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時序時序非平穩(wěn)性ADF檢驗法的理論與應(yīng)用

高速永磁無刷直流電機性能分析與設計的研究.rar

隨著電力電子技術的發展，高速永磁無刷直流電機應用前景越來越廣闊，有較大的研究價值，對其電磁性能進行準確的分析和設計具有重要的經濟價值和理論意義。本文主要是圍繞著永磁無刷直流電機，尤其是高速永磁電機的磁路、電路性能的分析、鐵耗和溫升的計算、優化設計、控制系統和樣機制造和實驗等做了大量的工作：對電機的磁路進行分析設計：從磁路結構入手，分析了定子鐵芯、轉子鐵芯和永磁體的各種結構優劣及其選型、選材的根據；講述了場路結合的分析計算方法；給出了極數、槽數、繞組、轉子參數、定子參數和軸承的參數確定方法。對永磁無刷直流電機的電路進行分析：從電機磁場分析入手，根據齒磁通分析計算了電樞繞組的感應電動勢；根據此電動勢的波形，推導了三相六狀態控制時，電動勢的電路計算模型，重點推導了電動勢平頂寬度小于120度電角度時的電路模型，指出換相前電流波形出現尖峰脈沖的原因，該模型考慮了電感對高速電機性能的影響；給出了基于能量攝動法計算繞組電感的方法。高速永磁無刷直流電機內的損耗尤其是鐵耗較大，根據經驗系數來計算鐵耗的傳統方法已顯得力不從心，如何準確計算高速永磁無刷直流電機內的鐵耗是困擾電機工作者的一個難題，本文根據Bertotti鐵耗分立計算模型，進一步推導了考慮電機內旋轉磁化對鐵耗的影響的鐵耗計算模型，其各項損耗系數是由鐵芯材料在交變磁化條件下的損耗數據通過回歸計算得到。通過實際電機的計算和實驗測試，表明此計算模型有較高的準確度。隨著電機內損耗的增大，溫升也是一個重要問題，為了了解電機內的溫度分部，防止局部過熱，本文建立了基于熱網絡法永磁無刷直流電機的溫升計算模型，并對電機進行了溫升計算，計算結果和實際測量基本一致。本文確立了永磁無刷直流電機的電磁計算方法，建立了優化設計的數學模型，編制了程序，用遺傳算法成功地對高速永磁無刷直流電機的效率進行了優化，給出了優化算例，并做出樣機，通過對優化前后的方案做出樣機并進行比較實驗，優化后測量損耗有了較大的減小。對永磁無刷直流電機控制系統中的幾個關鍵問題進行了研究：位置檢測技術、三相逆變電路中的功率管壓降和控制系統換相角問題，它們都對電機的性能有很大的影響。本文著重分析了霍爾位置傳感器原理、選型及在電機中的安裝應用；功率管壓降對起動電流、功率的影響問題；控制系統提前或滯后換相對電機電流，輸出性能的影響，提出適當提前換相有利于電機出力。做出永磁無刷直流電機樣機并進行實驗研究，主要包括高速永磁無刷直流電機、內置式永磁無刷直流電機、高壓永磁無刷直流電機的設計、性能分析、樣機制作、實驗分析等。建構了對樣機進行發電機測試、電動機測試、損耗測量的實驗平臺，通過在測試時使用假轉子的方法成功分離出了電機鐵耗和機械損耗，實驗測量結果和計算結果基本一致。總之，通過對永磁無刷直流電機的磁路、電路及性能特性的分析研究，建立了一套永磁無刷直流電機的設計理論和分析方法，并通過樣機的制造和實驗，進一步的驗證了這些理論和方法的準確性，這對永磁無刷直流電機的設計和應用有很好的參考價值。

標簽： 無刷直流電機性能分析

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：阿四AIR
新型車載儀表用步進電機驅動控制系統.rar

本文論述了車載儀表系統的發展,對新型的車載儀表用步進電機驅動控制技術和基于現場總線通信協議的車載儀表技術進行了深入的研究,并在此基礎上開發了基于GDIC的車載儀表用步進電機驅動控制平臺,搭建了基于CAN總線的車載儀表通訊系統.在儀表用步進電機控制測試平臺中,系統選用MC33991實現步進電機驅動控制,通過SPI通訊協議完成和主處理器之間的數據傳輸,采用∑-△ ADC方案檢測EMF從而實現電機整步位置的判斷.本文介紹了基于CAN總線的車載儀表通信系統,闡述了構成該系統的硬件設計、軟件設計.

