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是打發斯蒂芬

  • 繞組勵磁同步電機無傳感器矢量控制的研究.rar

    繞組勵磁同步電機具有功率因數可調、效率高等優點,在工業大功率場合獲得了廣泛應用,因此研究和開發高性能的繞組勵磁同步電機驅動系統具有重大的經濟價值和社會效益。目前開發高性能繞組勵磁同步電機驅動系統所采用的控制方案主要有兩種:一種是直接轉矩控制(DTFC);另一種是磁場定向矢量控制(FOC)。繞組勵磁同步電機的矢量控制策略具有控制結構簡單,物理概念清晰,電流、轉矩波動小,轉速響應迅速,易實現數字控制等優點。因此,在交流傳動領域中,越來越受到學者的關注。但是,無論在國內還是國外,交直交型繞組勵磁同步電機矢量控制系統的研究還缺乏全面深入的理論研究,還沒有建造起矢量控制系統的理論體系構架。本文對繞組勵磁同步電機矢量控制系統進行了初步的理論探討,并進行了詳細的實踐研究,為以后更深入、廣泛地研究此系統,打好堅實的基礎。本論文主要研究內容如下: @@ 通過廣泛的查找文獻,對幾種常見的同步電機傳動系統進行了綜述,分析了同步電機變頻調速原理,在此基礎上,講述了無傳感器技術在同步電機中的應用現狀。無傳感器技術主要有兩大類:基于基波量的檢測方法和基于外加信號的激勵法。隨后,對轉子初始位置的估計進行了綜述,其方法有:基于電機定子鐵芯飽和效應的轉子位置估計,高頻信號注入法,基于定子繞組感應電壓的估計法和基于相電感計算法等。繞組勵磁同步電機轉子初始位置估計的研究還很少。 @@ 對繞組勵磁同步電機矢量控制的理論進行了全面深入地研究,建立起矢量控制的理論體系構架。 @@ 首先,基于磁勢等效原理,將三相靜止交流信號等效變換為兩相旋轉直流信號,將交流電機等效為直流電機進行控制。在Clarke變換和Park變換的基礎上,得到凸極同步電機轉子磁場定向的電壓矩陣方程、功率方程和運動方程。根據上述方程,繪出dq軸的等值電路及矢量圖,得到狀態空間描述的dq軸數學模型。 @@ 其次,根據模型參考自適應原理,對同步電機轉速進行估計。忽略同步電機d軸阻尼繞組的作用,取同步轉速為零,得到同步電機αβ靜止坐標系下 的數學模型。將不含有轉子轉速信息的方程作為參考模型,將含有轉速參數的方程作為可調模型,根據波波夫超穩定性和正性原理,對轉子轉速進行估計。@@ 最后,根據模型參考自適應估計的轉子轉速,設計磁通觀測器來估計轉子磁通,實現磁通反饋閉環控制。磁通觀測器采用降維觀測器,僅對轉子磁通分量進行重構,并通過極點配置算法,合理配置觀測器的極點,使觀測器滿足系統的性能指標,達到磁通觀測的目的。 @@ 新穎的空間矢量脈寬調制算法。從空間矢量的基本概念入手,深入分析了定子三相對稱電壓與空間電壓矢量之間的關系。由三相電壓源型逆變器輸出電壓波形得到六個有效開關狀態矢量,這六個開關矢量和兩個零矢量合成一組等幅不同相的電壓空間矢量,去逼近圓形旋轉磁場。其次,根據空間電壓矢量所在的扇區,選擇相鄰有效開關矢量,在伏秒平衡的法則下,計算各有效開關矢量的作用時間。并且,探討了扇區判斷和扇區過渡問題,定性分析了空間矢量脈寬調制(SVPWM)的性能。最后,根據每個扇區中開關矢量作用時間,采用軟件構造法,在TMS320LF2407A硬件上實現了SVPWM。實驗結果表明,該算法簡單易實現,能夠有效的提高直流母線的電壓利用率,具有在低頻運行穩定,逆變器輸出電流正弦度好等優點。 @@ 空間矢量過調制算法的研究。在上述線性調制的基礎上,提出一種基于電壓空間矢量的過調制方法。過調制區域根據調制度分成兩種不同的模式,分別為模式Ⅰ(0.907

