在現(xiàn)代工業(yè)測控領(lǐng)域，人們對數(shù)據(jù)采集的要求越來越高；不僅要求高速、高精度還要求采集設備便攜化、網(wǎng)絡化和智能化，此外還需要友好的人機界面。傳統(tǒng)的8/16位單片機因資源極度受限，難以滿足上述要求；而PCI或ISA數(shù)據(jù)采集卡，則存在著安裝麻煩、價格昂貴且電磁兼容性差等缺點。32位嵌入式微處理器的出現(xiàn)很好地解決了上述矛盾，本文的研究正是基于ARM的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計。 本文以齒輪箱或機械轉(zhuǎn)軸的振動信號為采集對象設計了基于ARM處理器和嵌入式Linux的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)硬件平臺以S3C2410主控板和自行研制的振動信號調(diào)理板為核心，在此基礎上擴展了UART、RS485、USB、TCP/IP以及單總線通信接口，適應多種條件下的數(shù)據(jù)傳輸。同時系統(tǒng)提供了LCD顯示和觸摸屏輸入模塊，具備良好的人機交互功能。軟件方面，搭建Linux交叉開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)了基于Linux操作系統(tǒng)的Bootloader的移植。最后，根據(jù)課題需要，完成了A/D采樣和單總線驅(qū)動程序的設計。 本嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存儲容量大，硬件接口豐富，軟件資源配置靈活，設計方案具有很好的通用性和可擴展性。
標簽： ARM 處理器 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-05-28
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永磁無刷直流電動機是一種性能優(yōu)越、應用前景廣闊的電動機,傳統(tǒng)的理論分析及設計方法已比較成熟,它的進一步推廣應用,在很大程度上有賴于對控制策略的研究.該文提出了一套基于DSP的全數(shù)字無刷直流電動機模糊神經(jīng)網(wǎng)絡雙?？刂葡到y(tǒng),將模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡分別引入到無刷直流電動機的控制中來.充分利用模糊控制對參數(shù)變化不敏感,能夠提高系統(tǒng)的快速性的特點,構(gòu)造適用于調(diào)節(jié)較大速度偏差的模糊調(diào)節(jié)器,加快系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度;由于神經(jīng)網(wǎng)絡既具有非線性映射的能力,可逼近任何線性和非線性模型,又具有自學習、自收斂性,對被控對象無須精確建模,對參數(shù)變化有較強的魯棒性的特點,構(gòu)造三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡調(diào)節(jié)器,來實現(xiàn)消除穩(wěn)態(tài)偏差的精確控制.以速度偏差率為判斷依據(jù),實現(xiàn)模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡兩種控制模式的切換,使系統(tǒng)在不同速度偏差段快速調(diào)整、平滑運行.此外充分利用系統(tǒng)硬件構(gòu)成的特點,采用適當?shù)腜WM輸出切換策略,最大限度的抑制逆變橋換相死區(qū);通過換相瞬時轉(zhuǎn)矩公式推導和分析,得出在換相過程中保持導通相功率器件為恒通,即令PWM輸出占空比D=1,來抑制定子電感對換相電流影響的控制策略.上述抑制換相死區(qū)和采用恒通電壓的控制方法,減小了換相引起的轉(zhuǎn)矩波動,使系統(tǒng)電流保持平滑、轉(zhuǎn)矩脈動大幅度減小、系統(tǒng)響應更快、并具有較強的魯棒性和實時性.在這種設計下,系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)更精確的定位和更準確的速度調(diào)節(jié),而且可以使無刷直流電動機長期工作在低速、大轉(zhuǎn)矩、頻繁起動的狀態(tài)下.該文選用TMS320LF2407作為微控制器,將系統(tǒng)的參數(shù)自調(diào)整模糊控制算法,BP神經(jīng)網(wǎng)絡控制算法以及PWM輸出,轉(zhuǎn)子位置、速度、相電流檢測計算等功能模塊編程存儲于DSP的E2PROM,實現(xiàn)了對無刷直流電動機的全數(shù)字實時控制,并得到了良好的實驗結(jié)果的結(jié)果.