標簽： 車載儀表步進電機驅動

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：是王洪文
無位置傳感器無刷直流電動機運行理論和控制系統研究.rar

v無刷直流電動機具有結構簡單、可靠性高、維護方便、運行效率高和調速性能好等優點，隨著微處理器技術、電力電子技術、控制理論，以及低成本、高磁能積永磁材料的發展，得到越來越廣泛的應用。無刷直流電動機采用無位置傳感器控制，電動機結構更加簡單，應用范圍擴大，相對于有位置傳感器控制優勢明顯。本論文圍繞無刷直流電動機的無位置傳感器控制進行較為系統和深入的研究。首先，論文從基本電磁定律出發，在分析無刷直流電動機結構和工作原理的基礎上，建立了無刷直流電動機的數學模型，為分析無刷直流電動機無位置傳感器控制奠定基礎。其次，根據無刷直流電動機反電勢過零檢測原理，對反電勢過零檢測法的各種實現方法進行研究，比較各種實現方法的優缺點，指出它們的適用范圍。在此基礎上，給出帶通濾波法及其簡化電路形式，提出使用帶通濾波器獲取反電勢三次諧波的方法。論文將直流電源負端電壓作為帶通濾波法和帶通濾波三次諧波法的參考電平。論文對無刷直流電動機無位置傳感器控制中的關鍵問題-起動方法進行研究，在詳細分析“三段式”起動方法的實現過程的基礎上，給出了從外同步到自同步平穩切換的條件。論文在研究無刷直流電動機無位置傳感器控制換相方法的基礎上，提出了一種新的換相方法，提高了電動機運行平穩性和系統穩定性。在帶通濾波三次諧波法中使用該換相方法，無需對三次諧波積分即可得到換相時刻。濾波器是反電勢法中反電勢過零檢測電路的重要組成部分。論文在分析無刷直流電動機端電壓信號特點的基礎上，給出濾波電路的技術要求，根據濾波器基本設計原理，分別對一階RC無源帶通濾波器和二階RC有源低通濾波器進行電路設計和參數計算，并通過實驗驗證理論分析和仿真結果。這些為通過檢測反電勢過零點獲得可靠的換相信號創造了條件。論文還分析了無刷直流電動機無位置傳感器控制中產生轉子位置檢測誤差的原因，提出了相應的校正方法。通過分析無刷直流電動機的換相過程，建立了換相狀態的等效電路和數學模型，研究了轉子位置誤差引起的電動機超前、滯后換相現象，及其由此產生的非導通相環流，在理論分析的基礎上，進行了仿真計算，并與實驗結果對照分析。功率器件的功率損耗分析在逆變器設計和提高控制系統的可靠性方面具有重要作用。論文構建了由IGBT組成的簡化逆變器模型，并進行仿真研究。針對不同的開關頻率和柵極電阻，定量計算了IGBT開關過程中各階段的功率損耗，給出了變化規律，對逆變器的設計具有重要的指導意義。最后，論文研制了基于反電勢過零檢測法的無位置傳感器無刷直流電動機控制系統，控制系統由硬件和控制軟件兩部分組成。硬件部分包括主電源整流濾波電路、控制電源電路、反電勢過零檢測電路、驅動和逆變電路以及保護電路等，控制軟件包括電動機起動模塊(包括定位、加速、切換)、電動機運行控制模塊(包括過零檢測及校正、換相)和各保護功能模塊。對系統進行了調試，并對論文中所分析和提出的各種方法進行了相關的實驗研究，給出了實驗結果。

