電液位置伺服系統(tǒng)具有控制精度高、響應速度快、輸出功率大、信號處理靈活、易于實現(xiàn)各種參量反饋等優(yōu)點，因此它已經(jīng)遍及國民經(jīng)濟和軍事工業(yè)的各個技術領域。近年來，對電液位置伺服系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性、準確性等控制性能提出了新的要求，作為電液位置伺服系統(tǒng)核心的控制器，起到更為關鍵的作用。 現(xiàn)階段，嵌入式微處理器以其小型、專用、便攜、高可靠的特點，已經(jīng)在工業(yè)控制領域得到了廣泛的應用，如工業(yè)過程、遠程監(jiān)控、智能儀器儀表、機器人控制、數(shù)控系統(tǒng)等，嵌入式微處理器嵌入實時操作系統(tǒng)，可以克服傳統(tǒng)的基于單片機控制系統(tǒng)功能不足和基于PC的控制系統(tǒng)非實時性的缺點，其性能、可靠性等都能滿足電液位置伺服系統(tǒng)控制的要求，在控制領域具有廣泛的應用前景。 本文以實驗室的電液位置伺服系統(tǒng)為研究對象，按照系統(tǒng)的控制要求，提出以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器對電液位置伺服系統(tǒng)進行控制的一種方案，設計了一種新型的基于ARM9(S3C2410)微處理器的電液位置伺服控制器。本系統(tǒng)控制器的開發(fā)設計中，在以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器基礎上，通過外部擴展，使得系統(tǒng)控制器具有豐富的硬件資源，開發(fā)了A/D轉換電路、D/A(PWM)轉換電路、伺服放大電路、串行接口等電路，同時為了使得控制器的程序代碼具有較強的可讀性、可維護性、可擴展性，使用了操作系統(tǒng)，通過比較選擇了uC/OS-Ⅱ實時內(nèi)核，并成功移植到ARM9(S3C2410)微處理器中，并編寫了A/D、數(shù)字濾波、D/A(PWM)等軟件程序，通過編譯、調(diào)試、驗證，程序運行正常。在對電液位置伺服系統(tǒng)進行控制策略的選擇中，分別采用PID、滑模變結構、模糊自學習滑模三種控制策略進行仿真比較，得出采用模糊自學習滑模控制策略更有利于系統(tǒng)控制。
標簽： ARM 微處理器 伺服控制系統(tǒng) 電液位置
上傳時間： 2013-04-24
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本文主要研究一種在嵌入式系統(tǒng)上的GPS終端的軟件設計方法。隨著GPS技術在包括道路測控、汽車導航、交通管理、石油勘探、海上作業(yè)和緊急救援等軍事和民用的眾多領域中的越來越廣泛的應用和發(fā)展，GPS系統(tǒng)對生產(chǎn)、生活的影響也愈加深遠。另一方面，硬件開發(fā)與嵌入式操作系統(tǒng)以及軟件研發(fā)技術的不斷發(fā)展促使移動計算技術在手持設備中也得到廣泛的應用，掌上電腦(PDA)與智能手機等移動式計算系統(tǒng)日益普及，功能日漸完善，在手持式設備中實現(xiàn)GPS移動定位、導航等功能具有良好的市場前景。 鑒于嵌入式GPS系統(tǒng)要求處理速度快，占用存貯空間小，根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的人機交互特點，論文采用基于ARM架構的S3C2410處理器作為基礎硬件平臺，以OpenSource的Linux作為操作系統(tǒng)平臺，MiniGui為圖形用戶界面支持系統(tǒng)，SQLite為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)研究并設計了應用嵌入式地圖的GPS定位系統(tǒng)。 該系統(tǒng)不僅為用戶提供基本的地圖信息，還利用GPS儀器實現(xiàn)在地圖上定位功能，使用戶獲得當前位置相關的附屬信息。該系統(tǒng)簡單可行，不依賴其他服務器工作，可用在移動設備、車載導航等領域。 論文研究了Linux在嵌入式系統(tǒng)中的應用與MiniGUI圖形界面和SQLite數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)向Arm-Linux系統(tǒng)上的移植；闡述了Linux下觸摸屏驅動的設計與應用；分析了GPS系統(tǒng)中地理坐標系統(tǒng)的定義和坐標轉換基本原理；根據(jù)轉換公式實現(xiàn)地理經(jīng)緯度坐標、平面直角坐標以及屏幕窗口坐標間的相互轉換；分析了MapInfo電子地圖文件的基本格式；設計了用于存儲地圖信息及附屬信息的SQLite數(shù)據(jù)庫；通過Linux與GPS接收器的通訊從GPS設備采集定位信息并進行解析；在MiniGui上實現(xiàn)電子地圖與定位信息的顯示，支持觸摸屏上的人機交互；并在電子地圖上實現(xiàn)放大縮小、測距、查詢等基本功能。 論文最后同時給出了目標系統(tǒng)的實現(xiàn)結果，并分析了系統(tǒng)設計中的一些不足，提出了在以后的工作中改進系統(tǒng)效能的設想。
