工控機為基礎開發而來的,前者集成度不高,穩定性也不好,而后者成本較高。因此,課題設計了一款新型的基于ARM嵌入式處理器的嵌入式減搖鰭控制器,解決了上述問題。 該系統主要由硬件平臺和軟件平臺兩部分組成。硬件平臺主要包括基于飛利浦公司的LPC2290的控制器核心電路和輔助實現控制的驅動電路;軟件平臺主要是基于ARM的軟件,包括啟動代碼和應用程序;為實現系統的可靠運行,同時也采取了一些保證系統可靠性的措施。 目前,減搖鰭系統大多采用基于力矩對抗原理的PID控制器。由于船舶橫搖運動的非線性、復雜性、時變性以及海況的不確定性,經典PID控制很難獲得令人滿意的控制效果。因此,如何實現PID參數的自整定就顯得猶為重要。模糊控制事先不需要獲知對象的精確數學模型,而是基于人類的思維以及經驗,用語言規則描述控制過程,并根據規則去調整控制算法或控制參數。本論文將模糊控制與PID控制相結合,實現了無須精確的對象模型,只須將操作人員和專家長期實踐積累的經驗知識用控制規則模型化,然后用模糊推理在線辨識對象特征參數,實時改變控制策略,便可對PID參數實現最佳調整。 研究結果表明:采用該控制手段能較好的滿足設計要求,開發的嵌入式減搖鰭控制系統具有設計合理、集成度高、性價比高、性能優越、抗干擾能力強、穩定性好、實時性高等優點。同時能夠適應減搖鰭控制系統智能化的發展趨勢,所以該減搖鰭控制器具有很好的使用價值及意義。
上傳時間: 2013-06-06
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智能控制器是智能斷路器的核心,不僅具有普通脫扣器的各種保護功能,而且還具有實時參數顯示、故障記憶和查詢、自診斷等多項功能。在回顧和總結了智能斷路器的發展歷程后,討論了當前智能斷路器的發展趨勢,提出了基于ARM的斷路器智能控制器的研究。本論文介紹了斷路器智能控制器的設計原理,同時重點闡述了斷路器智能控制器的各項參數測量及保護原理和算法,并進行了具體的硬件和軟件模塊的設計,旨在實現斷路器的智能保護。 本文涉及的斷路器智能控制器,在硬件上以PHILIPS公司的ARM芯片LPC2294為核心處理器,主要進行數據的實時采集處理和斷路器的故障保護。硬件設計采用了標準化模塊設計方法,硬件電路盡可能選擇標準化、模塊化結構的典型電路,以便擴展。其中,液晶選用的是SMG240128A,鍵盤芯片選用的是ZLG7290。軟件的編制采用模塊化編程方法,每一個模塊相對獨立,完成特定功能,便于維護添加新功能。編程工具為ARM公司提供的ADS1.2。為了保證智能控制器各種保護功能的可靠實現,論文中對智能控制器的干擾源進行了分析,從硬件和軟件兩個方面采取了多項設計措施,提高了智能控制器的穩定性和可靠性。實踐證明,論文中構建的斷路器智能控制器結構簡單,易于實現,可以滿足系統需要,因此具有較高的實用價值。
上傳時間: 2013-06-10
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以電子計算機為中心,以最佳統計理論為方法,將載體上的某些或全部的導航設備綜合在一起,形成一個有機的統一整體,提高導航信息精度,擴大單一導航設備或系統的功能,這樣的系統通稱為組合導航系統。 本文以某校研制的綜導顯控臺為工程背景,在對綜導顯控臺進行需求分析的基礎上提出了基于ARM-Linux平臺的綜導顯控臺的設計方案。在對系統軟硬件平臺給出了詳細分析的基礎上闡述了系統應用軟件設計的思想和基本原則,然后對應用軟件的任務進行了詳細的劃分并完成了系統的相關軟件設計。研究了基于ARM-Linux平臺的綜合導航顯控臺的CAN總線、串口通信、以太網接口通信技術并完成了相應的軟件。 本文對嵌入式系統軟硬件開發技術作了詳細而深入的研究,介紹了嵌入式系統的組成原理及特點。深入研究了嵌入式實時操作系統Linux及linux環境下應用程序的開發,包括linux下設備驅動程序的開發、符合硬件環境的系統引導程序Bootloader和文件系統的、Linux內核的裁剪和移植、嵌入式GUI的開發。依照軟件工程學的一般流程對綜導顯控臺從分析、設計、實現進行完整的論述。最后從系統運行的情況來看本論文所設計的基于ARM-Linux的綜導顯控臺基本上滿足了用戶系統的要求,提高了組合導航系統的實時性。
上傳時間: 2013-07-05
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本論文研究了基于ARM+Linux的嵌入式測控系統。論文闡述了嵌入式測控系統的特點。結合目前比較流行的SOC硬件技術,嵌入式軟件技術,以及目前較前沿的無線傳感器網絡技術,對構建一個既能進行本地多傳感器信息采集又能進行數據處理以及具有人機交互界的嵌入式測控系統進行了架構設計,即采用ARM+Linux架構。 論文詳細介紹了系統的硬件設計,包括核心板設計和應用底板設計。其中核心板又包括微處理器的設計和存儲器的設計;對于應用板,介紹了基于CS8900A的網絡模塊的設計,基于RS232和RS485的串行總線設計,以及基于ZigBee的無線模塊設計。同時,本論文詳細的介紹了系統的軟件設計。結合本系統所采用的U-Boot介紹了嵌入式Bootloader設計,并針對本系統的板級硬件對U-Boot進行了移植。結合本系統采用的Linux操作系統介紹了嵌入式操作系統的概念,并對Linux進行了板級移植。在分析研究嵌入式文件系統的特點的基礎上,確定Cramfs作為本系統的根文件系統,并結合現有的開源軟件Busybox搭建了一個完整的根文件系統命令集。 在本系統硬、軟件平臺上,研究了終端應用層上的開發。并完成了在終端上的嵌入式圖形用戶界面QT的移植,并且為系統開發出相應的I/O和A/D設備驅動驅動程序。 論文在最后介紹了本系統的一個簡單應用,即利用QT圖形庫和多線程編程技術,在現有的硬件平臺上設計出了一個溫度和濕度的無線數據采集程序。顯示直觀,界面友好,體現了本平臺具有一定的應用前景。