    標簽: 繞組 勵磁 同步電機

    上傳時間: 2013-07-25

    上傳用戶:gaorxchina

  • 高壓變頻器前側逆變晶閘管自供電驅動系統研究與設計.rar

    隨著電力電子技術的發展,高壓換流設備在工業應用中日益廣泛。其核心元件晶閘管(SCR)的電壓與電流越來越高(已達到10KV/10KA以上),應用場合要求也越來越高。在國際上,晶閘管的光控技術發展日益成熟。根據對國內晶閘管技術發展前景和需求的展望,本文采用自供電驅動技術與光控技術相結合,研發光控自供電晶閘管驅動控制板,然后與晶閘管本體相結合即形成光控晶閘管工程化實現模型,其可作為光控晶閘管的替代技術。 在工程應用中,光控晶閘管的典型應用場合為四象限高壓變頻器和國家大型直流輸變電系統等。隨著國家節能工程的實施,高壓變頻器的應用范圍越來越廣泛,已成為工業節能中的重要環節。高壓直流換流系統難度大,技術復雜,要求高,本論文研究的光控晶閘管替代技術只作為其儲備技術之一。本論文以電流源型高壓變頻器作為該光控晶閘管替代技術的應用背景重點闡述。 電流源型高壓變頻器為了提高單機容量,通常是數個SCR串聯使用。隨著系統容量越來越大,裝置對高壓開關器件的要求也越來越高。如果一組串聯SCR中某一個SCR該導通時沒有導通,那么加在該組SCR上的電壓都將加到該SCR上形成過電壓,造成該器件的擊穿損壞,甚至于一組串聯SCR都被燒壞。為了克服上述問題,保證高壓變頻器中串聯晶閘管能夠安全可靠的工作,提高系統可靠性,有必要為晶閘管配備后備驅動系統。本文提出了給SCR驅動電路增設自供電驅動系統——SPDS (Self—Powered Drive System)的解決辦法。SPDS基本功能是通過高位取能電路利用RC緩沖電路中的能量為監測電路和后備觸發電路提供正常工作所需要的能量。它的優點是由于緩沖電路與晶閘管同電位,自供電驅動系統要求的電壓隔離水平可以從幾千伏降低到幾百伏,節省了高壓隔離變壓器,節省了成本和體積,提高了系統可靠性。國外對相關內容已經有了深入研究,并將其應用在高壓變頻器產品中。在國內,目前還沒有查到相關文獻。本文為基于晶閘管的電流源型高壓變頻器設計了一種高壓晶閘管自供電驅動系統,填補了國內空白,為自供電驅動系統的推廣應用和其他高壓開關器件自供電驅動系統的研制提供了參考。 本文詳細介紹了串聯高壓晶閘管驅動系統的要求和RC緩沖電路的工作特 點,進而提出了SPDS的工作原理和具體實現方式,闡述了SPDS各部分組成及其功能。SPDS的核心技術是取能回路和觸發方式的設計。本文在比較各種高壓取能方式和觸發方式優缺點的基礎上,選擇采用RC緩沖取能方式和光纖觸發方式。 論文基于Multisim10仿真軟件,結合高壓晶閘管自供電驅動系統取能電路的原理,對高壓晶閘管自供電驅動系統的核心部分——SPDS取能電路進行了仿真。通過搭建帶SPDS取能電路的單相晶閘管仿真電路和電流源型高壓變頻器前側變流電路的仿真模型,詳細討論了影響RC取能回路正常工作的各種因素。同時,通過設定仿真電路的參數,分析了其工作狀況。根據得到的仿真波形圖,證明了高壓晶閘管自供電驅動系統可以達到有效觸發晶閘管導通的設計目標,具有可行性。 為考察SPDS的實際工作性能,本文搭建了簡易的SPDS低壓硬件實驗平臺,為其高壓條件下的工程化應用打好了基礎。 在論文的最后,對高壓晶閘管自供電驅動系統的發展方向進行了展望。 關鍵詞:高壓變頻器;晶閘管驅動;自供電系統;高壓換流;光控晶閘管

