如今電力電子電路的控制旨在實現高頻開關的計算機控制,并向著更高頻率、更低損耗和全數字化的方向發展。現場可編程門陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路,它具有簡潔、經濟、高速度、低功耗等優勢,又具有全集成化、適用性強,便于開發和維護(升級)等顯著優點。與單片機和DSP相比,FPGA的頻率更高、速度更快,這些特點順應了電力電子電路的日趨高頻化和復雜化發展的需要。因此,在越來越多的領域中FPGA得到了日益廣泛的發展和應用。 本文提出了一種采用現場可編程門陣列(FPGA)器件實現數字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產生多路PWM脈沖,具有開關頻率可調、各路脈沖間的相位可調、接口簡單、響應速度快、易修改、可現場編程等特點,可應用于PWM的全數字化控制。文中對方案的實現進行了比較詳細的論述,包括A/D采樣控制、PI算法的實現、PWM波形的產生、各模塊的工作原理等。 本文還提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器,詳細的分析了該變換器的工作過程,并采用基于FPGA的數字化通用PWM控制器對這種軟開關Boost變換器進行控制,給出了比較完滿的實驗結果。實驗結果驗證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性,
上傳時間: 2013-06-22
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雙足機器人是一個多自由度、多變量、非線性的復雜動力學系統。其控制平臺的研究往往涉及嵌入式技術、傳感器技術、步態規劃、路徑導航、人工智能、自動化控制等多種理論與技術,體現了信息科學和人工智能技術的最新成果,應用領域廣大,具有重要的研究價值。其中,雙足機器人導航控制系統是雙足機器人控制平臺研究中的重點和難點,將在自動駕駛、未知區域的探索、危險環境作業、核電站的維護等領域中發揮極大的作用。 本文以雙足機器人導航控制系統的設計為研究背景,結合嵌入式系統開發的關鍵技術,主要論述了兩個核心內容:一是雙足機器人導航決策系統的設計。該系統是基于一種新式的ARM&DSP主從控制模式下的設計。該設計借助內外傳感器系統的反饋,通過對多傳感器信息的融合與處理,在導航決策算法的作用下,實現雙足機器人在未知環境下平滑的自主導航。二是為增強雙足機器人導航的人機交互性和控制系統對突發事件的處理能力,在基于MiniGUI的系統平臺上設計了雙足機器人的導航控制系統界面。論文的主要內容包括: 首先,設計了雙足機器人的本體模型,并對雙足機器人的步態規劃做了理論研究,為步態控制獲得理論上的支持。 然后,就雙足機器人導航控制平臺的搭建做了詳細的介紹,并著重對主從控制器間通訊的CAN接口做了詳細的設計。 接著,從兩個層面設計了導航決策系統,一是根據內部傳感器得到的關節信息,比對決策層中的步態規劃算法,對關節的運動進行實時的補償和調整,實現各關節動作的協調,得到標準的步態,保證每一步的穩定和準確。二是對外部傳感器獲得的外界環境信息進行處理,構建出供決策層使用的外部環境模型,之后在基于模糊神經網絡的導航算法的指引下,實現雙足機器人對外界環境做出合理、平滑的響應。 最后,介紹了導航控制界面的設計與實現。重點介紹了MiniGUI開發平臺的搭建、基于MiniGUI的界面程序的設計以及程序在開發板上的移植,實現了控制界面在雙足機器人導航上的應用。
上傳時間: 2013-04-24
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目前在用在 LED護欄管最普遍的控制器,只要你做好網格圖就 能出你想要的效果
上傳時間: 2013-04-24
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在工業過程中,許多對象具有滯后特性,由于純滯后的存在,使得系統的超調量變大,調節時間變長。因此滯后過程被公認為較難控制的對象,而且純滯后占整個動態過程的時間越長,難控的程度越大。所以大純滯后對象的控制一直是困擾自動控制和計算機應用領域的一大難題。而這類對象又廣泛存在于石油、化工、釀造、制藥、冶金等工業生產過程中。因此對該問題的研究具有重大的實際意義。 傳統的PID配合Smith預估補償器的控制方法,對模型誤差反映比較靈敏,當存在建模誤差或干擾時,控制效果并不能取得令人滿意的效果。近年來隨著模糊控制、神經網絡控制等智能控制研究的不斷深入,有些學者將它們與Smith預估控制、PID控制及預測控制等相結合,提出了針對不確定大滯后系統的新的控制方法。雖然有些控制方案效果不錯,但系統的復雜程度和調試難度也隨之增加。因此設計簡單、快速、可靠的控制器,仍是一個重大課題。 本文首先介紹了大滯后過程的控制特點,概述了常用的大滯后過程的控制方法及其優缺點。接著概要地介紹了嵌入式系統的優點、發展歷史、現狀及前景。并針對性地介紹了ARM控制器的概況以及它的應用領域。然后本文針對大滯后對象提出了自抗擾控制器與Smith預估補償器相結合的設計方案。通過仿真對比了本方案、PID配合Smith預估補償器及單一的自抗擾控制器的控制效果,表明自抗擾控制器與Smith預估補償器的結合有效地改善了大滯后對象的控制效果,增強了系統的魯棒性和抗干擾能力。為驗證該控制方案的實際控制效果,我們以PCT-II型過程控制實驗裝置中的具有大滯后特性的盤管內部的溫度為被控對象,以JX44BO開發板作為主要的控制平臺設計并完成大滯后控制實驗。所以接下來本文介紹了實現這個嵌入式溫度大滯后控制系統所涉及到的硬件平臺、系統框圖以及實驗內容。然后本文介紹了嵌入式控制平臺的控制界面以及各個主要功能的程序的實現,以及遠程客戶端程序在以太網通訊方面的程序實現和遠程客戶端程序的操作界面。最后本文給出了本次實驗的參數設置以及最終的實驗結果。實驗結果表明在實際應用中本文所提出的方案對于大滯后對象具有較好的控制效果。