上傳時間: 2013-07-06
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在特定的工業測控應用中對處理器的功耗有嚴格的要求,類似X86處理器芯片系列由于繼承了原有8086的構架,功耗很大,不能滿足要求。當前應用廣泛的ARM系列處理器有低功耗、高處理器能力的優點,非常適合于此類應用。由于ARM處理器并沒有對PC/104總線有支持,所以本設計使用CPLD可編程邏輯完成ARM本地總線與PC/104總線的轉換。文章完成了以下工作: 1.介紹了工業控制計算機的發展情況和當前使用廣泛的PC/104計算機,描述了嵌入式系統的發展歷史和軟硬件組成,分析了X86與ARM處理器構架的特點與優缺點; 2.從PC/104總線規范出發,對基于ARM處理器的PC/104工業控制嵌入式工控機進行了總體設計,軟硬件選型部分對當前流行的軟硬件系統進行了詳細地描寫,硬件處理器選用SAMSUNG公司的S3C2410,軟件系統采用嵌入式Linux操作系統; 3.對系統硬件各個部分實現細節進行了描寫,包括最小系統、CAN網絡、以太網絡和PC/104總線控制器;其中著重對PC/104總線控制器的實現方案進行了討論,分析了ARM本地總線時序和PC/104總線時序,最后使用VHDL語言實現了了總線控制器邏輯; 4.移植了嵌入式Linux操作系統,Linux操作系統移植分為配置、編譯和下載運行調試三個步驟;基于Linux操作系統編寫了PC/104總線驅動,驅動完成映射PC/104地址到系統虛擬地址和中斷綁定;編寫了基于PC/104的CAN總線驅動,分析了驅動初始化、中斷處理流程、數據緩沖區管理和文件操作接口,描寫了驅動的編譯和下載過程;最后給出了應用程序接口; 5.根據機車工業控制領域的具體要求,開發了實際系統,給出了系統主要參數指標;對系統的運算性能進行了測試,測試表明定點運算能力與X86相當,符合設計要求:系統通過鐵標高低溫測試和射頻干擾測試,并進行了為期3個月的裝車試運行,試運行過程中系統工作正常,完全能夠滿足設計要求。
上傳時間: 2013-07-10
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超聲波電機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、動作相應快、運行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性,在非連續運動領域、精密控制領域要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。 本文主要研究了行波型超聲波電機的嵌入式驅動控制系統設計。系統是基于ARM嵌入式微控芯片設計的。全文共分為6部分。第一章主要介紹了國內外超聲波電機驅動控制技術在國內外的發展狀況,ARM芯片的結構原理以及本課題的選題意義。第二章在前人的研究基礎上做了系統仿真,為系統的硬件設計提供設計指導。第三章提出了基于ARM的超聲波電機嵌入式驅動控制系統設計方案,并介紹了系統各個模塊的設計與調試的過程和結果。第四章介紹了uC/OS-Ⅱ操作系統在ARM上的移植,以及基于該操作系統的電機控制系統軟件設計流程。第五章介紹了系統各子程序的設計,速度控制與定位控制的算法設計,以及系統調試的結果。第六章總結了本論文的主要貢獻、存在問題以及后續課題的研究方向。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著生產自動化要求的不斷提高,控制技術和微型計算機技術的不斷發展,智能記錄儀已日益廣泛地應用在工業過程領域,并占據了越來越高的地位。近年來,新的應用也對智能記錄儀的設計提出了更高的要求。 嵌入式系統因其體積小、性能好、功耗低、可靠性高等優點,其已經在各種記錄儀表的開發與設計等領域中得到廣泛的應用。為了改善工業現場傳統獲取數據費時、費力且數據不夠及時準確的缺點,本課題基于嵌入式的技術,構建了一個由32位的嵌入式微處理器S3C24lO和實時操作系統IAnux組成的平臺,并對其進行了開發研究,設計并實現了針對工業過程數據處理的一種新型的記錄系統。 本文研究了無紙記錄儀通用開發方法,設計了系統結構、功能和性能設計指標。該系統以三星公司生產的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16位采樣送ARM處理后,按設定要求完成信號監測、數據記錄和柱狀圖、曲線顯示、異常數據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進行數據通信;在系統軟件設計方面,采用結構化、模塊化方法,結合硬件配置設計了數據采集、檢測信號處理、數據存取、鍵盤操作功能模塊以及柱狀圖、曲線等圖形顯示功能函數,從而使具有了模塊化擴展功能。試驗表明了該系統對數據進行了準確、可靠的的采集與處理,較好地滿足了工業現場的需求。 本課題是數據記錄系統在工業現場數據采集、處理領域中的一次成功嘗試。在實際應用中,該系統凸顯出強大的功能、良好的靈活性。實踐證明本系統是一種優秀的解決方案,能夠高效的實現各種測控任務。
上傳時間: 2013-04-24
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