上傳時間： 2013-04-24
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二十世紀九十年代以來，隨著嵌入式系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展，嵌入式技術開始滲透到數(shù)控領域，傳統(tǒng)數(shù)控技術與嵌入式技術相結合，新型嵌入式數(shù)控技術進入一個高速發(fā)展的階段。激光切割由于具有切割尺寸質(zhì)量好、速度快、精度高、效率高等優(yōu)點，在工業(yè)數(shù)控系統(tǒng)中具有非常廣泛的應用。基于嵌入式的激光切割數(shù)控系統(tǒng)是嵌入式技術在激光切割應用中新的探索,對于激光加工工業(yè)有著重要的意義。本文以ARM與R8C為平臺，對以激光切割為應用的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的設計進行了研究。 本文介紹了嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的原理、體系結構和硬件組成以及激光切割和原理、發(fā)展和特點，然后從硬件和軟件兩個方面對系統(tǒng)的具體設計進行了研究。介紹了上位機ARMS3C44B0和下位機R8C/17的特點，執(zhí)行機構步進電機的控制原理，對外圍設備相關設計進行了研究，包括上位機ARM S3C4B0的串口通信、LCD顯示、觸摸屏的設計，已及下位機R8C/17的串口通信與對步進電機的控制。介紹了嵌入式操作系統(tǒng)UC/OS-II的原理及特點，UC/GUI的特點及應用。對系統(tǒng)各功能模塊的軟件設計進行了研究，包括嵌入式操作系統(tǒng)上任務的設計和通訊、系統(tǒng)人機界面的設計。研究了兩種激光切割路徑的算法，包括通用的來回掃描切割算法以及作者研究的實際路徑切割算法。
上傳時間： 2013-07-22
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步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構，可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。由于步進電機的控制原理是根據(jù)控制信號動作，因此非常適合于單片機控制。 由于工業(yè)自動化水平的提高，對很多工業(yè)監(jiān)控設備的要求也隨著提高，特別是對其驅動部件步進電機的位移和速度控制的要求越來越高，用單片機機對二維步進電機實施精確位移和速度控制有極大的優(yōu)越性，二維步進電機數(shù)控運行系統(tǒng)是由ipc（工業(yè)控制計算機）發(fā)出控制指令，通過與單片機之間的通信，使單片機產(chǎn)生控制步進電機運轉的脈沖波形，使二維步進電機分別作正傳、反轉、快轉、慢轉和停止等。
上傳時間： 2013-05-18
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作為交流異步電機控制的一種方式，矢量控制技術已成為高性能變頻調(diào)速系統(tǒng)的首選方案。矢量控制系統(tǒng)中，磁鏈的觀測精度直接影響到系統(tǒng)控制性能的好壞。在轉子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)中，轉矩電流和勵磁電流能得到完全解耦[1]。一般而言，轉子磁鏈觀測有兩種方法:電流模型法和電壓模型法。磁鏈的電流模型觀測法中需要電機轉子時間常數(shù)，而轉子時間常數(shù)易受溫度和磁飽和影響。為克服這些缺點，需要對電機的轉子參數(shù)進行實時觀測，但這樣將使得系統(tǒng)更加的復雜。磁鏈的電壓模型觀測法中不含轉子參數(shù)，受電機參數(shù)變化的影響較小。矢量控制計算量大，要求具有一定的實時性，從而對控制芯片的運算速度提出了更高的要求。 本文介紹了一種異步電機矢量控制系統(tǒng)的設計方法，采用了電壓模型觀測器[2]對轉子磁鏈進行估計，針對積分環(huán)節(jié)的誤差積累和直流漂移問題，采用了一種帶飽和反饋環(huán)節(jié)的積分器[3]來代替電壓模型觀測器中的純積分環(huán)節(jié)。整個算法在tms320f2812 dsp芯片上實現(xiàn)，運算速度快，保證了系統(tǒng)具有很好的實時性。
上傳時間： 2013-04-24