上傳時間： 2013-06-01
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開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)(SRD)是一種新型交流驅(qū)動系統(tǒng),以結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、成本低廉、控制參數(shù)多、控制方法靈活、可得到各種所需的機械特性,而備受矚目,應用日益廣泛.并且SRD在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)均具有較高的效率,這一點是其它調(diào)速系統(tǒng)所不可比擬的.但開關(guān)磁阻電機(SRM)的振動與噪聲比較大,這影響了SRD在許多領(lǐng)域的應用.本文針對上述問題進行了研究,提出了一種新型齒極結(jié)構(gòu),可有效降低開關(guān)磁阻電機的振動與噪聲.通過電磁場有限元計算可看出,在新型齒極結(jié)構(gòu)下,導致開關(guān)磁阻電機振動與噪聲的徑向力大為減小,尤其是當轉(zhuǎn)子極相對定子極位于關(guān)斷位置時,徑向力大幅度地減小,并改善了徑向力沿定子圓周的分布,使其波動減小,從而減小了定子鐵心的變形與振動,進而降低了開關(guān)磁阻電機的噪聲.靜態(tài)轉(zhuǎn)矩因轉(zhuǎn)子極開槽也略微減小,但對電機的效率影響不大.開關(guān)磁阻電機因磁路的飽和導致參數(shù)的非線性,又因在不同控制方式下是變結(jié)構(gòu)的.這使得開關(guān)磁阻電機的控制非常困難.經(jīng)典的線性控制方法如PI、PID等方法用于開關(guān)磁阻電機的控制,效果不好.其它的控制方法如滑模變結(jié)構(gòu)控制、狀態(tài)空間控制方法等可取得較好的控制效果但大都比較復雜,實現(xiàn)起來比較困難.而智能控制方法如模糊控制本身為一種非線性控制方法,對于非線性、變結(jié)構(gòu)、時變的被控對象均可取得較好的控制效果且不需知道被控對象的數(shù)學模型,這對于很難精確建模的開關(guān)磁阻電機來說尤其適用.同時,模糊控制實現(xiàn)比較容易.但對于變參數(shù)、變結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機來說固定參數(shù)的模糊控制在不同條件下其控制效果難以達到最優(yōu).為取得最優(yōu)的控制效果,該文采用帶修正因子的自組織模糊控制器,采用單純形加速優(yōu)化算法通過在線調(diào)整參數(shù),達到了較好的控制效果.仿真結(jié)果證明了這一點.
標簽： 開關(guān)磁阻電機 自組織 模糊控制
上傳時間： 2013-05-16
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近年來，嵌入式Internet遠程測控系統(tǒng)已成為計算機控制領(lǐng)域一個重要組成部分，它將計算機網(wǎng)絡、通信與自動控制技術(shù)相結(jié)合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統(tǒng)，用戶只要在有網(wǎng)絡接入的地方，就可以對與網(wǎng)絡連接的任何現(xiàn)場設備進行遠程測控。嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)應用進行軟硬件的定制，特別適用于對成本、體積、功耗有嚴格要求的各種遠程測控設備。該項技術(shù)的研究具有廣闊的應用前景。 嵌入式Web遠程監(jiān)控不同于以往的C/S和B/S網(wǎng)絡監(jiān)控技術(shù)，它通常采用嵌入式系統(tǒng)作為Web服務器，使得系統(tǒng)的成本大大降低，且設備體積小巧，便于安裝、易于維護，安全可靠，此技術(shù)自問世以來得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注，各式各樣的解決方案和實現(xiàn)方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以嵌入式Boa服務器作為遠程信號的傳輸平臺。首先對網(wǎng)絡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理作了詳細介紹，然后對嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的實現(xiàn)作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)主要劃分為三個部分：嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)硬件設計；嵌入式網(wǎng)絡控制器的軟件設計；嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)Web服務器實現(xiàn)。