生物發(fā)酵作為現(xiàn)代生物技術(shù)工業(yè)的重要組成部分，已被廣泛用于食品、制藥等各個領(lǐng)域，并顯示出良好的發(fā)展前景和巨大的市場潛力。但由于生物發(fā)酵過程是一種復(fù)雜的生化反應(yīng)過程，控制變量眾多且相互關(guān)聯(lián)度較大，采用傳統(tǒng)控制方法難以實現(xiàn)有效控制。 因此，本文根據(jù)生物發(fā)酵的流程特點和當(dāng)今國內(nèi)市場的切實需要，在總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，針對非線性、時變、大滯后的發(fā)酵過程，將智能控制技術(shù)融入到了生物發(fā)酵控制系統(tǒng)中，主要對發(fā)酵過程中的溫度、PH值的控制算法進(jìn)行研究，分別設(shè)計了仿人智能模糊PID控制和仿人智能模糊控制，模擬仿真和實驗分析表明，控制效果優(yōu)于傳統(tǒng)算法。 基于32位ARM架構(gòu)的嵌入式微處理器以其高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢，得到了很好的推廣，同時國內(nèi)微電子與嵌入式技術(shù)得到了迅速發(fā)展。鑒于此背景，本系統(tǒng)現(xiàn)場控制的下位機(jī)的硬件平臺采用基于S3C2410的處理器，軟件設(shè)計中采用了嵌入式Linux系統(tǒng)。同時采用了集散控制技術(shù)，實現(xiàn)一臺上位機(jī)可以同時與多臺下位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊和遠(yuǎn)程監(jiān)控，且下位機(jī)可以脫離上位計算機(jī)單獨(dú)對各種參數(shù)進(jìn)行控制。 本文的工作重點主要包括：主要參數(shù)測量與控制、發(fā)酵過程系統(tǒng)的總體設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計。本發(fā)酵控制系統(tǒng)對發(fā)酵過程進(jìn)行實時監(jiān)測、優(yōu)化操作，不僅能避免人工操作的不確定因素，提高自動化水平，而且能夠?qū)Πl(fā)酵過程中主要參數(shù)進(jìn)行有效控制，具有重要的現(xiàn)實意義。
標(biāo)簽： ARMLinux 生物發(fā)酵 智能控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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音圈電機(jī)(VoiceCoilMotor，簡稱VCM)是特種直線電機(jī)，其工作原理與揚(yáng)聲器的音圈類似。其最突出的特點是體積小、重量輕，動作速度快，可以達(dá)到很高的定位精度，推力均勻。自從問世以來，廣泛的應(yīng)用在計算機(jī)存儲設(shè)備、航天儀器(例如航天制冷機(jī))、精密測距儀器(例如霍爾位移測量裝置)、精密車床以及移動電話中。目前，生產(chǎn)出的VCM電機(jī)廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類和生產(chǎn)類市場，特別是高檔家用電器和計算機(jī)中。 針對目前我國VCM結(jié)構(gòu)設(shè)計的不足及工藝的落后，本文結(jié)合現(xiàn)有的加工工藝，研究永磁VCM的設(shè)計及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，具體內(nèi)容如下： 首先，介紹VCM工作原理，以及內(nèi)磁式與外磁式、長音圈與短音圈、動圈式與動鐵式、直線式與搖臂式等不同結(jié)構(gòu)VCM及相應(yīng)特點，闡述了力矩常數(shù)的意義及其對電機(jī)性能的影響，并詳細(xì)介紹了VCM在光盤驅(qū)動器、硬盤驅(qū)動器，以及在電刷試驗臺(提供靜壓力)中的典型應(yīng)用。 其次，從電機(jī)電磁場的基本理論出發(fā)，介紹有限元及其在電磁場仿真計算中的應(yīng)用，并采用有限元軟件ANSYS，結(jié)合實際算例，對VCM進(jìn)行建模和仿真。 再次，文中詳細(xì)介紹了永磁VCM的設(shè)計過程，提出了設(shè)計方法以供參考，其中包含了定量計算，包括了永磁體材料的選擇、體積的計算，音圈的設(shè)計(匝數(shù)計算及選型)，以及電機(jī)整體的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計。 最后，結(jié)合設(shè)計VCM應(yīng)當(dāng)遵循的原則，提出了若干結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案。在理論推導(dǎo)和分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合仿真軟件ANSYS，對幾種結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行了電機(jī)電磁場以及電機(jī)性能的仿真分析，其中包括：采用釹鐵硼永磁的單勵磁結(jié)構(gòu)VCM與傳統(tǒng)鐵氧體VCM的性能差異；增加極靴對VCM性能影響；增加短路環(huán)及變換結(jié)構(gòu)對VCM動態(tài)響應(yīng)速度的影響等。
標(biāo)簽： 磁場 優(yōu)化設(shè)計 計算 音圈電機(jī)
上傳時間： 2013-06-10