標簽： 無位置傳感器控制無刷直流電動機

上傳時間： 2013-06-06

上傳用戶：yezhihao
超高頻RFID讀卡器設計及其通信.rar

射頻識別技術是一種自20 世紀80 年代新興的自動識別技術。它是利用無線射頻方式進行非接觸雙向數據通信。相對于普遍應用的13.56MHz 射頻識別系統，本設計中的868MHz 射頻識別系統有著更多的優點：讀寫距離遠，閱讀速度快等，是目前國際上RFID產品發展的熱點。本課題研究的內容包括研究符合ISO18000－6 標準的超高頻RFID 電子標簽的主要特點、結構、工作原理及讀寫方法, 重點在于與其相應讀卡器的設計方案, 包括讀卡器的硬件電路設計、軟件程序流程以及與上位機通信的實現。在硬件設計中，選用ATMEL 公司的AVR 單片機ATmega8 作為主控制器，設計了主控、復位、串行通信等電路。并以RFM 公司開發的TRC101 為射頻收發芯片進行了射頻收發模塊的設計。軟件設計采用模塊化編程和結構化編程的思想，單片機編程語言為匯編語言，與上位機串行通信采用Visual Basic 編程。經過測試，誤碼率較低，編制的防沖突程序實現了基于隨機二進制算法的防沖突功能。本設計具有可靠性高，模塊化設計等特點，通過驗證,滿足標準要求，達到了預期的目的，并證明了本設計性能的穩定性和可靠性。

標簽： RFID 超高頻讀卡器

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：lili1990
無刷直流電機的直接轉矩控制.rar

無刷直流電機具有體積小、重量輕、效率高和轉動慣量小等優點，另外它還具有和直流電機一樣的調速特性，而沒有直流電機復雜的機械換相設備，所以被廣泛應用于伺服控制、數控機床、機器人等工業領域，現代工業的快速發展對無刷直流電機控制系統的性能提出了更高的要求。因此，研究具有響應速度快、調節能力強、控制精度高的無刷直流電機控制系統具有十分重要的意義。直接轉矩控制是一種高性能的電機控制方法，它已經成熟的應用在感應電機和永磁同步電機上，實現了優良的穩態性能和動態響應特性。本文通過大量的文獻資料閱讀，對無刷直流電機及其相關技術的發展、現狀和趨勢有了一個比較全面的理解，在此基礎上，詳細分析了無刷直流電機的數學模型，并提出了一套相應的直接轉矩控制方案，建立了仿真和試驗平臺，進行了仿真分析和實驗研究，獲得了有價值的研究成果。本文的主要研究內容包括： (1)詳細分析了無刷直流電機的運行機理和數學模型，在此基礎上闡述無刷直流電機直接轉矩控制的基本控制機理，包括基于逆變器二二導通模式的空間電壓矢量的定義和針對無刷直流電機具有非正弦波反電動勢這一特點而推導的轉矩計算公式等。 (2)提出了一套無刷直流電機直接轉矩控制的具體實施方案，并根據這套方案建立了基于Simulink(Matlab)的無刷直流電機直接轉矩控制的仿真模型，對所提出的控制方案進行了仿真分析。仿真結果驗證了該方案在理論上的可行性。 (3)在理論研究的基礎之上，設計研制了一套基于DSP+IPM的無刷直流電機直接轉矩控制實驗系統，編寫了控制程序軟件，進行了無刷直流電機直接轉矩控制的實驗。實驗結果達到了預期的要求，證實了直接轉矩控制在改善無刷直流電機動態調速性能上的優勢。本論文開展了繼異步電機和永磁同步電機之后對無刷直流電機實現直接轉矩控制的探索性研究工作。通過理論分析、計算機仿真和實驗得出了一些有意義的經驗和結論，為課題的進一步深入開展奠定了基礎。