    標簽: 高壓變頻器 逆變 晶閘管

    上傳時間: 2013-05-26

    上傳用戶:riiqg1989

  • 大時滯系統參數自整定控制的研究.rar

    工業生產過程中,時滯對象普遍存在,同時也是較難控制的,尤其是大時滯對象的控制一直都是一個難題。而很多溫度控制系統都是屬于大時滯系統,常見的智能溫度控制器雖然在溫度控制的實際應用中表現了比較理想的控制效果,但它仍然屬于將參數整定與系統控制分開處理的離線整定方法,如果工況發生變化就必須重新調整參數。針對這一問題,為了實現時滯系統參數自整定的控制,本文將神經網路控制、模糊控制和PID控制結合起來,設計了基于神經網路的模糊自適應PID控制器。 首先,本論文分析了時滯系統的特點,討論了幾種時滯系統較為成熟的常規控制算法:微分先行控制算法、史密斯預估控制算法、大林控制算法,并深入研究了它們的控制性能;并且通過仿真對這三種控制方法在溫控系統中的控制性能進行了比較。 其次,在分析PID參數自整定傳統方法的基礎上,設計了一種改進方法,并設計了相應的控制器。該控制器綜合了模糊控制、神經網絡控制和PID控制各自的長處,既具備了模糊控制簡單有效的控制作用以及較強的邏輯推理功能,也具備了神經網絡的自適應、自學習的能力,同時也具備了傳統PID控制的廣泛適應性。該方法不需要離線整定參數,實現了在線自整定參數。仿真實驗表明了該控制器對模型和環境都具有較好的適應能力和較強的魯棒性。 最后將基于神經網路的模糊自適應PID控制器應用于貝加萊PID溫控裝置,能夠出色地實現參數的在線自整定。理論分析、系統仿真、實驗結果都證實了這種控制策略能有效地減少系統超調量,并減少了調節時間,提高了系統的實時性和控制精度。

    標簽: 時滯系統 參數 自整定控制

    上傳時間: 2013-07-05

    上傳用戶:xinyuzhiqiwuwu

  • 新型數字射頻功放系統的研究.rar

    本課題是應北京奔馳--戴姆勒克萊斯勒汽車制造有限公司的要求而研究的一種射頻信號源。要求能產生并發射音樂調制的射頻信號,用于其車載收音機的性能和接收效果的測試,能使收音機連續搜臺,并且要分多個頻段對其收音機的中波段進行逐臺測試。因為以前的車載收音機都是通過電纜有線連接到其收音機上,但這樣往往得不到實際效果,而且使用麻煩,所以在設計系統時選擇使用無線射頻(調幅)信號源,這樣更容易讓該公司方便使用,系統中還設計了很簡潔的鍵盤和LCD交互界面,使工人操作時很容易上手。 在考慮系統方案的過程中,我們選擇了少有人涉及的丁類放大器作為首選的放大電路,并使用單片機作為控制器。單片機已經是一種很成熟的微處理器,能很方便的產生數字音樂信號。 本論文的安排如下: 首先概述數字功率放大器和射頻的發展及國內外發展情況。 第2章對論文的來源及整體方案做了簡要的介紹。 第3章對單片機數字部分做了詳細的論述,講述了數字信號的產生原理,分頻系數的確定,以及各個硬件的具體功能。 第4章將是本文的重點,論述了數字功率放大部分的數學原理,并詳細介紹了數字功放的原理。現在,數字功率放大器雖然在射頻領域少有具體應用,但數字世界的發展步伐將無法停止,這就要求對原有的傳統意義上的放大電路進行改進,具有一定的創新意義。 第5章對濾波網絡和輸出匹配網絡進行了深入的理論分析和研究,并將研究應用于實際,最終得到了比較滿意的現場效果。 最后一章總結了在實際研究中遇到的問題和解決方法,并對本課題的發展做了總結。