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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(luò)化、計算機(jī)化的方向發(fā)展；其中占主導(dǎo)地位、起核心或關(guān)鍵的作用是微型化、智能化和網(wǎng)絡(luò)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(jī)，8/16位單片機(jī)功能簡單難以滿足嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)、圖像傳輸?shù)纫螅覍θ穗H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(luò)功能差、接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、不具備監(jiān)控功能等問題，開發(fā)設(shè)計高性能新型智能儀表。以設(shè)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(chǔ)上，合理地進(jìn)行軟硬件設(shè)計，為在同一硬件平臺下實現(xiàn)多種儀表的功能進(jìn)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(shè)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(yīng)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)設(shè)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(yùn)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(luò)傳輸?shù)取?/p>
上傳時間： 2013-04-24
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比例-積分-微分（PID）是過程控制中最常用的一種控制算法。算法簡單而且容易理解，應(yīng)用十分廣泛。但由于應(yīng)用領(lǐng)域的不同，功能上差別很大，系統(tǒng)的控制要求及關(guān)心的控制對象也不相同。數(shù)字PID控制比連續(xù)PID控制更為優(yōu)越，因為計算機(jī)程序的靈活性，很容易克服連續(xù)PID控制中存在的問題，經(jīng)修正而得到更完善的數(shù)字PID算法。本文以三相全控整流橋阻性負(fù)載為實際電路，控制主電路電壓，旨在提出一種智能數(shù)字PID控制系統(tǒng)的設(shè)計思路，并給出了詳細(xì)的硬件設(shè)計及初步軟件設(shè)計思路。 PID控制系統(tǒng)采用高性能、低功耗的ARM微處理器S3C44BO作為核心處理單元，內(nèi)部的10位ADC作為信號采集模塊，采用了矩陣鍵盤和640*480的液晶作為人機(jī)接口；串口作為通信模塊實現(xiàn)了上位機(jī)的監(jiān)控。采用芯片內(nèi)部自帶的PWM模塊，輸出16M Hz PWM信號并經(jīng)過一階低通濾波器得到0～5V的控制信號用于觸發(fā)主電路控制器，實現(xiàn)PID整定。 軟件方面，分析和研究了uC/OSⅡ的內(nèi)核源碼，實現(xiàn)了其在32位微處理器上的移植，作為管理各個子程序執(zhí)行的系統(tǒng)軟件。選用了圖形處理軟件uC/GUI用于完成LCD顯示及控制。PID算法采用了增量式數(shù)字PID算法，采用規(guī)一化算法進(jìn)行參數(shù)選取。上位機(jī)部分采用了C＃語言進(jìn)行編寫。另外，采用了RTC（Real Time Clock）作為系統(tǒng)時鐘，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的定時運(yùn)行、定時模式切換等。在上位機(jī)上也可以方便的控制程序的執(zhí)行，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。 在論文的最后詳細(xì)的介紹了智能PID控制系統(tǒng)在三相全控橋主電路中的具體應(yīng)用。總結(jié)了調(diào)試中遇到的問題，對今后工作中需要進(jìn)一步改善和探索的地方進(jìn)行了展望。
標(biāo)簽： ARM PID 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-01
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智能公交系統(tǒng)是城市交通系統(tǒng)的一個重要組成部分，在城市交通公交優(yōu)先的背景下，欲緩解城市交通擁堵的現(xiàn)象，就必須大力發(fā)展公交事業(yè)。智能公交系統(tǒng)的建設(shè)可以改善公交公司的企業(yè)管理方法，提高公交系統(tǒng)的運(yùn)營效率與服務(wù)水平，是城市公交事業(yè)發(fā)展的重要一步。 本文在研讀大量文獻(xiàn)、參考相關(guān)設(shè)計的基礎(chǔ)上，結(jié)合先進(jìn)的GPS、GPRS技術(shù)，提出了基于ARM的智能公交車載管理終端的設(shè)計與實現(xiàn)方法。 GPS是由美國建立的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，具有全球性、全天候、陸海空全能等特點，特別適用于交通運(yùn)輸行業(yè)，配合中國移動穩(wěn)定可靠、覆蓋面廣、數(shù)據(jù)傳輸速度極快的GPRS網(wǎng)絡(luò)作為信息傳輸?shù)拿浇椋訥PS、GPRS為主要技術(shù)的智能公交系統(tǒng)較以往利用射頻、數(shù)傳電臺技術(shù)方式建造的公交系統(tǒng)具有更加穩(wěn)定、實時性更高等特點，是當(dāng)前智能公交系統(tǒng)設(shè)計的理想方案。 