傳統(tǒng)PLC使用時會出現(xiàn)一些問題，如程序死循環(huán)、程序跑飛、需要龐大的編譯系統(tǒng)作支持和不能實(shí)現(xiàn)精確位置控制等等；而發(fā)展到OPENPLC后，這些問題依然存在。為了更好地解決這些問題，本文提出一種全新的可編程控制器現(xiàn)場集成技術(shù)，用FPGA來實(shí)現(xiàn)PLC的功能，拋棄傳統(tǒng)PLC“程序”的概念，以“硬件線路”來實(shí)現(xiàn)控制功能，不論在經(jīng)濟(jì)上還是在性能上都具有更大的優(yōu)勢。 本課題在對國內(nèi)外可編程控制器，重點(diǎn)是HardPLC的開發(fā)和應(yīng)用的進(jìn)展進(jìn)行概述和分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)開展了HardPLC組成模塊原理及其仿真模擬的研究。本研究的主要貢獻(xiàn)為： 1.對比分析了CPLD和FPGA的性能特點(diǎn)，闡明了Xilinx公司FPGA芯片結(jié)構(gòu)的兩個創(chuàng)新概念，指出了其優(yōu)越性能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)； 2.系統(tǒng)分析了用HardPLC實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)時的一些通用模塊，對每個模塊的工作原理進(jìn)行了深入的探討，用VHDL語言建立了每個模塊的模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了仿真、綜合，為進(jìn)一步研究可編程控制器的現(xiàn)場集成奠定了基礎(chǔ)； 3.在仿真綜合的基礎(chǔ)上，用所建立的模型完成了特定邏輯控制系統(tǒng)的控制要求，充分展示了其實(shí)際應(yīng)用的可行性； 4.在分析Xilinx公司SPARTANII系列FPGA芯片配置模式的基礎(chǔ)上，確定了應(yīng)用于實(shí)際的基于CPLD控制的FPGA芯片SlaveParallel配置模式。 本課題研究建立的模型對于開發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的HardPLC組成IP庫具有一定的理論意義；對特定系統(tǒng)的控制實(shí)現(xiàn)，充分展示了基于FPGA的可編程控制器現(xiàn)場集成技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于工控領(lǐng)域，加大推廣力度和建立更多的IP庫，在許多應(yīng)用場合可以取代傳統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)，為工控領(lǐng)域提供高可靠、低價格、簡單易操作的解決方案，這將帶來巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益；所確定的FPGA芯片配置模式可廣泛應(yīng)用于對FPGA芯片配置數(shù)據(jù)的加載，在實(shí)踐生產(chǎn)中具有重要的實(shí)用價值。
標(biāo)簽： FPGA 可編程控制器 集成技術(shù) 應(yīng)用研究
上傳時間： 2013-05-30
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本文將EDA技術(shù)與傳統(tǒng)的控制理論相結(jié)合,研制了一種全新的基于FPGA技術(shù)之上的PID和模糊控制器,并加以優(yōu)化后應(yīng)用于FESTO液位控制系統(tǒng)上.該控制器基于PLD組成的系統(tǒng),很自然地避開CPU的程序跑飛、死循環(huán)、復(fù)位不可靠等缺點(diǎn),最大程度的提高設(shè)計效率和系統(tǒng)的可靠性;同時相對于傳統(tǒng)的硬件控制器而言,它的高集成度所需較少外圍電路,降低設(shè)計成本,為控制器地實(shí)現(xiàn)提供了一種新方案.此外,本文的模糊控制器對傳統(tǒng)規(guī)則表進(jìn)行改進(jìn),在被控量接近穩(wěn)態(tài)值時規(guī)則表部分自適應(yīng)于具體的期望值,消除了穩(wěn)態(tài)值附近的震蕩,大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性.