    標簽: 新型數字 射頻功放

    上傳時間: 2013-06-18

    上傳用戶:moonkoo7

  • 數字邏輯電路的ASIC設計.pdf.rar

    書名:數字邏輯電路的ASIC設計/實用電子電路設計叢書 作者:(日)小林芳直 著,蔣民 譯,趙寶瑛 校 出版社:科學出版社 原價:30.00 出版日期:2004-9-1 ISBN:9787030133960 字數:348000 頁數:293 印次: 版次:1 紙張:膠版紙 開本: 商品標識:8901735 編輯推薦 -------------------------------------------------------------------------------- 內容提要 -------------------------------------------------------------------------------- 本書是“實用電子電路設計叢書”之一。本書以實現高速高可靠性的數字系統設計為目標,以完全同步式電路為基礎,從技術實現的角度介紹ASIC邏輯電路設計技術。內容包括:邏輯門電路、邏輯壓縮、組合電路、Johnson計數器、定序器設計及應用等,并介紹了實現最佳設計的各種工程設計方法。 本書可供信息工程、電子工程、微電子技術、計算技術、控制工程等領域的高等院校師生及工程技術人員、研制開發人員學習參考。 目錄 -------------------------------------------------------------------------------- 第1章 ASIC=同步式設計=更高可靠性設計方法的實現 1.1 面向高性能系統的設計 1.2 同步電路的不足 1.3 同步電路設計 1.4 ASIC機能設計方法有待思考的地方 第2章 邏輯門電路詳解 2.1 邏輯門電路的最基本的知識 2.2 加法電路及其構成方法 2.3 其他輸入信號為3位的邏輯單元 2.4 復合邏輯門電路的調整 第3章 邏輯壓縮與奎恩·麥克拉斯基法 3.1 除去玻色項的方法 3.2 奎恩·麥克拉斯基法 第4章 組合電路設計 4.1 選擇器、解碼器、編碼器 4.2 比較和運算電路的設計 第5章 計數器電路的設計 5.1 計數器設計的基礎 5.2 各種各樣的計數器設計 5.3 LFSR(M系列發生器)的設計 第6章 江遜計數器 6.1 設計高可靠性的江遜計數器 6.2 沖刷順序的組成 第7章 定序器設計 7.1 定序器電路設計的基礎知識 7.2 把江遜計數器制作成狀態機 7.3 一比特熱位狀態機與江遜狀態機 7.4 跳躍動作的設計 第8章 定序器的高可靠化技術 8.1 高可靠性定序器概述 8.2 關注高可靠性江遜狀態機 第9章 定序器的應用設計 9.1 軟件處理與硬件處理 9.2 自動扶梯的設計 9.3 信號機的設計 9.4 數碼存錢箱的設計 9.5 數字鎖相環的設計 第10章 實現最佳設計的方法 10.1 如何杜絕運行錯誤的產生 10.2 16位乘法器的電路整定 10.3 冒泡分類器(bubble sorter)的電路設定 參考文獻