標簽： 無刷直流電機直接轉矩控制

上傳時間： 2013-07-11

上傳用戶：再見大盤雞
匯編語言教程.rar

一本很好的匯編語言教程，跟大家一起分享課程介紹第1章預備知識　1.1 匯編語言的由來及其特點　　1 機器語言　　2 匯編語言　　3 匯編程序　　4 匯編語言的主要特點　　5 匯編語言的使用領域　1.2 數據的表示和類型　　1 數值數據的表示　　2 非數值數據的表示　　3 基本的數據類型　1.3 習題第2章 CPU資源和存儲器　2.1 寄存器組　　1 寄存器組　　2 通用寄存器的作用　　3 專用寄存器的作用　2.2 存儲器的管理模式　　1 16位微機的內存管理模式　　2 32位微機的內存管理模式　2.3 習題第3章操作數的尋址方式　3.1 立即尋址方式　3.2 寄存器尋址方式　3.3 直接尋址方式　3.4 寄存器間接尋址方式　3.5 寄存器相對尋址方式　3.6 基址加變址尋址方式　3.7 相對基址加變址尋址方式　3.8 32位地址的尋址方式　3.9 操作數尋址方式的小結　3.10 習題第4章標識符和表達式　4.1 標識符　4.2 簡單內存變量的定義　　1 內存變量定義的一般形式　　2 字節變量　　3 字變量　　4 雙字變量　　5 六字節變量　　6 八字節變量　　7 十字節變量　4.3 調整偏移量偽指令　　1 偶對齊偽指令　　2 對齊偽指令　　3 調整偏移量偽指令　　4 偏移量計數器的值　4.4 復合內存變量的定義　　1 重復說明符　　2 結構類型的定義　　3 聯合類型的定義　　4 記錄類型的定義　　5 數據類型的自定義　4.5 標號　4.6 內存變量和標號的屬性　　1 段屬性操作符　　2 偏移量屬性操作符　　3 類型屬性操作符　　4 長度屬性操作符　　5 容量屬性操作符　　6 強制屬性操作符　　7 存儲單元別名操作符　4.7 表達式　　1 進制偽指令　　2 數值表達式　　3 地址表達式　4.8 符號定義語句　　1 等價語句　　2 等號語句　　3 符號名定義語句　4.9 習題第5章微機CPU的指令系統　5.1 匯編語言指令格式　　1 指令格式　　2 了解指令的幾個方面　5.2 指令系統　　1 數據傳送指令　　2 標志位操作指令　　3 算術運算指令　　4 邏輯運算指令　　5 移位操作指令　　6 位操作指令　　7 比較運算指令　　8 循環指令　　9 轉移指令　　10 條件設置字節指令　　11 字符串操作指令　　12 ASCII-BCD碼調整指令　　13 處理器指令　5.3 習題第6章程序的基本結構　6.1 程序的基本組成　　1 段的定義　　2 段寄存器的說明語句　　3 堆棧段的說明　　4 源程序的結構　6.2 程序的基本結構　　1 順序結構　　2 分支結構　　3 循環結構　6.3 段的基本屬性　　1 對齊類型　　2 組合類型　　3 類別　　4 段組　6.4 簡化的段定義　　1 存儲模型說明偽指令　　2 簡化段定義偽指令　　3 簡化段段名的引用　6.5 源程序的輔助說明偽指令　　1 模塊名定義偽指令　　2 頁面定義偽指令　　3 標題定義偽指令　　4 