上傳時間： 2013-06-21
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如今電力電子電路的控制旨在實(shí)現(xiàn)高頻開關(guān)的計算機(jī)控制，并向著更高頻率、更低損耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)場可編程門陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路，它具有簡潔、經(jīng)濟(jì)、高速度、低功耗等優(yōu)勢，又具有全集成化、適用性強(qiáng)，便于開發(fā)和維護(hù)(升級)等顯著優(yōu)點(diǎn)。與單片機(jī)和DSP相比，F(xiàn)PGA的頻率更高、速度更快，這些特點(diǎn)順應(yīng)了電力電子電路的日趨高頻化和復(fù)雜化發(fā)展的需要。因此，在越來越多的領(lǐng)域中FPGA得到了日益廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。 本文提出了一種采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)器件實(shí)現(xiàn)數(shù)字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產(chǎn)生多路PWM脈沖，具有開關(guān)頻率可調(diào)、各路脈沖間的相位可調(diào)、接口簡單、響應(yīng)速度快、易修改、可現(xiàn)場編程等特點(diǎn)，可應(yīng)用于PWM的全數(shù)字化控制。文中對方案的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了比較詳細(xì)的論述，包括A/D采樣控制、PI算法的實(shí)現(xiàn)、PWM波形的產(chǎn)生、各模塊的工作原理等。 本文還提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器，詳細(xì)的分析了該變換器的工作過程，并采用基于FPGA的數(shù)字化通用PWM控制器對這種軟開關(guān)Boost變換器進(jìn)行控制，給出了比較完滿的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性，
標(biāo)簽： FPGA PWM 數(shù)字化 制器設(shè)計
上傳時間： 2013-07-10
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隨著星載電子系統(tǒng)復(fù)雜度、小型化需求的提高，SoC已經(jīng)成為應(yīng)對未來星載電子系統(tǒng)設(shè)計需求的解決途徑。為了簡化設(shè)計流程并且提高部件的可重用性，在目前的SoC設(shè)計中引入了稱之為平臺的體系結(jié)構(gòu)模板，用它來描述采用已有的標(biāo)準(zhǔn)核來開發(fā)SoC的方法。在星載電子系統(tǒng)中常用部件的分類設(shè)計，最終建立一個包括多種功能部件，互連部件和處理部件的設(shè)計平臺，從而有效的提高星載電子系統(tǒng)的設(shè)計能力。在當(dāng)前NASA和ESA的空間應(yīng)用中，PCI總線廣泛作為背板總線和局部總線，有鑒于此，本研究選擇PCI總線作為星載電子系統(tǒng)設(shè)計平臺要提供的一個互連部件對其進(jìn)行設(shè)計。 針對這一需求，本論文采用自項(xiàng)向下的設(shè)計方法對PCI總線從設(shè)備控制器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究，對PCI總線協(xié)議做了深刻的分析，完成了PCI總線目標(biāo)設(shè)備控制器的設(shè)計，采用Verilog HDL對其進(jìn)行了RTL級的描述。 在該課題的研究中，采用了目前集成電路設(shè)計中常見的自頂向下設(shè)計方法，使用硬件描述語言Verilog HDL對其進(jìn)行描述，重點(diǎn)分析了PCI總線設(shè)備控制器的設(shè)計。以PCI總線協(xié)議的分析和理解為基礎(chǔ)，對PCI總線設(shè)備控制器進(jìn)行了功能分析和結(jié)構(gòu)劃分。根據(jù)PCI總線設(shè)備控制器的功能和結(jié)構(gòu)劃分，對PCI總線目標(biāo)設(shè)備控制器的設(shè)計思路和各個子模塊電路的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析闡述，并且通過編寫測試激勵程序完成了功能仿真。應(yīng)用FPGA作為物理驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)載體，進(jìn)行了面向FPGA的電路綜合，進(jìn)行了布局布線后的時序仿真，證明所實(shí)現(xiàn)的PCI目標(biāo)設(shè)備控制器符合基本功能要求，在以上基礎(chǔ)上完成了PCI目標(biāo)設(shè)備控制器的FPGA實(shí)現(xiàn)。通過這整個論文的工作，按照設(shè)計、仿真、綜合驗(yàn)證及布局布線的步驟，完成了PCI總線目標(biāo)設(shè)備控制器IP軟核的設(shè)計。
標(biāo)簽： FPGA PCI 設(shè)備 控制器
上傳時間： 2013-06-07