基于ARM的智能公交車載終端是智能公交系統(tǒng)的重要組成部分，是整個系統(tǒng)的信息終端，負(fù)責(zé)信息的接收和發(fā)布，在系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。本文詳細(xì)介紹了一款以ARM處理器為主控的智能車載終端的設(shè)計方法，包括終端總體方案設(shè)計、硬件電路設(shè)計、軟件代碼編寫、整機(jī)調(diào)試等內(nèi)容。文章在總體設(shè)計中提出了終端的功能要求，并針對功能要求提出了相應(yīng)的設(shè)計方案；在硬件設(shè)計中給出了具體的硬件設(shè)計原理圖，并就硬件選型、原理圖設(shè)計中的關(guān)鍵問題進(jìn)行了探討；在軟件設(shè)計中給出了終端主要軟件設(shè)計的程序流程圖，并對程序設(shè)計思路進(jìn)行了細(xì)致的講解；最后對終端硬件、軟件的聯(lián)合調(diào)試過程進(jìn)行了介紹，并對最終通過調(diào)試的終端進(jìn)行了展示。 經(jīng)過多次的測試和修改，該智能公交系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了正點考核、實時監(jiān)控、短信報警、自動報站等多項功能，并在長沙市公交線路上投入試運(yùn)行，社會反應(yīng)良好。
上傳時間： 2013-07-02
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近年來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，消費(fèi)電子產(chǎn)品(Consumer Electronics)已與計算機(jī)(Computer)、通信(Communication)兩項產(chǎn)品的技術(shù)結(jié)合在一起，成為目前所統(tǒng)稱的3C產(chǎn)品，并使家用電子電器產(chǎn)品步向智能家居的方向。但是目前大多數(shù)智能家居系統(tǒng)其控制器一般由8位或16位的單片機(jī)控制，其控制功能比較簡單，很難實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和無線傳輸，對于未來的智能家居系統(tǒng)的擴(kuò)展性也比較有限。本文針對目前國內(nèi)智能家居系統(tǒng)的局限性，提出一種基于嵌入式處理器ARM平臺以及以太網(wǎng)和GPRS網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的智能家居系統(tǒng)，它不僅能對小區(qū)內(nèi)住宅的安全狀況進(jìn)行實時監(jiān)控，還能實現(xiàn)家用電器的遠(yuǎn)程控制、“三表”(即水表、電表、燃?xì)獗?的遠(yuǎn)程抄送。同時該系統(tǒng)還提供了規(guī)范的串行通信接口，對于未來的系統(tǒng)的擴(kuò)展提供了廣闊的空間。 本文首先詳細(xì)的介紹了ARM處理器及嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的發(fā)展概況，接著討論了GPRS網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的工作原理，最后給出了智能家居控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。該智能家居系統(tǒng)的硬件主要包括ARM主控模塊的選型、報警I/O電路設(shè)計、以太網(wǎng)接口電路設(shè)計、圖像處理模塊電路和“三表”的串行口電路組成。軟件上主要包括uClinux在S3C4510上的移植、圖像采集與壓縮程序、以太網(wǎng)驅(qū)動及通訊程序、RS-485串行接口程序、GPRS網(wǎng)絡(luò)通信程序和報警I/O接口程序。 該系統(tǒng)主要部分包括小區(qū)內(nèi)住宅的安防監(jiān)控，GPRS無線智能家電的遠(yuǎn)程控制和無線報警以及抄表的遠(yuǎn)程傳送。利用當(dāng)前較為成熟的GPRS技術(shù)和以太網(wǎng)實現(xiàn)對小區(qū)內(nèi)用戶進(jìn)行集中安防監(jiān)控與管理，同時給出了系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)以及硬件原理框圖和軟件設(shè)計思路及主要程序。
標(biāo)簽： ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-12
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智能繡花機(jī)是當(dāng)代最先進(jìn)的繡花機(jī)械，廣泛應(yīng)用于刺繡行業(yè)，國產(chǎn)繡花機(jī)著重于中低端產(chǎn)品的開發(fā)，而隨著電子、計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，用戶對高性能繡花機(jī)的需求日益增大。本文在詳細(xì)分析智能繡花機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合智能繡花機(jī)的功能需求與當(dāng)前嵌入式領(lǐng)域的最新技術(shù)，設(shè)計了一種基于ARM和DSP為處理器的控制系統(tǒng)解決方案，主要研究工作和成果如下： (1)制定了系統(tǒng)總體方案和具體實驗方案，設(shè)計了信息處理和機(jī)電控制分離的結(jié)構(gòu)。 (2)研制了基于S3C2410X為核心的主控制模塊，設(shè)計了用于外圍擴(kuò)展的FLASH、SDRAM、USB數(shù)據(jù)存儲、以太網(wǎng)通信、UART接口、LCD觸摸屏顯示器等硬件電路。 (3)研制了基于TMS320LF2407A為核心的機(jī)電控制模塊，設(shè)計了繡框電機(jī)和主軸電機(jī)等硬件控制模塊。 (4)設(shè)計了基于CY7C027的雙口RAM通信模塊，實現(xiàn)ARM和DSP之間的高速數(shù)據(jù)通信。 (5)采用虛擬機(jī)技術(shù)建立了ARM的Linux交叉編譯環(huán)境和DSP的CCS共存的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，節(jié)約了使用資源。 (6)研究了DST繡花花樣文件存儲格式以及解碼方法，采用MiniGUI編程實現(xiàn)了一個友好的圖形用戶界面，簡要介紹SVPWM技術(shù)的DSP實現(xiàn)。