    標簽: ASIC 數字邏輯電路

    上傳時間: 2013-06-15

    上傳用戶:龍飛艇

  • GPS接收機捕獲跟蹤算法研究及FPGA設計.rar

    全球定位系統(Global Positioning System—GPS)是新一代衛星導航定位系統,具有全球、全天候、連續、高精度導航與定位功能,能夠為廣大用戶提供精確的三維坐標、速度和時間信息。因此,GPS系統被廣泛地應用于生活中的各個領域。GPS系統用戶主要是各種型號的接收機,而捕獲跟蹤技術是接收機的關鍵技術,同時也是一個技術難點。在GPS接收機中,導航電文是用戶定位和導航的數據基礎,為了得到導航電文必須要對GPS信號進行捕獲跟蹤。本文詳細研究了GPS信號捕獲跟蹤技術,并進行了FPGA設計。 @@ 本文首先概述了GPS系統信號結構和GPS接收機工作原理,對GPS信號調制機理進行詳細地闡述,重點分析了C/A碼生成原理和特性。 @@ 其次敘述了GPS信號捕獲的基礎理論,重點研究時域滑動相關捕獲方法,深入分析其算法和性能。用MATLAB中Simulink軟件包搭建了可自由修改參數的GPS中頻發生器,并在此平臺上,對GPS信號時域滑動相關捕獲算法進行仿真與分析。 @@ 接著重點研究了GPS信號跟蹤技術,系統分析碼跟蹤環路和載波跟蹤環路結構框圖以及算法。在碼跟蹤環路方面,選用并分析了能分離載波的非相干超前滯后碼鎖定環的工作機理。在載波跟蹤環路中選用對導航電文數據相位翻轉不敏感的科斯塔斯環,并用數學模型分析GPS信號的解調過程。之后對整個跟蹤環路進行MATLAB仿真,結果表明環路參數設計滿足要求,并能成功解調出GPS導航電文。 @@ 最后本文在QuartusII環境下完成對GPS信號捕獲跟蹤系統的FPGA設計。根據對相關器硬件結構框架,對算法中各個模塊的實現進行詳細的說明,包括頂層設計到CA碼、NCO等重要模塊設計,并給出了仿真結果。 @@關鍵詞:GPS接收機;捕獲;跟蹤;MATLAB仿真:FPGA

    標簽: FPGA GPS 接收機

    上傳時間: 2013-06-16

    上傳用戶:jacking

  • 基于FPGA的分布式采集系統時鐘同步控制技術研究與實現.rar

    隨著電子技術的快速發展,各種電子設備對時間精度的要求日益提升。在衛星發射、導航、導彈控制、潛艇定位、各種觀測、通信等方面,時鐘同步技術都發揮著極其重要的作用,得到了廣泛的推廣。對于分布式采集系統來說,中心主站需要對來自于不同采集設備的采集數據進行匯總和分析,得到各個采集點對同一事件的采集時間差異,通過對該時間差異的分析,最終做出對事件的準確判斷。如果分布式采集系統中的各個采集設備不具有統一的時鐘基準,那么得到的各個采集時間差異就不能反映出實際情況,中心主站也無法準確地對事件進行分析和判斷,甚至得出錯誤的結論。因此,時鐘同步是分布式采集系統正常運作的必要前提。 目前國內外時鐘同步領域常用的技術有GPS授時技術,鎖相環技術和IRIG-B 碼等。GPS授時技術雖然精度高,抗干擾性強,但是由于需要專用的GPS接收機,若單純使用GPS 授時技術做時鐘同步,就需要在每個采集點安裝接收機,成本較高。鎖相環是一種讓輸出信號在頻率和相位上與輸入參考信號同步的技術,輸出信號的時鐘準確度和穩定性直接依賴于輸入參考信號。IRIG-B 碼是一種信息量大,適合傳輸的時間碼,但是由于其時間精度低,不適合應用于高精度時鐘同步的系統。基于上述分析,本文結合這三種常用技術,提出了一種基于FPGA的分布式采集系統時鐘同步控制技術。該技術既保留了GPS 授時的高精確度和高穩定性,又具備IRIG-B時間碼易傳輸和低成本的特性,為分布式采集系統中的時鐘同步提供了一種新的解決方案。 本文中的設計采用了Ublox公司的精確授時GPS芯片LEA-5T,通過對GPS芯片串行時間信息解碼,獲得準確的UTC時間,并實現了分布式采集系統中各個采集設備的精確時間打碼。為了能夠使整個分布式采集系統具有統一的高精度數據采集時鐘,本論文采用了數模混合的鎖相環技術,將GPS 接收芯片輸出的高精度秒信號作為參考基準,生成了與秒信號高精度同步的100MHZ 高頻時鐘。本文在FPGA 中完成了IRIG-B 碼的編碼部分,將B 碼的準時標志與GPS 秒信號同步,提高了IRIG-B 碼的時間精度。在分布式采集系統中,IRIG-B時間碼能直接通過串口或光纖將各個采集點時間與UTC時間統一,節約了各點布設GPS 接收機的高昂成本。最后,通過PC104總線對時鐘同步控制卡進行了數據讀取和測試,通過實驗結果的分析,提出了改進方案。實驗表明,改進后的時鐘同步控制方案具有很高的時鐘同步精度,對時鐘同步技術有著重大的推進意義!