上傳時間: 2013-06-11
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隨著經濟的發展,城市交通的壓力越來越大,很多城市都開始建設地鐵項目,發展地下軌道交通事業。在地鐵列車上,駕駛員需要方便、快捷地控制各種語音功能,保障列車可靠、安全的運行,從而為乘客提供優質的服務。駕駛員語音控制器就是為了滿足這一需求而提出來的。 在描述列車乘客信息系統的發展、介紹了公共廣播系統的功能的之后,本文分析了駕駛員語音控制器的設計需求,設計了一種具有人機交互功能的駕駛員語音控制器。它帶有LCD顯示屏和輸入鍵盤;能夠在內部存儲路線、站點和緊急信息等用戶數據。通過窗口菜單以圖形化的方式向駕駛員顯示列車運行信息。通過通信端口,按照雙方約定的通訊格式,將運行模式,路線站點,緊急信息等內容發送給列車顯示與廣播控制單元,完成語音及顯示控制。根據需求分析,提出了一種基于ARM的控制器設計平臺。設計了該控制器的硬件和軟件的整體方案,采用模塊化設計的思想給出了系統各主要模塊的具體設計與實現方法,并給出了相關電路的實現原理圖。最后介紹了本控制器的測試方法與過程,并給出了具體應用。該駕駛員語音控制器實現了人工廣播、司機對講、緊急對講和系統設置等功能。具有操作方便、便于維護、可配置、成本低等優點,滿足了駕駛員以及列車語音與顯示控制的實際需求。關鍵詞:ARM;RS485;乘客信息系統;圖形用戶界面;嵌入式系統
上傳時間: 2013-07-30
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電動助力轉向系統(EPS)是集節能、環保、安全為一體的前沿技術,是未來車輛轉向系統的發展方向。本文研究了電動助力轉向系統的構成和工作原理,自主研發設計了一套電動助力轉向控制系統,并進行實車試驗。 控制系統中采用了基于ARM7TDMI—S內核的高性能芯片LPC2131芯片(EasyARM2131開發板)進行控制器設計,分析和選擇了系統的控制策略,完成了控制器的硬件和軟件設計。系統的控制策略中采用了折線改進型助力曲線助力方式和模糊與數字PID相結合的控制方法,并進行相關補償控制的分析;硬件設計過程中采用了抗干擾技術進行優化設計,完成了信號采集和處理電路、電機驅動電路、電源電路以及故障診斷等電路設計;軟件設計采用了結構化的沒計思想,完成了包括控制系統主程序、A/D采集子程序、車速和發動機信號的采集子程序、電機PWM控制驅動子程序以及故障診斷和信息顯示子程序的設計,并在扭矩信號處理程序中應用容錯技術進行了軟件冗余優化設計。 本文對自主開發設計的EPS控制系統進行了實車試驗和結果分析,試驗結果表明,本文所設計的基于ARM的汽車電動助力轉向控制系統在轉向輕便性、穩定性和可靠性等方面性能良好,完全滿足設計要求。
上傳時間: 2013-07-21
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永磁無刷直流電動機是一種性能優越、應用前景廣闊的電動機,傳統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的全數字無刷直流電動機模糊神經網絡雙模控制系統,將模糊控制和神經網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變化不敏感,能夠提高系統的快速性的特點,構造適用于調節較大速度偏差的模糊調節器,加快系統的調節速度;由于神經網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,對參數變化有較強的魯棒性的特點,構造三層BP神經網絡調節器,來實現消除穩態偏差的精確控制.以速度偏差率為判斷依據,實現模糊和神經網絡兩種控制模式的切換,使系統在不同速度偏差段快速調整、平滑運行.此外充分利用系統硬件構成的特點,采用適當的PWM輸出切換策略,最大限度的抑制逆變橋換相死區;通過換相瞬時轉矩公式推導和分析,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.上述抑制換相死區和采用恒通電壓的控制方法,減小了換相引起的轉矩波動,使系統電流保持平滑、轉矩脈動大幅度減小、系統響應更快、并具有較強的魯棒性和實時性.在這種設計下,系統不僅能實現更精確的定位和更準確的速度調節,而且可以使無刷直流電動機長期工作在低速、大轉矩、頻繁起動的狀態下.該文選用TMS320LF2407作為微控制器,將系統的參數自調整模糊控制算法,BP神經網絡控制算法以及PWM輸出,轉子位置、速度、相電流檢測計算等功能模塊編程存儲于DSP的E2PROM,實現了對無刷直流電動機的全數字實時控制,并得到了良好的實驗結果的結果.