子標題定義偽指令　6.6 習題第7章子程序和庫　7.1 子程序的定義　7.2 子程序的調用和返回指令　　1 調用指令　　2 返回指令　7.3 子程序的參數傳遞　　1 寄存器傳遞參數　　2 存儲單元傳遞參數　　3 堆棧傳遞參數　7.4 寄存器的保護與恢復　7.5 子程序的完全定義　　1 子程序完全定義格式　　2 子程序的位距　　3 子程序的語言類型　　4 子程序的可見性　　5 子程序的起始和結束操作　　6 寄存器的保護和恢復　　7 子程序的參數傳遞　　8 子程序的原型說明　　9 子程序的調用偽指令　　10 局部變量的定義　7.6 子程序庫　　1 建立庫文件命令　　2 建立庫文件舉例　　3 庫文件的應用　　4 庫文件的好處　7.7 習題第8章輸入輸出和中斷　8.1 輸入輸出的基本概念　　1 I/O端口地址　　2 I/O指令　8.2 中斷　　1 中斷的基本概念　　2 中斷指令　　3 中斷返回指令　　4 中斷和子程序　8.3 中斷的分類　　1 鍵盤輸入的中斷功能　　2 屏幕顯示的中斷功能　　3 打印輸出的中斷功能　　4 串行通信口的中斷功能　　5 鼠標的中斷功能　　6 目錄和文件的中斷功能　　7 內存管理的中斷功能　　8 讀取和設置中斷向量　8.4 習題第9章宏　9.1 宏的定義和引用　　1 宏的定義　　2 宏的引用　　3 宏的參數傳遞方式　　4 宏的嵌套定義　　5 宏與子程序的區別　9.2 宏參數的特殊運算符　　1 連接運算符　　2 字符串整體傳遞運算符　　3 字符轉義運算符　　4 計算表達式運算符　9.3 與宏有關的偽指令　　1 局部標號偽指令　　2 取消宏定義偽指令　　3 中止宏擴展偽指令　9.4 重復匯編偽指令　　1 偽指令REPT 　　2 偽指令IRP 　　3 偽指令IRPC 　9.5 條件匯編偽指令　　1 條件匯編偽指令的功能　　2 條件匯編偽指令的舉例　9.6 宏的擴充　　1 宏定義形式　　2 重復偽指令REPEAT 　　3 循環偽指令WHILE 　　4 循環偽指令FOR 　　5 循環偽指令FORC 　　6 轉移偽指令GOTO 　　7 宏擴充的舉例　　8 系統定義的宏　9.7 習題第10章應用程序的設計　10.1 字符串的處理程序　10.2 數據的分類統計程序　10.3 數據轉換程序　10.4 文件操作程序　10.5 動態數據的編程　10.6 COM文件的編程　10.7 駐留程序　10.8 程序段前綴及其應用　　1 程序段前綴的字段含義　　2 程序段前綴的應用　10.9 習題第11章數值運算協處理器　11.1 協處理器的數據格式　　1 有符號整數　　2 BCD碼數據　　3 浮點數　11.2 協處理器的結構　11.3 協處理器的指令系統　　1 操作符的命名規則　　2 數據傳送指令　　3 數學運算指令　　4 比較運算指令　　5 超越函數運算指令　　6 常數操作指令　　7 協處理器控制指令　11.4 協處理器的編程舉例　11.5 習題第12章匯編語言和C語言　12.1 匯編語言的嵌入　12.2 C語言程序的匯編輸出　12.3 一個具體的例子　12.4 習題附錄

