電線電纜是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的一項重要的產(chǎn)業(yè),在鐵路通信中,皮泡皮通信電纜因為其具有與其它電纜相同性能的情況下,直徑小、成本低、重量輕的特點(diǎn),得到了人們的青睞。而在單線擠塑機(jī)中的溫度控制直接影響電纜的性能質(zhì)量。溫度控制的可靠與否及其控制精度的高低己成為決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵,溫度控制也成為生產(chǎn)工藝的重要組成部分。在工藝控制當(dāng)中,應(yīng)盡量減小其超調(diào)量、波動、響應(yīng)時間和偏差,這對產(chǎn)品的質(zhì)量,產(chǎn)量和原料的節(jié)省都是及其重要的。 本文主要針對擠塑機(jī)的溫度這個參數(shù)進(jìn)行控制。全文主要包括以下幾個部分:首先分析了傳統(tǒng)PID、和模糊控制的優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)選用了模糊自適應(yīng)PID控制算法。在硬件方面,在分析了系統(tǒng)控制對象的基礎(chǔ)上,以LPC2131為控制核心,運(yùn)用MAX6675采集溫度、LCD和鍵盤作為人機(jī)交換平臺、以PWM方式對固體繼電器進(jìn)行控制。軟件方面,在ARM的集成開發(fā)環(huán)境AD1.2下,利用C語言,進(jìn)行了軟件的設(shè)計與調(diào)試,實現(xiàn)了硬件的配置和整體控制系統(tǒng)的所有功能。同時也實現(xiàn)了用Modbus協(xié)議與PC機(jī)通訊的下位機(jī)部分程序,并運(yùn)用串口調(diào)試助手V2.2測試了其功能性。另外論文詳細(xì)的給出了控制平臺的各個功能程序模塊軟件流程。通過在實驗室對系統(tǒng)進(jìn)行了模擬實驗,該控制平臺運(yùn)行穩(wěn)定,可靠,實現(xiàn)了預(yù)期的功能,證明了將模糊PID算法引入擠塑機(jī)溫度控制系統(tǒng)當(dāng)中,改善了系統(tǒng)的控制效果,具有更好的魯棒性和自適應(yīng)能力。
上傳時間: 2013-05-31
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隨著航天技術(shù)的發(fā)展,載人飛船、空間站等復(fù)雜航天器對空-地或空-空之間數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來越高。在此情況下,為了提高空間通信中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕WC接收端分路系統(tǒng)能和發(fā)送端一致,必須要經(jīng)過幀同步。對衛(wèi)星基帶信號處理來說,幀同步是處理的第一步也是關(guān)鍵的一步。只有正確幀同步才能獲取正確的幀數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。因此,幀同步的效率,將直接影響到整個衛(wèi)星基帶信號處理的結(jié)果。 @@ 本設(shè)計在研究CCSDS標(biāo)準(zhǔn)及幀同步算法的基礎(chǔ)上,利用硬件描述語言及ISE9.2i開發(fā)平臺在基于FPGA的硬件平臺上設(shè)計并實現(xiàn)了單路數(shù)據(jù)輸入及兩路合路數(shù)據(jù)輸入的幀同步算法,并解決了其中可能存在的幀滑動及模糊度問題。在此基礎(chǔ)之上,針對兩路合路輸入時可能存在的兩路輸入不同步或幀滑動在兩路中分布不均勻問題,設(shè)計實現(xiàn)了兩路并行幀同步算法,并利用ModelSim SE 6.1f工具對上述算法進(jìn)行了前仿真和后仿真,仿真結(jié)果表明上述算法符合設(shè)計要求。 @@ 本論文首先介紹了課題研究的背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,其次介紹了與本課題相關(guān)的基礎(chǔ)理論及系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)。然后對單路數(shù)據(jù)輸入幀同步、兩路數(shù)據(jù)合路輸入幀同步和兩路并行幀同步算法的具體設(shè)計及實現(xiàn)過程進(jìn)行了詳細(xì)說明,并給出了后仿真結(jié)果及結(jié)果分析。最后,對論文工作進(jìn)行了總結(jié)和展望,分析了其中存在的問題及需要改進(jìn)的地方。 @@關(guān)鍵詞 FPGA;CCSDS;幀同步:模糊度;幀滑動