    標簽: FPGA 分布式 采集

    上傳時間: 2013-08-05

    上傳用戶:lz4v4

  • LTE系統中基帶DAGC的應用研究及FPGA實現.rar

    當今,移動通信正處于向第四代通信系統發展的階段,OFDM技術作為第四代數字移動通信(4G)系統的關鍵技術之一,被包括LTE在內的眾多準4G協議所采用。IDFT/DFT作為OFDM系統中的關鍵功能模塊,其精度對基帶解調性能產生著重大的影響,尤其對LTE上行所采用的SC_FDMA更是如此。為了使定點化IDFT/DFT達到較好的性能,本文采用數字自動增益控制(DAGC)技術,以解決過大輸入信號動態范圍所造成的IDFT/DFT輸出信噪比(SNR)惡化問題。 首先,本文簡單介紹了較為成熟的AAGC(模擬AGC)技術,并重點關注近年來為了改善其性能而興起的數字化AGC技術,它們主要用于壓縮ADC輸入動態范圍以防止其飽和。針對基帶處理中具有累加特性的定點化IDFT/DFT技術,進一步分析了AAGC技術和基帶DAGC在實施對象,實現方法等上的異同點,指出了基帶DAGC的必要性。 其次,根據LTE協議,搭建了從調制到解調的基帶PUSCH處理鏈路,并針對基于DFT的信道估計方法的缺點,使用簡單的兩點替換實現了優化,通過高斯信道下的MATLAB仿真,證明其可以達到理想效果。仿真結果還表明,在不考慮同步問題的高斯信道下,本文所搭建的基帶處理鏈路,采用64QAM進行調制,也能達到在SNR高于17dB時,硬判譯碼結果為極低誤碼率(BER)的效果。 再次,在所搭建鏈路的基礎上,通過理論分析和MATLAB仿真,證明了包括時域和頻域DAGC在內的基帶DAGC具有穩定接收鏈路解調性能的作用。同時,通過對幾種DAGC算法的比較后,得到的一套適用于實現的基帶DAGC算法,可以使IDFT/DFT的輸出SNR處于最佳范圍,從而滿足LTE系統基帶解調的要求。針對時域和頻域DAGC的差異,分別選定移位和加法,以及查表的方式進行基帶DAGC算法的實現。 最后,本文對選定的基帶DAGC算法進行了FPGA設計,仿真、綜合和上板結果說明,時域和頻域DAGC實現方法占用資源較少,容易進行集成,能夠達到的最高工作頻率較高,完全滿足基帶處理的速率要求,可以流水處理每一個IQ數據,使之滿足基帶解調性能。

