煙葉烘烤是煙葉生產(chǎn)中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié),為保證煙葉烘烤的質(zhì)量,需要有效的控制溫度和濕度讓其按照“三段式”工藝曲線進(jìn)行變化。本文通過對(duì)三段式工藝的分析,構(gòu)建了以FPGA為控制核心,采用數(shù)字式溫濕度傳感器進(jìn)行溫濕度測(cè)量的烤煙自動(dòng)控制系統(tǒng)。 整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是基于CYCLONEⅡ系列的FPGA器件EP2C8Q208C8進(jìn)行的。同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的配置電路、驅(qū)動(dòng)電路、顯示控制電路、語音提示和溫濕度測(cè)量電路進(jìn)行了設(shè)計(jì),并給出了各個(gè)模塊的電路原理圖。由于溫濕度測(cè)量是系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的重要部分,所以本文重點(diǎn)討論了溫度傳感器DS18820和濕度傳感器HS1101的性能特點(diǎn)、工作原理、處理次序和設(shè)計(jì)流程。針對(duì)煙葉烘烤過程中烤房溫濕度的測(cè)量和控制中,存在的強(qiáng)時(shí)變、大時(shí)滯、非線性的問題,采用了模糊控制算法進(jìn)行控制,并給出了模糊控制器設(shè)計(jì)的方法。另外,為方便用戶調(diào)用煙葉烘烤中經(jīng)驗(yàn)曲線,提出了使用EEPROM對(duì)烘烤經(jīng)驗(yàn)曲線參數(shù)進(jìn)行處理。而且討論了如何通過I2C總線與EEPROM進(jìn)行讀寫操作進(jìn)而實(shí)現(xiàn)參數(shù)的保存和讀取。系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果表明烤煙自動(dòng)控制系統(tǒng)基本上達(dá)到了實(shí)際的要求,具有一定的先進(jìn)性。
標(biāo)簽: FPGA 自動(dòng)控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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LED顯示屏作為一項(xiàng)高新科技產(chǎn)品正引起人們的高度重視,它以其動(dòng)態(tài)范圍廣,亮度高,壽命長(zhǎng),工作性能穩(wěn)定而日漸成為顯示媒體中的佼佼者,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于廣告、證券、交通、信息發(fā)布等各方面,且隨著全彩屏顯示技術(shù)的日益完善,LED顯示屏有著廣闊的市場(chǎng)前景。 本文主要研究的對(duì)象為全彩色LED同步顯示屏控制系統(tǒng),提出了一個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案,整個(gè)系統(tǒng)分三部分組成:DVI解碼電路、發(fā)送系統(tǒng)以及接收系統(tǒng)。DVI解碼模塊用于從顯卡的DVI口獲取視頻源數(shù)據(jù),經(jīng)過T.D.M.S.解碼恢復(fù)出可供LED屏顯示的紅、綠、藍(lán)共24位像素?cái)?shù)據(jù)和一些控制信號(hào)。發(fā)送系統(tǒng)用于將收到的數(shù)據(jù)流進(jìn)行緩存,經(jīng)處理后發(fā)送至以太網(wǎng)芯片進(jìn)行以太網(wǎng)傳輸。接收系統(tǒng)接收以太網(wǎng)上傳來的視頻數(shù)據(jù)流,經(jīng)過位分離操作后存入SRAM進(jìn)行緩存,再串行輸入至LED顯示屏進(jìn)行掃描顯示。然后,從多方面論述了該方案的可行性,仔細(xì)推導(dǎo)了LED顯示屏各技術(shù)參數(shù)之間的聯(lián)系及約束關(guān)系。 本課題采用可編程邏輯器件來完成系統(tǒng)功能,可編程邏輯器件具有高集成度、高速度、在線可編程等特點(diǎn),不僅可以滿足高速圖像數(shù)據(jù)處理對(duì)速度的要求,而且增加了設(shè)計(jì)的靈活性,不需修改電路硬件設(shè)計(jì),縮短了設(shè)計(jì)周期,還可以進(jìn)行在線升級(jí)。
標(biāo)簽: FPGA LED 全彩色
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近年來,基于DSP和FPGA的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)己成為新一代運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的主流。基于DSP和FPGA的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)不僅具有信息處理能力強(qiáng),而且具有開放性、實(shí)時(shí)性、可靠性的特點(diǎn),因此在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 論文從步行康復(fù)訓(xùn)練器的設(shè)計(jì)與制作出發(fā),主要進(jìn)行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研究。文章首先提出了多種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。根據(jù)它們的優(yōu)缺點(diǎn),選定以DSP和FPGA為核心進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)。 論文詳細(xì)研究了以DSP和FPGA為核心實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì),利用DSP實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與相關(guān)功能模塊,利用FPGA實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)地址譯碼電路、脈沖分配電路以及光電編碼器信號(hào)處理電路,并對(duì)以上電路系統(tǒng)進(jìn)行了功能仿真和時(shí)序仿真。 結(jié)果表明,基于DSP和FPGA為核心的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)功能要求,同時(shí)提高了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的開放性、實(shí)時(shí)性和可靠性,并大大減小了系統(tǒng)的體積與功耗。