系統(tǒng)選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統(tǒng)主控制器，并根據(jù)需要給出了具體的硬件電路設計，包括：存儲器接口電路、網(wǎng)絡接口電路、串行通信接口電路以及信號調(diào)理電路設計。鑒于μ Clinux對ARM技術(shù)的有力支持，且μ Clinux具有內(nèi)核可裁減、網(wǎng)絡功能強大、低成本、代碼開放等特點，通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯，成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設備驅(qū)動開發(fā)、嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)Boa服務器的構(gòu)建及系統(tǒng)應用開發(fā)。 該嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)融合監(jiān)控網(wǎng)與信息網(wǎng)，實現(xiàn)了遠程分布式測控和通訊。系統(tǒng)穩(wěn)定性高、實時性好、性價比高，具有廣泛的應用價值，適用于工業(yè)、交通、電力、能源等眾多控制領(lǐng)域。
標簽： ARM USB 嵌入式 主機系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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近年來，嵌入式Internet遠程測控系統(tǒng)已成為計算機控制領(lǐng)域一個重要組成部分，它將計算機網(wǎng)絡、通信與自動控制技術(shù)相結(jié)合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統(tǒng)，用戶只要在有網(wǎng)絡接入的地方，就可以對與網(wǎng)絡連接的任何現(xiàn)場設備進行遠程測控。嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)應用進行軟硬件的定制，特別適用于對成本、體積、功耗有嚴格要求的各種遠程測控設備。該項技術(shù)的研究具有廣闊的應用前景。 嵌入式Web遠程監(jiān)控不同于以往的C/S和B/S網(wǎng)絡監(jiān)控技術(shù)，它通常采用嵌入式系統(tǒng)作為Web服務器，使得系統(tǒng)的成本大大降低，且設備體積小巧，便于安裝、易于維護，安全可靠，此技術(shù)自問世以來得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注，各式各樣的解決方案和實現(xiàn)方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以嵌入式Boa服務器作為遠程信號的傳輸平臺。首先對網(wǎng)絡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理作了詳細介紹，然后對嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的實現(xiàn)作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)主要劃分為三個部分：嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)硬件設計；嵌入式網(wǎng)絡控制器的軟件設計；嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)Web服務器實現(xiàn)。系統(tǒng)選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統(tǒng)主控制器，并根據(jù)需要給出了具體的硬件電路設計，包括：存儲器接口電路、網(wǎng)絡接口電路、串行通信接口電路以及信號調(diào)理電路設計。鑒于μ Clinux對ARM技術(shù)的有力支持，且μ Clinux具有內(nèi)核可裁減、網(wǎng)絡功能強大、低成本、代碼開放等特點，通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯，成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設備驅(qū)動開發(fā)、嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)Boa服務器的構(gòu)建及系統(tǒng)應用開發(fā)。 該嵌入式網(wǎng)絡控制系統(tǒng)融合監(jiān)控網(wǎng)與信息網(wǎng)，實現(xiàn)了遠程分布式測控和通訊。系統(tǒng)穩(wěn)定性高、實時性好、性價比高，具有廣泛的應用價值，適用于工業(yè)、交通、電力、能源等眾多控制領(lǐng)域。