標(biāo)簽: CCSDS FPGA 標(biāo)準(zhǔn)
上傳時間: 2013-06-11
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溫濕度是影響糧食儲藏的重要參數(shù),兩者之間是相互關(guān)聯(lián)的,溫濕度控制不好必然引起糧食發(fā)熱和霉變,且極易產(chǎn)生連鎖反應(yīng),從而造成難以挽回的損失。溫濕度的控制直接影響到糧食存儲系統(tǒng)的性能。岡此,糧食溫濕度測控技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用是十分重要的。本文研究基于FPGA的糧倉溫濕度監(jiān)制系統(tǒng)。 設(shè)計了基于FPGA的糧倉溫濕度監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由溫濕度傳感器、控制電路、單片機(jī)和上位機(jī)構(gòu)成。單片機(jī)主要完成溫度數(shù)據(jù)的采集和上位機(jī)的通訊;控制電路基于FPGA進(jìn)行設(shè)計,主要負(fù)責(zé)采集濕度信息,計算溫濕度偏差及其變化率,通過調(diào)用模糊控制算法對溫濕度進(jìn)行模糊控制,單片機(jī)通過RS485總線和上位機(jī)進(jìn)行串口通信,使上位機(jī)能夠?qū)崟r記錄,顯示溫濕度變化值和控制過程曲線。該系統(tǒng)實現(xiàn)了糧倉內(nèi)溫濕度的實時監(jiān)測,使管理人員可以實時掌控糧倉內(nèi)的溫濕度情況。 采用FPGA設(shè)計控制電路簡化了系統(tǒng)的組成和外圍數(shù)字電路,易于系統(tǒng)擴(kuò)展和升級,內(nèi)部集成了信號處理、控制、檢測電路,減少了系統(tǒng)的體積,縮短了開發(fā)周期,大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性;配合功率驅(qū)動、電源等外圍電路,完成信號采集、處理和控制等功能,節(jié)省了開發(fā)成本,使糧倉溫濕度控制系統(tǒng)更加集成化。這也恰恰更加符合當(dāng)今電子產(chǎn)品高精度,集成化的要求。 系統(tǒng)采用直接輸出數(shù)字量的DS1820溫度傳感器和濕度傳感器HS1101并將HS1101與555定時器組成振蕩電路,其輸出為頻率脈沖信號,與濕度值成線性關(guān)系,該頻率脈沖信號可直接送入FPGA進(jìn)行計數(shù),這樣溫濕度傳感器輸出的信號都沒有經(jīng)過放大、A/D轉(zhuǎn)換,進(jìn)一步減少了測量誤差。控制電路采用了VHDL硬件描述語言進(jìn)行編寫。本裝置已作出實樣,通過了調(diào)試,已達(dá)到預(yù)期效果。
上傳時間: 2013-06-16
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在當(dāng)今的廣播系統(tǒng)中,絕大部分的視頻信號是隔行采樣的。采用這種掃描格式,能夠大幅度地減少視頻的帶寬,但也會引起彩色爬行、畫面閃爍、邊緣模糊及鋸齒等現(xiàn)象。這種缺陷經(jīng)人尺寸屏幕放大后就更加明顯。為改善畫面的視覺效果,去隔行技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。同時,視頻信號本身的低幀頻也會導(dǎo)致行抖動、線爬行以及大面積閃爍等視覺效果上的缺陷。增加掃描頻率會把這些視覺缺陷搬移到人眼不敏感的高頻區(qū)域上去從而產(chǎn)生較好的主觀圖象質(zhì)量。而為了適應(yīng)不同顯示終端以及對圖像大小變化的要求就必須對原始信號分辨率即每幀行數(shù)和每行像素數(shù)進(jìn)行變換。因此去隔行、幀頻轉(zhuǎn)換、分辨率變換成為視頻格式轉(zhuǎn)換的基本內(nèi)容。 FPGA 的出現(xiàn)是VLSI技術(shù)和EDA技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。FPGA器件集成度高、體積小,具有通過用戶編程實現(xiàn)專門應(yīng)用的功能。它允許電路設(shè)計者利用基于計算機(jī)的開發(fā)平臺,經(jīng)過設(shè)計輸入、仿真、測試和校驗,直到達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。使用FPGA器件可以大大縮短系統(tǒng)的研制周期,減少資金投入。另外采用FPGA器件可以將原來的電路板級產(chǎn)品集成芯片級產(chǎn)品,從而降低了功耗,提高了可靠性,同時還可以很方便的對設(shè)計進(jìn)行在線修改。 