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基于ARM的嵌入式運(yùn)動控制器是集計算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)、ARM技術(shù)、運(yùn)動控制技術(shù)以及嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)等技術(shù)為一體的技術(shù)含量高的運(yùn)動控制器；是對低成本、高性能運(yùn)動控制器研究的一個新的嘗試。本論文的研究重是點(diǎn)基于雙端口RAM上下位機(jī)通訊的數(shù)控系統(tǒng)總體軟件架構(gòu)設(shè)計、嵌入式運(yùn)動控制器軌跡規(guī)劃算法的研究、嵌入式系統(tǒng)軟件的構(gòu)建以及運(yùn)動控制器外設(shè)驅(qū)動程序的開發(fā)，其主要工作及成果如下： 1．針對數(shù)控系統(tǒng)上下位機(jī)信息交互頻繁，提出了一種基于雙端口RAM通訊結(jié)構(gòu)的上下位機(jī)交互方式，實(shí)現(xiàn)了上下位機(jī)信息的高速、穩(wěn)定通訊；且完成了基于雙端口RAM上下位機(jī)通訊結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)總體軟件架構(gòu)設(shè)計。 2. 針對目前高速數(shù)控加工軌跡規(guī)劃中存在的一些關(guān)鍵問題進(jìn)行深入的探討。提出一種軌跡拐角的速度平滑方法，當(dāng)高速加工不在同一直線方向而形成拐角的加工段時，在拐角過渡時能獲得很好的速度響應(yīng)和較小的輪廓誤差；還提出了一種高速數(shù)控加工小線段的前瞻平滑算法，當(dāng)高速加工多段微小直線段時，能夠優(yōu)化規(guī)劃多段微小線段的加工速度，有效避免了頻繁的加減速給系統(tǒng)帶來較大沖擊以及加工效率低的問題。 3. 構(gòu)建了適合本運(yùn)動控制器系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件；研究了嵌入式運(yùn)動控制器引導(dǎo)程序的移植、嵌入式Linux內(nèi)核的優(yōu)化配置以及根文件系統(tǒng)的構(gòu)建。 4．探討了Linux驅(qū)動程序開發(fā)的原理以及流程；并以雙端口RAM為例介紹了運(yùn)動控制外設(shè)驅(qū)動程序開發(fā)的方法。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 運(yùn)動控制器
上傳時間： 2013-07-02
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EDA課程設(shè)計報告(交通信號控制器的VHDL的設(shè)計)，vhdl語言！！1
上傳時間： 2013-06-23
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高端濕熱環(huán)境試驗(yàn)箱的溫濕度控制器有著如下特點(diǎn)：①、人機(jī)接口模塊大多采用彩色液晶屏和觸摸屏；②、控制器存儲容量大，可存儲大量溫濕度數(shù)據(jù)；⑧、溫濕度數(shù)據(jù)測量精度高；④、溫濕度控制精度高，具有自調(diào)整能力，可根據(jù)試驗(yàn)條件的變化調(diào)節(jié)控制器內(nèi)部參數(shù)。⑤、輔助功能多，如RS232串口通訊、USB通訊、以太網(wǎng)通訊等，方便和PC機(jī)的連接。此種類型的溫濕度控制器國內(nèi)生產(chǎn)較少。 本文在綜述國內(nèi)溫濕度控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了基于ARM9芯片的高性能溫濕度控制的設(shè)計方法。本文主要針對以下幾個方面進(jìn)行了研究：研究試驗(yàn)箱內(nèi)熱力學(xué)過程并建立溫濕度控制系統(tǒng)的簡化數(shù)學(xué)模型；分析溫濕度控制箱的控制方法，選擇合理的溫濕度測量方案，提出了減少誤差的方法；分析溫濕度控制器的功能需求，完成了基于ARM的溫濕度控制器的硬件設(shè)計和調(diào)試；選擇了溫濕度控制系統(tǒng)的控制算法，并在設(shè)計的硬件平臺上實(shí)現(xiàn)；最后對控制效果進(jìn)行了試驗(yàn)分析。 本論文各章節(jié)主要內(nèi)容概述如下： 第1章綜述了濕熱環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)展，提出了課題的研究內(nèi)容、難點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)。 第2章分析了濕熱環(huán)境試驗(yàn)箱溫濕度控制的控制算法，分析了被控空氣的熱力學(xué)過程，得出簡化數(shù)學(xué)模型。 第3章對溫度、濕度測量系統(tǒng)及其誤差消除方法進(jìn)行分析，提出基于AD7711的高精度溫濕度測量方案。 第4章分析溫濕度控制器的需求，完成溫濕度控制器硬件平臺的設(shè)計。 第5章研究溫濕度控制系統(tǒng)的控制算法，在硬件平臺上實(shí)現(xiàn)PID繼電自整定算法。 第6章對溫濕度控制的實(shí)際控制效果進(jìn)行試驗(yàn)分析。 第7章總結(jié)與展望。
上傳時間： 2013-04-24
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在國內(nèi)新的電力市場形勢的變化下，配電網(wǎng)自動化尤其是配電網(wǎng)自動化中的無功補(bǔ)償和配電數(shù)據(jù)監(jiān)測在電力企業(yè)中的重要性越來越顯著。另一方面，我國電力供需矛盾趨于緩和，電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的控制功能變得很少使用，造成了資金、資源的很大浪費(fèi)。為了使這些資源更有效地服務(wù)于配電網(wǎng)自動化建設(shè)，在充分整合電力負(fù)荷控制系統(tǒng)原有硬件資源的基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于ARM的智能控制器來實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的無功補(bǔ)償和配電監(jiān)測，對原有的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行了進(jìn)一步的開發(fā)利用。 本論文主要完成了以下幾個方面的工作： 1、研究電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集方法、高速數(shù)字信號處理算法、智能無功補(bǔ)償算法。 2、研究基于GPRS的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及國家電網(wǎng)公司通信協(xié)議《電力負(fù)荷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約—2004》的實(shí)現(xiàn)。 3、研究基于高性能嵌入式系統(tǒng)的終端軟、硬件平臺的實(shí)現(xiàn)