標簽： ARM 嵌入式網(wǎng)絡 控制 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-06-13
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儀器儀表產(chǎn)品的總體發(fā)展趨勢是傳統(tǒng)的儀器儀表將仍然朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩(wěn)定、高可靠、高環(huán)保和長壽命的“六高一長”的方向發(fā)展；新型的儀器儀表與元器件將朝著微型化、集成化、電子化、數(shù)字化、多功能化、智能化、網(wǎng)絡化、計算機化的方向發(fā)展；其中占主導地位、起核心或關(guān)鍵的作用是微型化、智能化和網(wǎng)絡化。而我國儀器儀表在工業(yè)自動化儀表方面重點發(fā)展基本上是基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表和專用自動化儀表；閘門測控儀表一般的功能都是控制閘門開度、荷重，以及超限報警等基本功能。處理器核心也一般都是8/16位的單片機，8/16位單片機功能簡單難以滿足嵌入式設備的網(wǎng)絡、圖像傳輸?shù)纫?，而且對人際交互功能的支持也相對較弱。 本文正是針對現(xiàn)有閘門測控儀存在的功能單一、網(wǎng)絡功能差、接口標準不統(tǒng)一、不具備監(jiān)控功能等問題，開發(fā)設計高性能新型智能儀表。以設計出一種智能型閘門測控儀表為研究出發(fā)點，在分析國內(nèi)主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎上，合理地進行軟硬件設計，為在同一硬件平臺下實現(xiàn)多種儀表的功能進行創(chuàng)新性和探索性研究。提出基于ARM的嵌入式閘門智能測控儀表的設計，構(gòu)建基于ARM系統(tǒng)的硬件平臺和基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的軟件平臺。應用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)設計開發(fā)全新的智能閘門測控儀主要功能包括：閘門開度和荷重自動檢測、實時性控制；過閘流量實時自動監(jiān)測；閘門運行狀態(tài)診斷與故障報警；實時工況圖像處理；工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場總線接口與網(wǎng)絡傳輸?shù)取?/p>
上傳時間： 2013-04-24
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現(xiàn)場總線技術(shù)以其先進性、實用性、可靠性、開放性等優(yōu)點，已經(jīng)成為自動化技術(shù)發(fā)展的熱點?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)作為一種開放的、具可互操作性的、徹底分散的分布式控制系統(tǒng)，已經(jīng)對傳統(tǒng)的PLC、集散控制系統(tǒng)形成了巨大的沖擊，具有廣闊的發(fā)展前景。 作為現(xiàn)場總線之一的CAN總線以其可靠性高、實時性好、價格低廉、容易實現(xiàn)等優(yōu)點，被廣泛應用于工業(yè)控制領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，基于CAN總線設計的工業(yè)控制系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)控制的復雜性，降低成本，并能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和擴展性。 本論文針對某石材加工廠的具體應用需求，在分析了CAN總線協(xié)議的基礎上，給出了工業(yè)控制網(wǎng)絡的總體解決方案，主控節(jié)點硬件設計、軟件設計，人機界面設計，以及網(wǎng)絡通訊結(jié)構(gòu)模型及具體實現(xiàn)流程，完成的主要工作如下： 軟硬件平臺設計，基于ARM處理器LPC2378開發(fā)了工控網(wǎng)絡主控節(jié)點。設計了該節(jié)點的硬件電路，包括CAN總線接口電路、串行接口電路、AD、DA轉(zhuǎn)換隔離電路等。在硬件平臺上進行μC/OS-II操作系統(tǒng)移植，基于該操作系統(tǒng)編寫了各硬件模塊驅(qū)動程序，主要包括串行接口和CAN模塊的初始化、數(shù)據(jù)接收以及發(fā)送。 通訊設計，根據(jù)工業(yè)控制應用的具體需求，設計了網(wǎng)絡整體解決方案，包括網(wǎng)絡拓撲方案，通訊結(jié)構(gòu)等，基于CAN總線技術(shù)規(guī)范CAN2.0B自定義了CAN總線網(wǎng)絡應用層通信協(xié)議CAN08。 人機界面設計，基于威綸MT505設計了工控網(wǎng)絡的人機界面，編程實現(xiàn)人機界面與主控節(jié)點的Modbus通訊。
標簽： ARM 現(xiàn)場總線 控制系統(tǒng) 主控