該文在介紹了視頻格式轉(zhuǎn)換中的主要算法后,重點(diǎn)對去隔行、幀頻轉(zhuǎn)換、分辨率變換的FPGA綜合實現(xiàn)方案進(jìn)行了由簡單到復(fù)雜的深入研究,分別給出了最簡解決方案、基于非線性算法的解決方案和基于運(yùn)動補(bǔ)償?shù)慕鉀Q方案。最簡解決方案利用線性算法將去隔行,幀頻轉(zhuǎn)換,分辨率變換三項處理同時實現(xiàn),達(dá)到FPGA內(nèi)部資源和外部RAM耗用量都為最小的要求,是后續(xù)復(fù)雜方案的基礎(chǔ)。其中去隔行采用場合并方式,幀頻轉(zhuǎn)換采用幀重復(fù)方式,分辨率變換采用均勻插值方式。基于非線性算法的解決方案中加入了對靜止區(qū)域的判斷,靜止區(qū)域的輸出像素值直接選用相應(yīng)位置的已存輸入數(shù)據(jù),非靜止區(qū)域的輸出像素值通過對已存輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性運(yùn)算得出。基于運(yùn)動補(bǔ)償?shù)慕鉀Q方案在對靜止區(qū)域進(jìn)行判斷和處理的基礎(chǔ)上,對欲生成的變頻后的場間插值幀進(jìn)行運(yùn)動估計,根據(jù)運(yùn)動矢量得出非靜止區(qū)域的輸出像素值。其中為求得輸入場間相應(yīng)時間位置上的插值幀輸出數(shù)據(jù),該方案采用了自定義的前后向塊匹配運(yùn)動估計方式,通過對三步搜索算法的高效實現(xiàn),將SAD 值進(jìn)行比較得出運(yùn)動矢量。
標(biāo)簽: FPGA 視頻格式轉(zhuǎn)換 算法研究
上傳時間: 2013-07-19
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圖像縮放在圖像處理領(lǐng)域中,發(fā)揮著重要作用。圖像的分辨率調(diào)整和格式變換,都需要用到圖像縮放技術(shù)。隨著多媒體技術(shù)和大規(guī)模集成電路的發(fā)展,利用硬件實現(xiàn)視頻圖像無級縮放已成為圖像處理研究的一個重要課題。 圖像縮放通常由插值算法實現(xiàn)。傳統(tǒng)的插值算法由于實現(xiàn)原理的局限性,在縮放時容易引起邊緣鋸齒或細(xì)節(jié)模糊現(xiàn)象。針對傳統(tǒng)插值算法的這個不足,出現(xiàn)了許多基于邊緣改進(jìn)的算法。但這些算法一般只能完成2k倍數(shù)插值,無法真正做到基于邊緣的無級縮放。 為了實現(xiàn)基于邊緣改進(jìn)的無級縮放,本文做了如下五個方面的研究工作: 1.系統(tǒng)回顧了圖像縮放技術(shù),包括傳統(tǒng)圖像縮放技術(shù)和多邊緣檢測插值,分析了這些圖像縮放技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。 2.重點(diǎn)研究了新興的方向多項式插值算法,該算法能夠真正完成基于邊緣改進(jìn)的無級縮放。 3.提出改進(jìn)的方向多項式插值算法(IOPI算法),該算法針對硬件實現(xiàn),做了兩個方面改進(jìn):提出EDV算法,簡化邊緣方向的確定;提出Cubic6逼近插值算法(A-Cubic6算法),改善平坦區(qū)域縮放效果。其中的EDV算法通過加減、比較模塊,完成邊緣方向的確定。相比原算法中的乘除法、直方圖計算,大大簡化了硬件實現(xiàn),降低了硬件實現(xiàn)成本。A-Cubic6算法利用查找表簡化了Cubic6點(diǎn)插值算法的實現(xiàn),而且明顯改善了非邊緣區(qū)域的縮放效果。 4.研究縮放算法與圖像質(zhì)量的評價方法。比較、分析各算法的軟件仿真結(jié)果,得出結(jié)論:本文提出的IOPI算法在平坦區(qū)域和邊緣區(qū)域都具有比其它算法更突出的效果。 5.結(jié)合實時視頻處理要求,研究了IOPI算法的FPGA實現(xiàn)。已完成最近鄰域插值和A-Cubic6算法的FPGA實現(xiàn),可以在硬件平臺上穩(wěn)定工作。
上傳時間: 2013-06-05