標(biāo)簽: FPGA DSP 機(jī)器人
上傳時(shí)間: 2013-05-29
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論文提出了一種基于FPSLIC的下位機(jī)控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì),并且在嵌入式硬件和軟件的聯(lián)合調(diào)度之下予以實(shí)現(xiàn),并將該系統(tǒng)應(yīng)用于微小型無人直升機(jī)MUAV控制上。 微小型無人直升機(jī)體積小、重量輕、隱蔽性好、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、易實(shí)現(xiàn)懸停和超低空飛行,因此在軍用和民用領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。微小型無人直升機(jī)在空中執(zhí)行任務(wù)時(shí)需要實(shí)時(shí)獲得在空間的姿態(tài)和高度位置信息,然后通過調(diào)制舵機(jī)狀態(tài)來調(diào)整飛行器的空中姿態(tài),糾正飛行路線,而MUAV的飛控系統(tǒng)需要具有負(fù)荷輕,功能強(qiáng)大,實(shí)時(shí)性強(qiáng)以及低功耗的特點(diǎn),對(duì)嵌入式處理器要求較高,所以針對(duì)MUAV的控制采用上下位機(jī)聯(lián)合控制的結(jié)構(gòu)。并且由于目前現(xiàn)有的下位機(jī)控制器滿足不了MUAV控制發(fā)展的需求,所以本文中利用FPS[JC優(yōu)越的性能,實(shí)現(xiàn)了一種新的下位機(jī)控制器的設(shè)計(jì),具有體積小、重量輕、價(jià)格低、功耗低、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),完成了基于PWM的舵機(jī)的控制和基于Kalman濾波的多傳感器的數(shù)據(jù)融合,以及上下位機(jī)之間的通訊等功能,具有較強(qiáng)的使用和應(yīng)用價(jià)值。 論文首先介紹了MUAV飛行控制的結(jié)構(gòu),以及下位機(jī)實(shí)現(xiàn)功能的模塊劃分。然后是對(duì)MUAV控制系統(tǒng)相關(guān)理論的介紹,包括舵機(jī)控制的原理和方法以及多傳感器數(shù)據(jù)融合的理論。 其次論文介紹了基于FPSLIC的下位機(jī)控制器系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)上,給出了硬件總體設(shè)計(jì)方案,并對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)論述,軟件部分在給出了主要的框架和功能劃分后,主要介紹了利用FPSLIC的FPGA部分實(shí)現(xiàn)PWM控制和測(cè)量的模塊以及AVR部分對(duì)多傳感器信息進(jìn)行Kalman濾波融合的實(shí)現(xiàn)。 最后在實(shí)驗(yàn)室的汽油無人直升機(jī)的測(cè)試平臺(tái)上進(jìn)行了舵機(jī)控制和高度測(cè)試實(shí)驗(yàn),取得了滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
標(biāo)簽: FPSLIC FPGA AVR SOC
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基于PI C的鍋爐內(nèi)膽水溫控制系統(tǒng)采用PI C作為控制系統(tǒng)的核心,使用西門予公司的s7…300系列PLc 編程軟件中的P I D功能塊來實(shí)現(xiàn)控制算法,通過和計(jì)算機(jī)的通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理和操作的遠(yuǎn)程控制。
標(biāo)簽: PLC 鍋爐 水溫控制
上傳時(shí)間: 2013-07-16
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本文對(duì)基于FPGA的液晶顯示控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。設(shè)計(jì)中從LCD技術(shù)參數(shù)著手,通過對(duì)顯示驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理的研究,設(shè)計(jì)出顯示控制系統(tǒng)的框圖及各功能模塊的VHDL程序,通過單片機(jī)系統(tǒng)配置FPGA芯片,控制LCD顯示相應(yīng)的漢字和圖形。LCD顯示控制系統(tǒng)由顯示控制電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路和相關(guān)外圍輔助電路組成。顯示控制電路從電路中各個(gè)功能模塊所需要的控制時(shí)序信號(hào)出發(fā),通過對(duì)其工作過程的研究,設(shè)計(jì)出控制器、RAM控制器等各功能模塊。顯示驅(qū)動(dòng)電路從LCD工作所需要的掃描時(shí)序信號(hào)出發(fā),設(shè)計(jì)出時(shí)序發(fā)生電路等各功能模塊。所有的VHDL程序通過了MAX+PLUS—II軟件實(shí)現(xiàn)編譯及仿真后,在實(shí)際的硬件中調(diào)試通過。