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由于永磁伺服電機具有轉子轉動慣量 小，響應速度快，效率高，功率密度高，電機體積小，消除電刷而減少噪音和維護等其他電機難以比擬的優(yōu)點，在高性能位置伺服領域，尤其為伺服電機組成的伺服系統(tǒng)應用越來越廣泛。 永磁無刷電機有兩種形式:方波式和正弦波式。本文主要研究以pmsm 為伺服電機的伺服系統(tǒng) 目前實現(xiàn)永磁同步電動機的控制主要采用dsp、dsp+fpga和dsp+asic三種途徑。而前兩種方式實現(xiàn)位置控制編程量較大，美國國際整流器公司針對高性能交流伺服驅動要求，基于fpga技術開發(fā)出了完整的閉環(huán)電流控制和速度控制的伺服系統(tǒng)單片解決方案—irmck201。本文就是基于這種數(shù)字運動控制芯片，設計了dsp和irmck201的交流伺服控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有性能優(yōu)越，結構簡單，編程任務小，開發(fā)周期短等優(yōu)點，對其他交流位置伺服控制系統(tǒng)也具有很好的推廣意義。
上傳時間： 2013-06-07
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在電力現(xiàn)代化建設中，提高發(fā)電機發(fā)電效率是其中重要的一環(huán)，氫氣作為導熱性冷卻介質(zhì)廣泛的應用于發(fā)電設備，作為冷卻劑，它可以有效地提高其發(fā)電效率，但它又是一種易燃易爆氣體，所以使氫氣參數(shù)處于正常范圍，保證發(fā)電機高效、安全正常工作就變得至關重要，因此對氫氣參數(shù)進行實時監(jiān)測有著重要的意義。 本論文研究和開發(fā)了基于ARM和CPLD的氫氣參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，首先簡要的分析了氫冷發(fā)電機系統(tǒng)對氫氣參數(shù)進行監(jiān)測的必要性以及當前電力系統(tǒng)氫氣參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展情況。然后提出了一種利用無線通信手機短消息業(yè)務SMS、工控總線Modbus通信協(xié)議和RR485總線、SD卡海量存儲等技術實現(xiàn)發(fā)電機系統(tǒng)多氫氣參數(shù)的現(xiàn)場實時監(jiān)測系統(tǒng)的設計方案。該方案以功能強大的ARM處理器作為系統(tǒng)的核心。采用高精度的16位AD轉換芯片，并使用兩種濾波算法的結合對信號進行數(shù)字濾波，滿足系統(tǒng)對氫氣參數(shù)采集精度的要求。同時系統(tǒng)結合CPLD技術，用于解決系統(tǒng)內(nèi)微控器I/O口不足以及SD卡驅動的問題，本論文采用一片CPLD擴展I/O口，每一個擴展的I/O口都分配固定的地址，ARM微控器可以通過外部總線控制擴展I/O口的輸出電平。SD卡(Secure Digital Memory Card)中文翻譯為安全數(shù)碼卡，是一種基于半導體快閃記憶器的新一代記憶設備，具有低成本，大容量的特點，系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)存儲使用了SD卡作為存儲介質(zhì)，系統(tǒng)并沒有直接使用ARM處理器讀寫SD卡，而是使用了擁有1270個邏輯單元的MAXⅡ1270 CPLD來驅動SD卡，在CPLD中使用VHDL語言設計了SD卡的總線協(xié)議，外部總線接口，SRAM的讀寫時序等，這樣既可以提高微處理器SD卡的讀寫速度，增強微處理器程序的移植性，又可以簡化微處理器讀寫SD卡的步驟并減少微處理器的負擔。 本論文的無線數(shù)據(jù)傳輸采用GSM無線通信技術的SMS業(yè)務遠傳現(xiàn)場數(shù)據(jù)，設計了GSM模塊的軟件硬件，實現(xiàn)了報警等數(shù)據(jù)的無線傳輸，系統(tǒng)的有線傳輸采用了基于Modbus通信協(xié)議的RS485總線通信方式，采用這兩種通信方式使系統(tǒng)的通信更加靈活、可靠。本論文最后分析了系統(tǒng)的不足并且提出了具體的改進方向。
上傳時間： 2013-05-26
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機械手是自動裝配生產(chǎn)線上必不可少的設備，它可以模擬人手臂的部分動作，按預定的程序、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，響應速度快等，非常適合于要求實時的和多任務的場合。 