上傳時間: 2013-06-01
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磁共振成像(MRI)由于自身獨特的成像特點,使得其處理方法不同于一般圖像.根據不同的應用目的,該文分別提出了MRI圖像去噪和分割兩個算法.首先,該文針對MRI重建后圖像噪聲分布的實際特點,提出了基于小波變換的MRI圖像去噪算法.該算法詳細闡明了MRI圖像Rician噪聲的特點,首先對與噪聲和邊緣相關的小波系數進行建模,然后利用最大似然估計來進行參數估計,同時利用連續尺度間的尺度相關性特點來進行函數升級,以便獲得最佳萎縮函數,進一步提高圖像的質量,最終取得了一定的效果.與此同時,該文對MRI圖像的進一步的分析與應用展開了一定研究,提出了一種改進的快速模糊C均值聚類魯棒分割算法.該算法先用K均值聚類方法得到初始聚類中心點,同時考慮鄰域對分割結果的影響,對目標函數加以改進,用來克服噪聲和非均勻場對MRI圖像分割的影響,達到魯棒分割的目的,為進一步圖像處理和分析打下基礎.通過實驗,我們發現,無論是針對模擬圖像還是實際圖像,該文所提出的兩個算法都取得了較好的效果,達到了預期的目的.
上傳時間: 2013-04-24
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工廠底層的信息絕大部分都是通過現場總線進行傳遞的,但基于現場總線的工業設備網絡無法實現與企業的Internet/Intranet無縫連接從而實現遠程監控。所以本文就此問題展開研究,提出了一種基于S3C2410的嵌入式工業網絡控制器的平臺的設計方案,設計了一個具有網絡通信功能的控制器平臺。 1.針對網絡控制器的特點與要求,通過對比分析,選取了具體的硬件和軟件,以確保網絡控制器平臺的穩定可靠。 2.具體設計了控制器相關硬件電路。包括存儲電路、以太網電路、串口電路、I/O口電路等。 3.建立了嵌入式Linux軟件開發平臺;對網絡通信的理論進行了研究,編寫了CGI外部擴展程序,實現了動態Web技術,使用戶可以通過瀏覽器對控制器進行遠程監控。同時,開發了嵌入式數據庫SQLite應用程序,使歷史數據、實時數據和技術參數的管理更加方便有序;開發了對應的驅動程序確保了網絡控制器的的正常運行。 4.在完成嵌入式網絡控制器硬件與軟件設計的基礎上,將控制器平臺應用于智能加藥控制系統中,通過測試表明本網絡控制器平臺穩定可靠。 總之,本文在深入研究嵌入式網絡控制器的基礎上搭建了一個嵌入式的硬件和軟件平臺,確保了網絡控制器穩定可靠并高效地運行,為第二次開發嵌入式網絡控制器準備了一個比較理想的嵌入式平臺。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著煤礦高產高效技術的推廣和應用,井下長距離、大運量、大功率下運帶式輸送機的應用越來越普遍。其中,解決好傾角較大(大于6°)的下運帶式輸送機的運行制動和安全制動問題對保障全礦安全、高效生產具有重要意義。 本文在對國內外現有下運帶式輸送機制動系統的現狀分析基礎上,針對煤礦生產的特殊性,提出了基于ARM的嵌入式計算機控制液壓調速軟制動系統方案,所用元件可靠性和防爆性好,系統簡單,動態制動性能好;結合成熟的工業PID控制經驗和智能控制理論,并依據制動控制方案,設計了一種模糊自適應PID控制器用于控制電液比例調速閥的開口大小,其PID參數Kp、Ki和Kd可根據系統狀態進行在線調整,結構簡單、魯棒性強,在系統結構參數發生改變時也可獲得較好的控制效果;在基于S3C44BOX的最小ARM系統基礎上,設計了系統控制信號的輸入、輸出方式及其電路;分析了實時操作系統μC/OS-ⅡBootLoader的設計及其在S3C44BOX上的移植過程;制動系統應用軟件采用多任務機制,狀態檢測與控制任務并行運行,數據采集采用定時中斷的方式;系統可擴展性、可移植性好,控制算法容易實現多樣性且開發簡單、維護方便。 該液壓調速軟制動系統可用于大型下運帶式輸送機的正常工作制動、緊急停車和斷電防止飛車事故發生的安全制動,對輸送機的輔助啟動也起重要作用。制動力矩依據輸送機載荷大小和輸送機制動減速時速度的變化進行自動調整,制動曲線可調,輸送機減速時不產生較大沖擊、安全平穩,并按照規定的減速度大小減速停車。
上傳時間: 2013-07-09
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