標(biāo)簽: FPGA 液晶顯示 控制系統(tǒng)
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基于單片機(jī)的PID溫度控制系統(tǒng),了解PID控制理論和單片機(jī)實(shí)現(xiàn)方法
標(biāo)簽: PID 單片機(jī) 溫度控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-05-21
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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(jì)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(chǎng)可編程門陣列器件(Field Programmable Gate Arrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路,它具有簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)、高速度、低功耗等優(yōu)勢(shì),又具有全集成化、適用性強(qiáng),便于開發(fā)和維護(hù)(升級(jí))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(chǎng)可編程門陣列(FPGA)器件實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)能產(chǎn)生三相六路正弦脈寬調(diào)制(SPWM)波形;調(diào)制頻率范圍為0~4KHZ,分7級(jí)控制;16位的速度控制分辨率;載波頻率分8級(jí)控制,最高可達(dá)24KHZ;系統(tǒng)接口兼容Intel系列和Motorola系列單片機(jī);該系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單、精確,易修改,可現(xiàn)場(chǎng)編程;同時(shí)具有脈沖延時(shí)小、最小脈沖刪除、過壓和過流保護(hù)功能等特點(diǎn),可應(yīng)用于PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的全數(shù)字化控制。文中對(duì)方案的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的論述,主要包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論分析,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及在FPGA硬件上的實(shí)現(xiàn),最終驗(yàn)證了該控制系統(tǒng)的可行性和有效性。 數(shù)字化設(shè)計(jì)是本系統(tǒng)的特點(diǎn),系統(tǒng)最終生成的三相SPWM脈沖是基于三相正弦調(diào)制波和三角載波比較得到的。設(shè)計(jì)時(shí),充分結(jié)合FPGA器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),利用一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制振蕩器(NCO)來產(chǎn)生正弦波樣本,在一定程度上解決了傳統(tǒng)NCO產(chǎn)生正弦波的精度和頻率相互制約的問題;把分時(shí)復(fù)用數(shù)字通信原理結(jié)合到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)出分時(shí)運(yùn)算電路,使得系統(tǒng)在同步時(shí)鐘下,生成三相正弦調(diào)制波而不影響系統(tǒng)的速度,同三角載波邏輯比較后,最終得到三相SPWM脈沖序列。
標(biāo)簽: FPGA 變頻調(diào)速控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-07-05
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高速公路隧道屬于特殊路段,隧道洞內(nèi)外環(huán)境差別非常大,需要在隧道內(nèi)設(shè)置電光照明,以消除司機(jī)的“暗適應(yīng)"與“明適應(yīng)’’視覺問題,保證隧道行車安全。而當(dāng)前的大部分高速公路隧道照明控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單,照明光源舒適度不高,未根據(jù)洞外環(huán)境亮度,綜合車速車流量及洞內(nèi)煙霧濃度等因素,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)隧道洞內(nèi)照明亮度,存在盲目加大隧道照明的亮度的問題,給行車安全帶來隱患,造成能源浪費(fèi),不符合設(shè)計(jì)規(guī)范和國(guó)家節(jié)能的政策要求。 