標簽： 匯編語言教程

上傳時間： 2013-07-05

上傳用戶：hw1688888
基于面向對象的嵌入式系統軟件開發方法研究及其應用.rar

十多年來，隨著信息技術、電子技術和通訊技術的發展，嵌入式系統已經獲得了空前的應用和發展。隨著嵌入式應用系統功能復雜度的提高、對軟件產品的非功能約束的特別關注以及由于市場的激烈競爭導致嵌入式軟件推出周期的縮短，都使得嵌入式軟件開發人員面臨著嚴峻的危機和挑戰。傳統的結構化開發方法已經顯得力不從心，于是嵌入式軟件開發人員在軟件開發中引入了目前較為流行的“面向對象方法(OO)”，．但是目前對該方法的應用還只是停留在傳統的以編程為中心的嵌入式軟件開發方法上，不能很好地保證軟件復用和代碼的重用，因此難以滿足市場對嵌入式軟件開發效率和開發質量的要求。本課題的研究內容是應用面向對象方法的框架技術，對嵌入式系統領域的專有結構組件進行封裝，創新性地提出了面向嵌入式系統領域的通用實時框架ARTIC(Abstract real-time contrO1)。ARTIC框架除了具有框架的共有優點一最大限度實現軟件重用外，最突出的是具備以下兩個特點： 1、功能和非功能的分離在應用面向對象的技術時，傳統的嵌入式軟件開發方法關注的重點是軟件結構和功能分解，、忽略了嵌入式環境下特殊的非功能性要求。為了在實現系統功能需求的同時，保證軟件系統的非功能性需求的實現，ARTIC框架引入了面向方面的思想，、把系統的非功能性需求從功能模塊中分離出來，為它們單獨設計組件。開發人員在應用該框架進行嵌入式軟件設計時，只需要關注功能需求的實現，對于實時性、調度等非功能需求的實現可以通過調用ARTIC提供的時間管理模型和任務調度模型直接實現。 2、基于狀態機的主動對象設計模式根據嵌入式系統通常由多個控制線程組成的特點，應用基于狀態機的主動對象設計模式，把嵌入式軟件系統構建成多個主動對象的緝合。相對于傳統的面向對象方法，本文提出的主動對象的最大特點在于：它提供對事件隊列、控制線程和表示主動對象動態行為狀態機等的封裝，并且該模式可以直接支持嵌入式系統的并行性。 ARTIC框架的應用能夠幫助嵌入式軟件的開發人員快速地開發出高質量的嵌入式軟件，除此之外，因為它包含了一個微小的實時操作系統(RTOS) 報包裝，在某些場合可以作為一個簡易的RTOS使用。為了驗證ARTIC的性能，本文將該框架應用于硬幣搬送實時控制系統的開發設計，從該系統的應用中充分體現了ARTIC框架的優點。

標簽： 面向對象的嵌入式系統軟件開發

上傳時間： 2013-06-21

上傳用戶：cxl274287265
嵌入式視頻監控系統的FPGA圖像處理子系統設計.rar

隨著圖像處理技術的不斷發展，圖像處理技術在國民經濟和社會生活的各個方面都得到了廣泛的運用。與此同時，人們對圖像處理的要求也越來越高。傳統的數字圖像處理器件主要有專用集成芯片（Application Specific Integrated Circuit）和數字信號處理器（Digital Signal Process）。進入20世紀以來，伴隨著半導體技術的發展，現場可編程門陣列FPGA以其應用靈活、集成度高、功能強大、設計周期短、開發成本低的特點，越來越多地被應用在圖像處理領域。大量實踐證明，FPGA的并行處理能力與流水線作業能顯著地提高圖像處理的速度，因此基于FPGA的圖像處理系統有著廣闊的發展前景。本文研究的是一個在嵌入式視頻監控系統下的圖像預處理子系統。首先實現了一個通用可重復配置的圖像處理算法研究硬件平臺，完成圖像的采集、接收、處理、存儲、輸出等功能。由于FPGA本身具有完全的可重復配置性，所以該架構的硬件平臺可以很方便的升級和重復配置。其次在該平臺上，本文使用Verilog HDL硬件語言在FPGA芯片上實現了多種圖像預處理算法。在實現過程中，為了充分發揮FPGA在并行處理方面的強大功能，本文對算法做了一定的改進，使其盡量能使用并行處理的方式來完成。實驗結果表明，本圖像預處理系統能在毫秒級高速地完成多種圖像算法，完全能夠滿足視頻監控系統50幀/秒的輸出要求。最后根據視頻監控系統在實際運用中出現的噪聲類型多樣化的情況，我們設計了一種基于反饋理論的圖像處理效果控制模塊。該模塊能通過對處理后圖像峰值信噪比（PSNR）的分析，控制FPGA對下一幅圖像的噪聲采用更有針對性的圖像處理方法。

