單片微型計(jì)算機(jī)(單片機(jī))是將微處理器CPU、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、輸入/輸出并行接口等集成在一起。由于單片機(jī)具有專門為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)，所以它最能滿足嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用要求。Intel公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機(jī)是我國目前應(yīng)用最廣的單片機(jī)之一。 隨著可編程邏輯器件設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，每個(gè)邏輯器件中門電路的數(shù)量越來越多，一個(gè)邏輯器件就可以完成本來要由很多分立邏輯器件和存儲(chǔ)芯片完成的功能。這樣做減少了系統(tǒng)的功耗和成本，提高了性能和可靠性。FPGA就是目前最受歡迎的可編程邏輯器件之一。IP核是將一些在數(shù)字電路中常用但比較復(fù)雜的功能塊，設(shè)計(jì)成可修改參數(shù)的模塊，讓其他用戶可以直接調(diào)用這些模塊，這樣就大大減輕了工程師的負(fù)擔(dān)，避免重復(fù)勞動(dòng)。隨著FPGA的規(guī)模越來越大，設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，使用IP核是一個(gè)發(fā)展趨勢。 本課題結(jié)合FPGA與8051單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，主要針對(duì)以下三個(gè)方面研究： (1)FPGA開發(fā)平臺(tái)的硬件實(shí)現(xiàn)選用Xilinx公司的XC3S500E-PQ208-4-C作為核心器件，采用Intel公司的EEPROM芯片2816A和SRAM芯片6116作為片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，搭建FPGA的硬件開發(fā)平臺(tái)。 (2)用VHDL語言實(shí)現(xiàn)8051IP核分析研究8051系列單片機(jī)內(nèi)部各模塊結(jié)構(gòu)以及各部分的連接關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的8051IP核。主要包括如下幾個(gè)模塊：CPU模塊、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器模塊、定時(shí)/計(jì)數(shù)器模塊、并行端口模塊、串行端口模塊、中斷處理模塊、同步復(fù)位模塊等。 (3)基于FPGA的8051IP核應(yīng)用用所設(shè)計(jì)的8051IP核，實(shí)現(xiàn)了對(duì)一個(gè)4×4鍵盤的監(jiān)測掃描、鍵盤確認(rèn)、按鍵識(shí)別等應(yīng)用。
上傳時(shí)間： 2013-06-21
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USB(UniversalSerialBus，通用串行總線)是當(dāng)今消費(fèi)電子產(chǎn)品和儀器設(shè)備中應(yīng)用最廣的接口協(xié)議之一，然而目前國內(nèi)的USB芯片只有極少數(shù)幾款，產(chǎn)品研究善處于起步階段，絕大部分產(chǎn)品主要由國外的IC設(shè)計(jì)芯片廠商如Cypress、NEC等一些國際著名公司提供。因而，如果能夠自主開發(fā)設(shè)計(jì)USB芯片以替代國外同類產(chǎn)品，將會(huì)有很好的市場前景和利潤空間。 本論文課題是針對(duì)基于FPGA(FieldProgrammableGateArray，現(xiàn)場可編程門陣列器件)的數(shù)字電子產(chǎn)品應(yīng)用設(shè)計(jì)一種實(shí)際可復(fù)用的USB接口引擎軟核。該軟核主要是用于處理USB標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議包的通信處理，通過外接MCU(MultipointControlUnit，微控制器)就可以實(shí)現(xiàn)完整的USB接口通訊功能。它的功能相當(dāng)于一些USB引擎的專用芯片如：Philips的PDIUSBD12等，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、靈活性高、復(fù)用設(shè)計(jì)方便。 功能仿真和綜合測試結(jié)果顯示本論文所設(shè)計(jì)的接口引擎軟核符合設(shè)計(jì)要求，并且軟核的性能和市場上同類產(chǎn)品基本一致。本論文的創(chuàng)新之處在于：1、從可配置性角度出發(fā)設(shè)計(jì)了低速、全速、高速三種可選模式；2、支持最多31個(gè)可配置端點(diǎn)；3、采用了可綜合、可移植的RTL(RegisterTransferLevel，寄存器傳輸級(jí))代碼設(shè)計(jì)規(guī)則，同時(shí)也開發(fā)了可綜合的驗(yàn)證測試代碼；4、完全由硬件實(shí)現(xiàn)USB通信功能。