本文分析了機械手控制系統(tǒng)的功能要求，研究設計了一種基于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，能夠實時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)的應用領域，從而提升了其性價比，通過ARM處理器和DSP以及FPGA技術的有機結合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，使系統(tǒng)具有程序設計靈活、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構建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應用方案全可行、合理，同傳統(tǒng)的人機交互系統(tǒng)設計相比，能大量地減輕研發(fā)任務，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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嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)與研究已經(jīng)成為當前的一個熱點，Linux由于其獨有的優(yōu)勢成為很多廠家開發(fā)嵌入式應用的系統(tǒng)，而ARM作為一種高性能、低成本的嵌入式RISC微處理器，已成為應用最廣泛的嵌入式處理器。而引導裝載程序Bootloader作為嵌入式系統(tǒng)設計的關鍵之一，針對不同嵌入式處理器開發(fā)相應的引導裝載程序也變的越來越重要。 本文主要圍繞著嵌入式Linux系統(tǒng)中使用比較廣泛的一種Bootloader即RedBoot的建立展開討論，詳細論述了在嵌入式Linux操作系統(tǒng)開發(fā)領域里所做的研究和實踐。 首先由設計完成的RedBoot方案應用在醫(yī)療儀器上的測試結果引入，開始介紹了Bootloader系統(tǒng)的概念，分析了目前嵌入式系統(tǒng)中開放源碼的Bootloader，選擇RedBoot作為文中使用的EW—AM9302開發(fā)平臺引導裝載程序，并詳細敘述引導過程，重點分析了基于網(wǎng)絡啟動的RedBoot，這是許多帶有網(wǎng)卡設備的嵌入式產(chǎn)品開發(fā)中常用的一種Bootloader方案。 最后，詳述如何設計完成擁有在線自動升級方式的RedBoot，其具有下載速度快，操作簡易性，功能更加完善，并將該RedBoot系統(tǒng)應用于基于EW—AM9302開發(fā)平臺的醫(yī)療器械開發(fā)和設計中，主要以ARM架構為基礎，完成該RedBoot在ARM9上的移植。根據(jù)測試結果，本方案的RedBoot完全達到開發(fā)標準，為嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)提供了有效的手段。
標簽： ARMLinux RedBoot 嵌入式系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-30
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隨著人們對于數(shù)字視頻和數(shù)字圖像的需求越來越大，數(shù)字電視廣播和手機電視迅速發(fā)展起來，但是人們對于數(shù)字圖像質(zhì)量的要求也越來越高。對于觀眾來講，畫面的質(zhì)量幾乎是最為重要的，然而由于信道傳輸特性不理想和加性噪聲的影響，不可避免地會產(chǎn)生誤碼，導致圖像質(zhì)量的下降，甚至無法正常收看。因此，為了保障圖像質(zhì)量就需要采用糾錯編碼(又稱信道編碼)的方式來實現(xiàn)通信。在數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)(DVB)中，無論是衛(wèi)星傳輸，電纜傳輸還是地面?zhèn)鬏敹疾捎昧诵诺谰幋a。 本文首先深入研究DVB標準中的信道編碼部分的關鍵技術；然后依照DVB-T標準技術要求，設計并硬件實現(xiàn)了數(shù)字視頻傳輸?shù)男诺谰幗獯a系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，編解碼器與信源端的接口利用了MPEG-2的視頻傳輸接口同步并行接口(SPI)，這種接口的應用讓系統(tǒng)具有很強的通用性；與信道端接口采用了G.703接口，具有G.703接口功能和特性的數(shù)據(jù)通信設備可以直接與數(shù)字通信設備連接，這使得應用時對于信道的選擇具有較大的靈活性。 在深入理解RS編解碼算法，卷積交織/解交織原理，卷積編碼/VITERBI譯碼算法原理的基礎上，本文給出了解碼部分的設計方案，并利用Xilinx公司的SpartanⅢ系列XC3S2000芯片完成方案的硬件實現(xiàn)。在RS解碼過程中引入了流水線機制，從而很大程度上提高了解碼效率。解交織器部分采用了RAM分區(qū)循環(huán)法，利用對RAM讀寫地址的控制實現(xiàn)解卷積交織，這種方法控制電路簡單，實現(xiàn)速度比較快，代價小。VITERBI譯碼器采用截尾譯碼，在幾乎不影響譯碼準確度的基礎上大大提高了解碼效率。
上傳時間： 2013-07-16
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