標簽： FPGA 嵌入式視頻圖像處理

上傳時間： 2013-05-20

上傳用戶：gundamwzc
射頻功放數字預失真技術研究及其FPGA實現.rar

隨著無線通信技術的不斷發展和社會需求的日益增長，對通信系統的傳輸質量和容量的要求也越來越大。現代通信系統為了追求更高的數據速率和頻譜效率，更趨向于采用非恒定包絡的調制方式，而非恒定包絡調制方式對功率放大器的非線性非常敏感，加上現代通信系統對功率放大器的效率提出了更高的要求，以及功率放大器本身有限的線性度，這就使功率放大器線性化技術成為無線通信系統的關鍵技術之一。本文對功率放大器的線性化技術進行了系統的研究。首先，介紹功率放大器的非線性特性、記憶效應產生原理和常見的各種線性化技術，重點研究了目前流行的自適應數字預失真技術原理。其次，介紹了功率放大器的無記憶模型和有記憶模型，以及兩種實用的預失真實現方法--查表法和多項式法，在此基礎上重點研究了基于QRD_RLS自適應算法的記憶多項式法預失真技術，對該算法進行了Matlab仿真分析，為后面的FPGA實現奠定基礎。最后，確定了數字預失真實現的架構，介紹了與QRD_RLS算法實現相關的CORDIC技術、復數Givens旋轉及Systolic陣等原理，詳細闡述了基于CORDIC技術的復數QRD_RLS算法的Systolic實現，從而在FPGA上實現了數字預失真。在軟件無線電思想的指導下，本文利用System Generator軟件完成了基于QRD_RLS算法的記憶多項式法的數字預失真的FPGA設計，并且在硬件平臺上檢驗了預失真效果。

標簽： FPGA 射頻功放數字預失真

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：84425894
基于FPGA的GPS接收機基帶處理器的研究與設計.rar

互聯網、移動通信、星基導航是21世紀信息社會的三大支柱產業，而GPS系統的技術水平和發展歷程代表著全世界衛星導航系統的發展狀況。目前，我國已經成為GPS的使用大國，衛星導航產業鏈也已基本形成。然而，我們對GPS核心技術(即如何捕獲衛星信號并保持對信號的跟蹤)的研究還不夠深入，我國GPS產品的核心部分多數還是靠進口。因此，對GPS核心技術的研究是非常緊迫的。本文首先介紹了GPS的定位原理，之后闡述了GPS接收機的基本原理一直接擴頻通信和GPS信號的結構與特性。從這些方面出發研究接收機基帶處理器的捕獲與跟蹤設計方案。設計過程中，先詳細分析了滑動相關的捕獲算法和基于FFT的快速捕獲算法，并利用matlab進行了驗證。由于前者靈活性好且可捕獲到高精度的碼相位和載波頻率，適合于本文的硬件接收機，所以本文確定了滑動相關的捕獲方案。接著分析了跟蹤環路的特點，跟蹤模塊采用碼跟蹤環和載波跟蹤環耦合的方法實現。由于GPS系統通常工作在非常低的信噪比環境中，而非相干環在低信噪比下環路跟蹤性能較好，所以碼跟蹤環采用非相干(DDLL)環實現。這種跟蹤環路采用的鑒相器是能量鑒相器，對數據的調制和載波相位都不敏感，鑒相器不會產生不確定量。由于輸入信號存在180°相位翻轉，而COSTAS鎖相環允許數據調制，對I支路和Q支路信號的180°相位翻轉不敏感，所以載波跟蹤環采用COSTAS鎖相環實現。上述算法在matlab環境下得到了驗證。基帶處理器電路的主要模塊在Quartus II8.0開發平臺上利用VHDL硬件描述語言實現。然后利用EDA仿真工具ModelSim-Altera6.1g進行了邏輯仿真。本設計滿足系統功能和性能的要求，可以直接用于實時GPS接收機系統的設計中，為自主設計GPS接收機奠定了基礎。最后，由于在弱電磁環境下，捕獲失鎖后32PPS信號會丟失。所以設計了一個能授時和守時的算法去得到與GPS時同步的精確授時秒信號。并且實現了這個算法。

標簽： FPGA GPS 接收機

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：zuozuo1215