上傳時(shí)間： 2013-07-18
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針對(duì)目前光照補(bǔ)償后人臉圖像的識(shí)別率仍不夠理想這一問題，提出了一種基于模糊增強(qiáng)和小波包變換相結(jié)合的非均勻光照下人臉識(shí)別方法。將人臉圖像在對(duì)數(shù)域中計(jì)算二維小波包變換，通過舍棄部分子帶圖像中的系數(shù)來實(shí)現(xiàn)人臉
標(biāo)簽： 模糊 變換 人臉識(shí)別方法
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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離散余弦變換(DCT)及其反變換(IDCT)在圖像編解碼方面應(yīng)用十分廣泛，至今已被JPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和H.26x等國際標(biāo)準(zhǔn)所采用。由于其計(jì)算量較大，軟件實(shí)現(xiàn)往往難以滿足實(shí)時(shí)處理的要求，因而在很多實(shí)際應(yīng)用中需要采用硬件設(shè)計(jì)的DCT/IDCT處理電路來滿足我們對(duì)處理速度的要求。本文所研究的內(nèi)容就是針對(duì)圖像處理應(yīng)用的8×8二維DCT/IDCT處理核的硬件實(shí)現(xiàn)。 本文首先介紹了DCT和IDCT在圖像處理中的作用和原理，詳細(xì)說明了DCT變換實(shí)現(xiàn)圖像壓縮的過程，并與其它變換比較說明了用DCT變換實(shí)現(xiàn)圖像壓縮的優(yōu)勢。接著，分析研究了DCT的各種快速算法，總結(jié)了前人對(duì)DCT快速算法及其實(shí)現(xiàn)所做的研究。本文給出了兩種性能、資源上有一定差異的二維DCT/IDCT的FPGA設(shè)計(jì)方案。兩種方案均利用DCT的行列分離特性，采用流水線設(shè)計(jì)技術(shù)，將二維DCT/IDCT實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為兩個(gè)一維DCT/IDCT實(shí)現(xiàn)。在一維DCT/IDCT設(shè)計(jì)中，根據(jù)圖像處理的特點(diǎn)對(duì)Loeffler算法的數(shù)據(jù)流進(jìn)行了優(yōu)化，通過合理安排時(shí)鐘周期數(shù)和簡化各周期內(nèi)的操作，大大縮短了關(guān)鍵路徑的執(zhí)行時(shí)間，從而提高了流水線的執(zhí)行速度。最后，對(duì)所設(shè)計(jì)的DCT/IDCT處理核進(jìn)行了綜合和時(shí)序仿真。 結(jié)果表明，當(dāng)使用Altera公司的MERCURY系列FPGA器件時(shí)，本文設(shè)計(jì)的方案一能夠在116M時(shí)鐘頻率下正確完成8×8的二維DCT或IDCT的邏輯運(yùn)算，消耗2827個(gè)邏輯單元；方案二能夠在74M時(shí)鐘頻率下正常工作，消耗1629個(gè)邏輯單元。
上傳時(shí)間： 2013-07-14
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本文介紹了一個(gè)基于CPLD／FPGA的嵌入式IP核設(shè)計(jì)。論文在闡述可編程邏輯器件及其發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，探討了知識(shí)產(chǎn)權(quán)復(fù)用理念，MCU的復(fù)雜化設(shè)計(jì)以及數(shù)字信號(hào)傳輸與處理的速度要求。結(jié)合國內(nèi)外對(duì)CPLD／FPGA的使用現(xiàn)狀，引出了在CPLD／FPGA上開發(fā)嵌入式模塊程序的理念并提出了設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法和設(shè)計(jì)實(shí)例。課題的設(shè)計(jì)目標(biāo)為開發(fā)一個(gè)基于CPLD／FPGA的USBIP模塊，實(shí)現(xiàn)開發(fā)板與PC機(jī)之間的USB通信。設(shè)計(jì)過程首先進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，在FPGA開發(fā)板上開發(fā)擴(kuò)展板；其次用ISE開發(fā)軟件進(jìn)行FPGA數(shù)字化設(shè)計(jì)；在軟件開發(fā)完成后，將配置生成的比特流文件通過JTAG電纜下載到FPGA開發(fā)板上，實(shí)現(xiàn)FPGA開發(fā)板與PC機(jī)之間的通信。 該設(shè)計(jì)具有很高的實(shí)用性，它進(jìn)一步擴(kuò)大了可編程芯片的領(lǐng)地，將復(fù)雜專有芯片擠向高端和超復(fù)雜應(yīng)用；它使得IP資源復(fù)用理念得到更普遍的應(yīng)用；為基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了廣闊的思路。
上傳時(shí)間： 2013-07-05