    標簽: DAGC FPGA LTE

    上傳時間: 2013-05-17

    上傳用戶:laozhanshi111

  • 基于FPGA的DDS信號源設計.rar

    作為電子類專業學生,實驗是提高學生對所學知識的印象以及發現問題和解決問題的能力,增加學生動手能力的必須環節。本設計的目的就是開發一套滿足學生實驗需求的信號源,基于此目的本信號源并不需要突出的性能,但經濟上要求低成本,同時要求操作簡單,能夠輸出多種波形,并且利于學生在此平臺上認識信號源原理,同時方便在此平臺上進行拓展開發。 設計中運用虛擬儀器技術將計算機屏幕作為儀器面板,采用EPP接口,同時在FPGA上開發控制電路,為后續開發留下了空間,同時節省了成本。本設計采用地址線16位,數據線12位的靜態RAM作為信號源的波形存儲器,后端采用兩種濾波類型對需要濾波的信號進行濾波。啟動信號時軟件需要先將波形數據預存在存儲器中便于調用,最后得到的結果基本滿足教學實驗的需求。 本文結構上首先介紹了直接采用DDS芯片制作信號源的利弊,及作者采用這種設計的初衷,然后介紹了信號源的整體結構,總體模塊。以下章節首先介紹FPGA內部設計,包括總體結構和幾大部分模塊,包括:時鐘產生電路,相位累加器,數據輸入控制電路,濾波器控制電路,信號源啟動控制電路。 然后介紹了其他模塊的設計,包括存儲器選擇,幅度控制電路的設計以及濾波器電路的設計,本設計的幅度控制采用兩級DA級聯,以及后端電阻分壓網絡調節的方式進行設計,提高了幅度調節的范圍。對于濾波器的設計,依據不同的信號頻率,分成了4個部分,對于500K以下的信號采用的是二階巴特沃斯有源低通濾波,對于500K以上至5M以下信號采用的五階RC低通濾波器。 在軟件設計部分,分成兩個部分,對于底層驅動程序采用以Labwindows/CVI為平臺進行開發,利用其編譯和執行速度快,并且和LabVIEW能夠很好連接的特性。對于上層控制軟件,采用以LabVIEW為平臺進行開發,充分利用其圖化設計,易于擴展。 論文最后對所做工作進行了總結,提出了進一步改進的方向。

    標簽: FPGA DDS 信號源

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:afeiafei309

  • 基于FPGA的圖像處理算法研究及硬件設計.rar

    隨著圖像分辨率的越來越高,軟件實現的圖像處理無法滿足實時性的需求;同時FPGA等可編程器件的快速發展使得硬件實現圖像處理變得可行。如今基于FPGA的圖像處理研究成為了國內外的一個熱門領域。 本文在FPGA平臺上,用Verilog HDL實現了一個研究圖像處理算法的可重復配置的硬件模塊架構,架構包括PC機預處理和通信軟件,控制模塊,計算單元,存儲器模塊和通信適配模塊五個部分。其中的計算模塊負責具體算法的實現,根據不同的圖像處理算法可以獨立實現。架構為計算模塊實現了一個可添加、移出接口,不同的算法設計只要符合該接口就可以方便的加入到模塊架構中來進行調試和運行。 在硬件架構的基礎上本文實現了排序濾波,中值濾波,卷積運算及高斯濾波,形態學算子運算等經典的圖像處理算法。討論了FPGA的圖像處理算法的設計方法及優化策略,通過性能分析,FPGA實現圖像處理在時間上比軟件處理有了很大的提高;通過結果的比較,發現FPGA的處理結果達到了軟件處理幾乎同等的效果水平。最后本文在實現較大圖片處理和圖像處理窗口的大小可配置性方面做了一定程度的討論和改進,提高了算法的可用性,同時為進一步的研究提供了更加便利的平臺。 整個設計都是在ISE8.2和ModelSim第三方仿真軟件環境下開發的,在xilinx的Spartan-3E XC3S500E硬件平臺上實現。在軟件仿真過程中利用了ISE8.2自帶仿真工具和ModelSim結合使用。 本課題為制造FPGA的專用圖像處理芯片做了有益的探索性研究,為實現FPGA為核心處理芯片的實時圖像處理系統有著積極的作用。

    標簽: FPGA 圖像處理 算法研究

    上傳時間: 2013-07-29

    上傳用戶:愛順不順

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