上傳時間： 2013-04-24
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隨著計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、集成電路技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的工業(yè)控制領(lǐng)域正經(jīng)歷著一場前所未有的變革，開始向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。本文即從未來工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要出發(fā)，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了以S3C2410微處理器為核心的嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器。 本文以S3C2410-32 位微處理為核心，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了具有1路以太網(wǎng)接口、1路 USB Host 接口、1路USB Device 接口、3路RS232串口、1個CAN總線擴(kuò)展卡、1個RS485擴(kuò)展卡、1個RS422擴(kuò)展卡使用、8路A/D、1路D/A、4路 PWM、一個 240×320TFT LCD 顯示觸摸屏的功能強(qiáng)大的嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器。并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE建立了一個嵌入式軟件開發(fā)平臺。 在深入研究和分析CANopen協(xié)議的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了基于Windows CE 的嵌入式 CANopen 協(xié)議棧，大大提高了嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器在現(xiàn)場總線上的通信和控制能力，為新型的網(wǎng)絡(luò)控制算法研究提供了實(shí)驗(yàn)平臺。在探討了TCP/IP協(xié)議的基礎(chǔ)上研究了基于 Windows CE 的嵌入式 TCP/IP 協(xié)議棧，掌握了Windows CE 平臺的網(wǎng)絡(luò) Socket 通信編程，使控制器能夠通過以太網(wǎng)接到Intranet或Intemet上。 在完成嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器硬件與軟件設(shè)計的基礎(chǔ)上，將控制器應(yīng)用到了網(wǎng)絡(luò)化的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的中央數(shù)控單元中，實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)等數(shù)控設(shè)備小型化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的需要。并以此為基礎(chǔ)，結(jié)合計算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，構(gòu)建了三層(信息層、控制層和設(shè)備層)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備真正的網(wǎng)絡(luò)互連，為網(wǎng)絡(luò)控制研究提供了一個高性能的平臺。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式網(wǎng)絡(luò) 控制器
上傳時間： 2013-06-10
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隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，電子設(shè)備逐漸向著小型化、集成化方向發(fā)展；人們在要求設(shè)備性能不斷提升的同時，還要求設(shè)備功耗低、體積小、重量輕、可靠性高。同樣在我軍武器裝備的研制過程中，也對各武器裝備都提出了新的要求，特別是針對單兵配備的便攜設(shè)備，對體積、功耗、擴(kuò)展性的要求更是嚴(yán)格。 在某手持式設(shè)備的開發(fā)項(xiàng)目中，需要設(shè)計一塊接口板，要求實(shí)現(xiàn)高達(dá)8個串行口擴(kuò)展以及能源管理和數(shù)字輸入輸出接口等功能，該接口板與處理器模塊的連接總線采用LPC總線，整個手持設(shè)備除了對功能有基本的要求以外，對體積及功耗都提出了極高的要求。針對項(xiàng)目的具體設(shè)計要求，經(jīng)過與傳統(tǒng)設(shè)計方法的比較，決定采用FPGA來實(shí)現(xiàn)LPC接口及UART控制器功能。 論文的主要目標(biāo)是完成LPC接口的UART控制在FPGA中的實(shí)現(xiàn)。對于各模塊中的關(guān)鍵的功能部分，文中對其實(shí)現(xiàn)都進(jìn)行了詳細(xì)的說明。整個設(shè)計全部采用硬件描述語言(HDL)實(shí)現(xiàn)，并且采用了分模塊的設(shè)計風(fēng)格，具有很好的重用性。 為了在硬件平臺上驗(yàn)證設(shè)計，還實(shí)做了FPGA驗(yàn)證平臺，并用C語言編寫了測試程序。經(jīng)過驗(yàn)證，該方案完全實(shí)現(xiàn)了接口板的功能要求，并且滿足體積和功耗上的要求，取得了良好的效果。 論文通過采用FPGA作為電路設(shè)計的核心，以一種新的數(shù)字電路設(shè)計方法實(shí)現(xiàn)電路功能；旨在通過這種方式，不斷提高設(shè)備的性能并拓展設(shè)計者思想。
上傳時間： 2013-05-21
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