本文介紹了當(dāng)前隧道照明的發(fā)展及照明燈具智能控制的研究狀況,針對(duì)當(dāng)前隧道照明的控制系統(tǒng)存在的問題,給出了基于ZigBee的隧道照明無線控制系統(tǒng)的 架構(gòu);分析比較了當(dāng)前各種隧道照明光源的特點(diǎn),針對(duì)當(dāng)前普遍采用的高壓鈉燈照明和新興的LED燈照明做了詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比,根據(jù)系統(tǒng)使用壽命周期內(nèi)的性價(jià)比,選擇大功率LED作為隧道照明燈具;在分析ZigBee協(xié)議及組網(wǎng)流程的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了基于ZigBee技術(shù)的簇樹型隧道照明無線測(cè)控網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)采用CC2430無線模塊作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件解決方案,對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器、路由器及終端節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)及其數(shù)據(jù)處理流程進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)了利用ZigBee技術(shù)作為控制命令和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目烧{(diào)光LED燈具,滿足所提出的控制系統(tǒng)對(duì)燈具的要求:針對(duì)隧道照明控制參數(shù)及燈具光效難以建立精確數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn),系統(tǒng)采用基于專家經(jīng)驗(yàn)的隧道照明的模糊控制算法,設(shè)計(jì)了隧道照明控制程序,并嵌入到利用WinCC設(shè)計(jì)的隧道照明的控制系統(tǒng)中。論文最后對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試,驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。
標(biāo)簽: ZigBee 隧道照明 無線控制
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論文以反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為研究對(duì)象,應(yīng)用了先進(jìn)的FPGA/CPLD技術(shù),設(shè)計(jì)了一種全數(shù)字的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng),通過了仿真、綜合和下載的各個(gè)程序測(cè)試環(huán)節(jié),并在實(shí)驗(yàn)中得到了良好的應(yīng)用。 本論文分析了反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理以及其具體的控制過程,然后闡述了FPGA的設(shè)計(jì)原理以及所涉及到的相關(guān)芯片,接著對(duì)所要應(yīng)用的硬件語言VerilogHDL方面的知識(shí)進(jìn)行了簡(jiǎn)要地介紹,這些為論文的具體設(shè)計(jì)部分提供了理論基礎(chǔ)。 本系統(tǒng)針對(duì)需要實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速,設(shè)計(jì)出了一種符合要求的連續(xù)可調(diào)的脈沖信號(hào)發(fā)生器,整個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生器有兩個(gè)大的模塊組成,最后用一個(gè)頂層的模塊將二者連接起來,并且每個(gè)子模塊以及頂層的模塊都通過了仿真測(cè)試。系統(tǒng)采用了模塊化的設(shè)計(jì)思路,為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和維護(hù)提供了方便,同時(shí)也提高了系統(tǒng)性能的可擴(kuò)展性。系統(tǒng)采用一種軟件硬化的設(shè)計(jì)思路,應(yīng)用了VerilogHDL硬件語言,該語言較容易理解。軟件也是采用了目前應(yīng)用比較廣泛的幾種。在最后的實(shí)物實(shí)驗(yàn)中也取得了良好的效果,從而證明了設(shè)計(jì)的正確性。論文針對(duì)VerilogHDL硬件語言的應(yīng)用技巧以及實(shí)際編寫程序中經(jīng)常遇到的問題都做了詳細(xì)的解釋,并提出了幾個(gè)解決問題的方法;對(duì)于如何合理的選擇芯片,文章也做了仔細(xì)說明。 FPGA+VerilogHDL+EDA工具構(gòu)成的數(shù)字系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)集成技術(shù),是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心部分,該門技術(shù)具有操作靈活、利用廣泛以及價(jià)廉等特點(diǎn)。該門技術(shù)具有旺盛的生命力和廣闊的前景,必然推動(dòng)著整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)集成的進(jìn)一步發(fā)展。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了全數(shù)字化的控制方案,使系統(tǒng)更加緊湊、更加合理以及經(jīng)濟(jì)節(jié)約。由于系統(tǒng)的全數(shù)字化,使得整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行變得十分可靠,調(diào)試也極為方便。作為一種先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用,論文在很多方面做了新的嘗試。
標(biāo)簽: FPGA 步進(jìn)電機(jī)控制 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間: 2013-05-20
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