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模糊控制是智能控制的重要組成部分，它能對(duì)那些不能建立精確數(shù)學(xué)模型的場合進(jìn)行有效的控制；近年來，F(xiàn)PGA及EDA技術(shù)發(fā)展迅速。本論文就是要結(jié)合這兩種先進(jìn)技術(shù)，在一塊FPGA芯片上實(shí)現(xiàn)一個(gè)雙輸入單輸出的模糊控制器，并嘗試將ADC和DAC集成在該芯片中，以簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 首先闡述了模糊控制的理論基礎(chǔ)，重點(diǎn)介紹了雙輸入單輸出的模糊控制算法；然后在簡單介紹FPGA結(jié)構(gòu)和VHDL語言的基礎(chǔ)上，采用自項(xiàng)向下的設(shè)計(jì)方法，應(yīng)用主流EDA工具進(jìn)行模糊控制各模塊的設(shè)計(jì)，并對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行仿真；最后將各模塊組成一完整的模糊控制器，在EDA工具上進(jìn)行仿真驗(yàn)證和編程下載，并用一個(gè)溫度控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了控制器的功能，證明該控制器滿足一般控制應(yīng)用的要求。 本論文是以VHDL和FPGA為代表的現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)在智能控制領(lǐng)域應(yīng)用的一個(gè)嘗試，拓寬了模糊控制器的實(shí)現(xiàn)形式，相比于傳統(tǒng)的以單片機(jī)為載體的模糊控制器，在系統(tǒng)的簡單性、實(shí)時(shí)性和經(jīng)濟(jì)性方面都有顯著的增強(qiáng)，是一種值得采用的方法。 由于在算法的處理上采取了一定的簡化，所以損失了一定的精度。今后可以在算法上進(jìn)行完善，設(shè)計(jì)出高精度的模糊控制器。
上傳時(shí)間： 2013-06-07
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在交流伺服系統(tǒng)中,永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)作為執(zhí)行元件具有高效、節(jié)能、便于維修的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服單元及機(jī)器人等需精確定位的裝置中.由于PMSM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)受電機(jī)參數(shù)變化、外部負(fù)載擾動(dòng)、對(duì)象未建模和非線性動(dòng)態(tài)特性等不確定性的影響,因此,采用并發(fā)展先進(jìn)的控制技術(shù),不斷改善與提高位置伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性及對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化的自適應(yīng)性和抗干擾性是一個(gè)必然趨勢.該文對(duì)PMSM的控制機(jī)理和特性作了較為深入的分析;建立了PMSM的數(shù)學(xué)模型,并采用了id=0的矢量控制策略;對(duì)控制系統(tǒng)組成及控制方式作了分析和比較,在此基礎(chǔ)上建立了電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)的三閉環(huán)控制系統(tǒng),對(duì)作為反饋主回路的位置環(huán)采用了模糊CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法,該方法兼具模糊控制器的快速性和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)能力;構(gòu)建了針對(duì)PMSM位置伺服系統(tǒng)的模糊CMAC控制器結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的算法;利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)仿真工具(Matlab下的Simulink)對(duì)所提出的控制策略進(jìn)行了數(shù)字仿真和分析;仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文所提出的控制策略對(duì)PMSM位置伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制具有良好的魯棒性能和快速性.該文首次提出將兼具快速性和自學(xué)習(xí)能力的模糊CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器應(yīng)用于PMSM位置伺服系統(tǒng)中,可以說該文為發(fā)展高性能PMSM位置伺服系統(tǒng)提供了充分的技術(shù)資料,也為今后進(jìn)一步提高其性能提出了新的思路和方法.