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模糊控制是智能控制的重要組成部分,它能對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芯片上實現(xiàn)一個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。 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,采用自項向下的設(shè)計方法,應(yīng)用主流EDA工具進(jìn)行模糊控制各模塊的設(shè)計,并對每個模塊進(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)行仿真驗證和編程下載,并用一個溫度控制實驗驗證了控制器的功能,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)計技術(shù)在智能控制領(lǐng)域應(yīng)用的一個嘗試,拓寬了模糊控制器的實現(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、實時性和經(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)計出高精度的模糊控制器。
上傳時間: 2013-06-07
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在交流伺服系統(tǒng)中,永磁同步電動機(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)動系統(tǒng)受電機(jī)參數(shù)變化、外部負(fù)載擾動、對象未建模和非線性動態(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、動態(tài)響應(yīng)特性及對系統(tǒng)參數(shù)變化的自適應(yīng)性和抗干擾性是一個必然趨勢.該文對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)的計算機(jī)仿真工具(Matlab下的Simulink)對所提出的控制策略進(jìn)行了數(shù)字仿真和分析;仿真和實驗結(jié)果表明本文所提出的控制策略對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)
上傳時間: 2013-04-24
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開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)(SRD)是一種新型交流驅(qū)動系統(tǒng),以結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、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)的振動與噪聲.通過電磁場有限元計算可看出,在新型齒極結(jié)構(gòu)下,導(dǎo)致開關(guān)磁阻電機(jī)振動與噪聲的徑向力大為減小,尤其是當(dāng)轉(zhuǎn)子極相對定子極位于關(guān)斷位置時,徑向力大幅度地減小,并改善了徑向力沿定子圓周的分布,使其波動減小,從而減小了定子鐵心的變形與振動,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,對于非線性、變結(jié)構(gòu)、時變的被控對象均可取得較好的控制效果且不需知道被控對象的數(shù)學(xué)模型,這對于很難精確建模的開關(guān)磁阻電機(jī)來說尤其適用.同時,模糊控制實現(xiàn)比較容易.但對于變參數(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
上傳時間: 2013-05-16
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本文提出一種基于DCT 變換的數(shù)字圖像盲水印嵌入算法,通過對水印圖像進(jìn)行置亂加密與隨機(jī)產(chǎn)生嵌入位置來保證水印安全性,實驗證明此算法具有較好的不可見性,能夠抵御JPEG 壓縮、高斯模糊、均值濾波
上傳時間: 2013-07-11
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微型鍋爐液位模糊PID控制:本文研究基于Profibus 現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)兩級網(wǎng)絡(luò)的過程控制系統(tǒng)實驗裝置,被控對象是模擬電熱鍋爐。重點(diǎn)介紹了模糊PID 控制算法在鍋爐液位控制實驗系統(tǒng)中的應(yīng)用,說明了實
上傳時間: 2013-04-24
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