上傳時間： 2013-07-09
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旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機是測定材料機械性能的基本設備之一，應用范圍廣泛。隨著試驗機技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展，舊有的試驗機測控系統(tǒng)已逐漸不能適應廣大用戶的測試需求，迫切要求新一代試驗機測控系統(tǒng)向數(shù)字化、智能化、集成化方面邁進。 本課題研究的主要任務是在分析和總結(jié)國內(nèi)外同類試驗機測控系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀的基礎上，吸收先進的微電子技術(shù)和試驗機控制技術(shù)，開發(fā)一套新型的基于ARM微處理器的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機測控系統(tǒng)。論文圍繞這個任務，主要進行了如下幾個方面的研究工作： 1.分析旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機的系統(tǒng)工作原理與測量參數(shù)，制定試驗機測控系統(tǒng)的總體設計方案，并對測控系統(tǒng)中ARM主控制器要實現(xiàn)的功能進行具體分析。 2.依照總體方案，設計出以32位ARM微處理器LPC2210為核心的主控制器，對系統(tǒng)測量模塊、驅(qū)動模塊及外圍電路進行了電路設計；分析系統(tǒng)交流驅(qū)動單元的工作原理，并對ARM實現(xiàn)系統(tǒng)交流電機的調(diào)速控制作出具體闡述。 3.針對系統(tǒng)交流電機的調(diào)速控制，在建立交流系統(tǒng)數(shù)學模型的基礎上，采用一種基于現(xiàn)代控制理論的矢量控制算法并附以PID控制策略來實現(xiàn)無級精度調(diào)速。 4.移植實時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ至LPC2210，編寫啟動代碼和主任務程序，對各任務模塊設計用戶應用程序，并對上位機的軟件系統(tǒng)設計進行結(jié)構(gòu)規(guī)劃。 5.對基于ARM的旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機測控系統(tǒng)進行軟硬件調(diào)試，并完成部分試驗。
標簽： ARM 旋轉(zhuǎn) 試驗機 測控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-06
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在基于工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術(shù)的集散控制系統(tǒng)中，對智能測控模板— 熱電偶(TC)信號輸人模板進行了設計與研究。首先對該現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能進行介紹和分析，然后給出了熱電偶信號輸人模板的設計與具
標簽： 現(xiàn)場總線 控制系統(tǒng) 智能測控 模板
上傳時間： 2013-04-24
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本文以正在研制的某新型電臺為應用背景，研究在電臺上使用觸摸屏的硬件設計方法和軟件實現(xiàn)途徑。 觸摸屏是人機交互發(fā)展的方向。目前已在多種領(lǐng)域得到了廣泛地應用，而使用觸摸屏代替按鍵在無線電臺上實現(xiàn)人機交互功能目前尚不多見。在無線電臺上使用觸摸屏可以盡可能地減少電臺的體積，同時采用常見的Windows風格的操作系統(tǒng)，可以使電臺不僅易于攜帶，也更便于操作。 本文的研究是基于ARM的硬件平臺和Windows CE的軟件平臺。硬件平臺的內(nèi)核模塊采用ARM920T核的S3C2410嵌入式處理器，外部包含64M的SDRAM和64M的NAND Flash；硬件平臺還集成了LCD，觸摸屏等人機接口，同時提供了USB主控制器接口、SD卡擴展接口和RS232接口。平臺技術(shù)先進，結(jié)構(gòu)合理，功能較完備，整體性、可擴充性強。 在此硬件平臺的基礎上，本文深入分析了基于Windows CE軟件平臺的構(gòu)建，對應用開發(fā)所涉及工具軟件作了介紹，并依據(jù)應用開發(fā)的需要定制了Windows CE內(nèi)核。本文對LCD、觸摸屏和USB的驅(qū)動程序作了深入研究，并在此基礎上初步涉及了Windows CE應用程序開發(fā)，實現(xiàn)了電臺操作界面，實現(xiàn)了基本的數(shù)據(jù)錄入與輸出功能。
上傳時間： 2013-07-26
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