標(biāo)簽： CMAC PMSM 模糊 位置伺服系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本課題以AD 公司的ADMCF328 為控制核心，并以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行了數(shù)字化直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的研究。 首先，本課題用MATLAB/SUMULINK 對(duì)一般的直接轉(zhuǎn)矩控制進(jìn)行了仿真， 然后又與基于模糊控制的直接轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，加了模糊控制器的控制系統(tǒng)可以直接改善控制系統(tǒng)的質(zhì)量。 然后，作者又提出了MRAS 的具體實(shí)現(xiàn)方法，此實(shí)現(xiàn)方法在SIMULINK 中進(jìn)行了仿真。 最后，在實(shí)驗(yàn)室中又真正實(shí)現(xiàn)了直接轉(zhuǎn)矩的異步機(jī)控制。
標(biāo)簽： 模糊邏輯 交流感應(yīng) 控制研究 電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-07-14
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無刷直流電機(jī)具有輸出轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好、運(yùn)行可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景，其傳統(tǒng)的理論分析及設(shè)計(jì)方法已經(jīng)比較成熟。它的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用，在很大程度上有賴于對(duì)其控制策略的研究。本文主要研究了無刷直流電機(jī)的速度控制問題。 無刷直流電機(jī)是一種多變量和非線性的控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制方法很難滿足對(duì)它的精確控制。近代模糊控制理論在無刷直流電機(jī)的控制中得到了廣泛的應(yīng)用，提高了控制系統(tǒng)的性能。但是，在模糊控制器控制規(guī)則優(yōu)化和參數(shù)在線調(diào)整方面還存在著許多不足。針對(duì)這些問題，本文提出了一種使用遺傳算法優(yōu)化的模糊控制器，并且應(yīng)用到無刷直流電機(jī)的控制中。系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制，內(nèi)環(huán)采用電流負(fù)反饋對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)節(jié)；外環(huán)應(yīng)用模糊控制器進(jìn)行速度控制，通過遺傳算法離線優(yōu)化模糊控制規(guī)則和在線調(diào)節(jié)模糊控制器的參數(shù)以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。同時(shí)本文使用Matlab和電機(jī)仿真軟件VisSim對(duì)無刷直流電機(jī)的速度控制進(jìn)行了軟件仿真。 數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)是一種高速的信號(hào)處理芯片，近幾年在電機(jī)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文以TI公司的TMS320LF2407控制器為基礎(chǔ)，介紹了DSP在無刷直流電機(jī)控制中常用的應(yīng)用技術(shù)。同時(shí)為了降低系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，提高控制系統(tǒng)的可靠性以及軟件開發(fā)的快速性，本文將嵌入式操作系統(tǒng)移植到DSP中，并在該操作平臺(tái)上開發(fā)出高效的控制算法。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過遺傳算法優(yōu)化的模糊控制器對(duì)無刷直流電機(jī)模型的不確定性和負(fù)載變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和魯棒性，而且控制系統(tǒng)具有較好的動(dòng)態(tài)性能。
標(biāo)簽： 模糊遺傳算法 無刷直流電機(jī) 速度控制
上傳時(shí)間： 2013-06-12
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開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(SRD)是一種新型交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),以結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)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(jī)械特性,而備受矚目,應(yīng)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(diǎn)是其它調(diào)速系統(tǒng)所不可比擬的.但開關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)的振動(dòng)與噪聲比較大,這影響了SRD在許多領(lǐng)域的應(yīng)用.本文針對(duì)上述問題進(jìn)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(jī)的振動(dòng)與噪聲.通過電磁場有限元計(jì)算可看出,在新型齒極結(jié)構(gòu)下,導(dǎo)致開關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)與噪聲的徑向力大為減小,尤其是當(dāng)轉(zhuǎn)子極相對(duì)定子極位于關(guān)斷位置時(shí),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(dòng)減小,從而減小了定子鐵心的變形與振動(dòng),進(jìn)而降低了開關(guān)磁阻電機(jī)的噪聲.靜態(tài)轉(zhuǎn)矩因轉(zhuǎn)子極開槽也略微減小,但對(duì)電機(jī)的效率影響不大.開關(guān)磁阻電機(jī)因磁路的飽和導(dǎo)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(jī)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(jī)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(fù)雜,實(shí)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(duì)于非線性、變結(jié)構(gòu)、時(shí)變的被控對(duì)象均可取得較好的控制效果且不需知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型,這對(duì)于很難精確建模的開關(guān)磁阻電機(jī)來說尤其適用.同時(shí),模糊控制實(shí)現(xiàn)比較容易.但對(duì)于變參數(shù)、變結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機(jī)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(dá)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(dá)到了較好的控制效果.仿真結(jié)果證明了這一點(diǎn).
標(biāo)簽： 開關(guān)磁阻電機(jī) 自組織 模糊控制
上傳時(shí)間： 2013-05-16
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