上傳時間： 2013-06-24
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21世紀(jì)是“信息世紀(jì)”，隨著人們生活水平的不斷進(jìn)步，對于家居環(huán)境要求也日益增高。如何將信息產(chǎn)業(yè)的最新成果，應(yīng)用于構(gòu)建一個舒適和諧的家居環(huán)境，已日益引起人們的關(guān)注和重視。傳統(tǒng)的家庭電子電器類產(chǎn)品具有單個控制的特點，無法進(jìn)一步構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，和外界進(jìn)行信息交互。“智能家居”概念的提出，改變了這種這種狀況。智能家居系統(tǒng)可以將相對獨(dú)立的電器產(chǎn)品“智能”地連接在一起，提供全方位信息交換功能，幫助家庭內(nèi)部及外部實現(xiàn)信息暢通，從而優(yōu)化生活環(huán)境，提高生活質(zhì)量。 本文提出了一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的以ARM和嵌入式Linux操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)的家庭網(wǎng)關(guān)無線接入方案，能通過手機(jī)短信息對控制節(jié)點進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實時獲得當(dāng)前圖像信息和家居環(huán)境的各項物理參數(shù)。 本文所做的主要工作為： 1．調(diào)研了國內(nèi)外智能化家居系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并結(jié)合目前國內(nèi)智能家居的發(fā)展特點，設(shè)計了基于嵌入式系統(tǒng)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)。在設(shè)計中選用了ARM9 S3C2440處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)，主要由基于ARM的主控模塊、GPRS短信發(fā)送模塊、基于nRF2401的無線（分）節(jié)點通信模塊幾個部分組成。 2．建立了嵌入式系統(tǒng)的平臺和開發(fā)環(huán)境。主要包括嵌入式Linux的裁減、設(shè)備驅(qū)動程序的編寫，交叉編譯和串口驅(qū)動的編寫，完成了USB驅(qū)動的移植。 3．在組網(wǎng)方式上選擇了nRF2401無線射頻模塊和GPRS模塊，完成了周邊器件的電路設(shè)計，實現(xiàn)了無線模塊的相互通信和信息傳輸。 4．實現(xiàn)了XMODOM協(xié)議，將圖片和物理信息傳送至GPRS模塊，并實現(xiàn)了彩信的MMS發(fā)送。 本文完成了智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，并進(jìn)行了調(diào)試，驗證了所設(shè)計系統(tǒng)的有效性和實用性。實驗結(jié)果表明提出的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方法是可行的，且整個系統(tǒng)具有良好的通用性和可擴(kuò)展性。由于采用Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)，符合嵌入式的發(fā)展潮流，方便了在該設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)和擴(kuò)展。
標(biāo)簽： GPRS ARM 智能家居 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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IEEE 1451 是一種從傳感器或執(zhí)行器到微處理器及網(wǎng)絡(luò)之間的硬件和軟件接口標(biāo)準(zhǔn)。本文根據(jù)1451.1 標(biāo)準(zhǔn)，研制面向Internet的網(wǎng)絡(luò)化智能機(jī)器人手爪傳感器系統(tǒng)，并給出硬件設(shè)計框圖和軟件流程。
標(biāo)簽： 1451.1 IEEE 網(wǎng)絡(luò)化智能 傳感器設(shè)計
上傳時間： 2013-08-03
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本文完成了基于HART 的智能現(xiàn)場實時控制通信系統(tǒng)的設(shè)計。在硬件方面，本系統(tǒng)由四大模塊組成:鍵盤輸入模塊、通信模塊、DSP 和顯示模塊。其中，數(shù)字信號處理器是該硬件系統(tǒng)的主要部分。它由TMS3
標(biāo)簽： HART 實時控制 通信系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-20
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