在傳統的直線驅動場合,都是由旋轉電機提供原動力,再由絲杠、絲桿、齒條等中間機構轉換為直線運動。這樣的設置,不僅在中間傳動過程中消耗了大量的能量,而且摩擦產生的噪聲也非常明顯,同時也給系統的維護工作帶來了麻煩。 直線電機的出現可以使上述問題得到解決,由于具備直接將電能轉化為直線運動的能力,直線電機已經在機床驅動、集成電路組裝等場合逐漸取代了傳統的旋轉電機的位置。 自19世紀中期直線電機的概念被首次提出以來,經過孕育、實驗、開發和實用這四個階段的發展,并借助于電力電子技術,以及日漸成熟的直線電機控制技術,直線電機已經廣泛應用到了制造業、交通運輸業等各個方面。 與旋轉電機類似,按工作原理的不同,直線電機也有著各種類型,應用較多的是直線步進電機、直線同步電機和直線感應電機。其中直線步進電機更多的是應用在需要精確定位的場合,比如半導體工業;后兩者則被應用在需要連續和大推力的場合,比如機床。而直線同步電機,尤其是永磁直線同步電機,憑借更大的單位面積推力、更高的效率等優點受到了更多的青睞,與此同時,由于沒有了勵磁繞組,電機的整個結構也得以簡化。另一方面,我國豐富的稀土資源也為這種電機的發展提供了廣泛空間。 作為一種較為新穎的電機,目前國內仍缺乏系統化的永磁直線同步電機設計方案,尤其是電樞繞組部分。常用的方法仍是基于傳統的旋轉電機,例如使用雙層疊繞組方案。通過對實際電機的軟件模擬,我們發現這樣的設計思路的表現并不能令人滿意,比如造成了動子線圈槽滿率過大,電機設計難以形成系列化等缺點,而電機本身輸出推力的波動也較大。 針對傳統方案的一系列缺點,本文提出了一種新的永磁直線同步電機設計方案。該方案基于“單元電機”的概念,使用單層同心式線圈。當目標推力要求變化時,只需改變“單元電機”的數目和排列組合的方式,就可以達到改變的目的。而每個單元中的繞組連接方式則不需要改變,由此避免了繁瑣而復雜的繞組設計,這就給電機的系列化設計帶來了便捷。同時,單層繞組的使用也更方便嵌線,也更有利于降低銅耗,提高效率。 在完成單元電機設計任務的基礎上,本文利用加拿大Infolytica公司出品的電磁場有限元分析軟件MagNet對電機的運行進行了模擬,并得到了電機的額定輸出推力曲線和反電動勢曲線,輸出推力曲線較之傳統方案也更平穩。體現了該設計方案的優越性。
上傳時間: 2013-06-29
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傳統開環運行的三相混合式步進電動機驅動系統中存在著振蕩和失步等不足之處。本文針對這種情況,通過對理想化三相混合式步進電動機數學模型的分析,把三相混合式步進電動機視為一種低速同步電動機。同時,結合電流跟蹤型PWM控制方式及恒流斬波驅動的工作原理,設計了基于數字信號處理器TMS320F2812的全數字三相混合式步進電動機正弦波細分驅動系統。 首先,本文從三相混合式步進電動機的數學模型出發,對步進電動機的細分驅動方式進行了研究,分析了步進電動機連續均勻旋轉的工作機理。然后分析了步進電動機的運行特性及細分控制的必要性,進而分析了細分驅動對改善步進電動機運行性能的作用,并針對細分運行的一些不足之處,提出了均勻細分恒轉矩控制的方案。理論分析表明,在混合式步進電動機的三相定子繞組中通以互差120°的正弦波電流時,可得到類似同步機的轉矩特性,使電動機均勻旋轉。 本系統硬件電路以TMS320F2812為核心,采用正弦波細分和電流跟蹤型脈寬調制(PWM)技術實現三相混合式步進電動機的細分控制,使三相定子繞組電流嚴格跟蹤電流給定信號變化。應用IR公司的IR2130集成驅動芯片進行了步進電動機驅動系統的功率驅動環節的設計,節省了板上空間,減小了裝置體積。同時從裝置可靠性出發,設計了一套安全可靠的硬件保護電路。 實驗結果表明,本文所設計的三相混合式步進電動機正弦波細分驅動器具有優良的控制性能。細分運行時減弱了混合式步進電動機的低速振動和噪聲,使電動機運行平穩,并改善了其低頻運行性能。
上傳時間: 2013-06-27
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講述了步進電機的驅動,調速及其接口電路設計等。
標簽: 步進電機
上傳時間: 2013-05-21
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隨著數字化技術的飛速發展,數字視頻信號的傳輸技術更是受到人們的關注。相比較其它類型的信息傳輸如文本和數據,視頻通信需要占用更多的帶寬資源,因此為了實現在帶寬受限的條件下的傳輸,視頻源必須經過大量壓縮。盡管現在的網絡狀況不斷地改善,但相對與快速增長的視頻業務而言,網絡帶寬資源仍然是遠遠不夠的。2003年3月,新一代視頻壓縮標準H.264/AVC的推出,使視頻壓縮研究進入了一個新的層次。H.264標準中包含了很多先進的視頻壓縮編碼方法,與以前的視頻編碼標準相比具有明顯的進步。在相同視覺感知質量的情況下,H.264的編碼效率比H.263提高了一倍左右,并且有更好的網絡友好性。然而,高編碼壓縮率是以很高的計算復雜度為代價的,H.264標準的計算復雜度約為H.263的3倍,所以在實際應用中必須對其算法進行優化以減低其計算復雜度。 @@ 本文首先介紹了H.264標準的研究背景,分析了國內外H.264硬件系統的研究現狀,并介紹了本文的主要工作。 @@ 接著對H.264編碼標準的理論知識、關鍵技術分別進行了介紹。 @@ 對H.264塊匹配運動估計算法進行研究,對經典的塊匹配運動估計算法通過對比分析,三步、二維等算法在搜索效率上優于全搜索算法,而全搜索算法在數據流的規則性和均勻性有著自己的優越性。 @@ 針對塊匹配運動估計全搜索算法的VLSI結構的特點,提出改進的塊匹配運動估計全搜索算法。本文基于對數據流的分析,對硬件尋址進行了研究。通過一次完整的全搜索數據流分析,改進的塊匹配運動估計算法在時鐘周期、PE資源消耗方面得到優化。 @@ 最后基于FPGA平臺對整像素運動估計模塊進行了研究。首先對運動估計模塊結構進行了功能子模塊劃分;然后對每個子模塊進行設計和仿真和對整個運動估計模塊進行聯合仿真驗證。 @@關鍵詞:H.264;FPGA;QuartusⅡ;幀間預測;運動估計;塊匹配
上傳時間: 2013-04-24
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人臉自動識別技術是模式識別、圖像處理等學科的一個最熱門研究課題之一。隨著社會的發展,各方面對快速有效的自動身份驗證的要求日益迫切,而人臉識別技術作為各種生物識別技術中最重要的方法之一,已經越來越多的受到重視。對于具有實時,快捷,低誤識率的高性能算法以及對算法硬件加速的研究也逐漸展開。 本文詳細分析了智能人臉識別算法原理,發展概況和前景,包括人臉檢測算法,人眼定位算法,預處理算法,PCA和ICA 算法,詳細分析了項目情況,系統劃分,軟硬件平臺的資源和使用。并在ISE軟件平臺上,用硬件描述語言(verilog HDL)對算法部分嚴格按照FPGA代碼風格進行了RTL 硬件建模,并對C++算法進行了優化處理,通過仿真與軟件算法結果進行比對,評估誤差,最后在VirtexII Pro FPGA 上進行了綜合實現。 主要研究內容如下: 首先,對硬件平臺xilinx的VirtexII Pro FPGA 上的系統資源進行了描述和研究,對存儲器sdram,RS-232 串口,JTAG 進行了研究和調試,對Coreconnect的OPB總線仲裁機理進行了兩種算法的比較,RTL 設計,仿真和綜合。利用ISE和VC++軟件平臺,對verilog和C++算法進行同步比較測試,使每步算法對應正確的結果。對軟硬件平臺的合理使用使得在項目中能盡可能多的充分利用硬件資源,制板時正確選型,以及加快設計和調試進度。其次,對人臉識別算法流程中的人臉檢測,人眼定位,預處理,識別算法分別進行了比較研究,選取其中各自性能最好的一種算法對其原理進行了分析討論。人臉檢測采用adaboost 算法,因其速度和精度的綜合性能表現優異。人眼定位采用小塊合并算法,因為它具有快速,準確,弱時實的特點。預處理算法采用直方圖均衡加平滑的算法,簡單,高效。 識別算法采用PCA 加ICA 算法,它能最大的弱化姿態和光照對人臉識別的影響。 最后,使用Verilog HDL 硬件描述語言進行算法的RTL 建模,在C++算法的基礎上,保證原來效果的前提下,根據FPGA 硬件特點對算法進行了優化。視頻輸入輸出是人臉識別的前提,它提供FPGA 上算法需要處理的數據,預處理算法在C++算法的基礎上進行了優化,最大的減少了運算量,提高了運算速度,16 位計算器模塊使得在算法實現時可以根據系統要求,在FPGA的ip 核和自己設計的模塊之間選擇性能更好的一個來調用,FIFO的設計提供同步和異步時鐘域的數據緩存。設計在ISE和VC++軟件平臺同時進行,隨時對verilog和C++數據進行監測和比對。全部設計模塊通過仿真,達到預定的性能要求,并在FPGA 上綜合實現。
上傳時間: 2013-07-13
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論文于單片機控制的基步進電機調速系統的設計 摘要: 步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下,電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數,而不受負載變化的影響,即給電機加一個脈沖信號,電機則轉過一個步距角。這一線性關系的存在,加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。步進電機的調速一般是改變輸入步進電機的脈沖的頻率來實現步進電機的調速,因為步進電機每給一個脈沖就轉動一個固定的角度,這樣就可以通過控制步進電機的一個脈沖到下一個脈沖的時間間隔來改變脈沖的頻率,延時的長短來具體控制步進角來改變電機的轉速,從而實現步進電機的調速。在本設計方案中采用AT89C51型單片機內部的定時器改變CP脈沖的頻率從而實現對步進電機的轉速進行控制,實現電機調速與正反轉的功能。
上傳時間: 2013-06-15
上傳用戶:yw14205
人臉識別技術繼指紋識別、虹膜識別以及聲音識別等生物識別技術之后,以其獨特的方便、經濟及準確性而越來越受到世人的矚目。作為人臉識別系統的重要環節—人臉檢測,隨著研究的深入和應用的擴大,在視頻會議、圖像檢索、出入口控制以及智能人機交互等領域有著重要的應用前景,發展速度異常迅猛。 FPGA的制造技術不斷發展,它的功能、應用和可靠性逐漸增加,在各個行業也顯現出自身的優勢。FPGA允許用戶根據自己的需要來建立自己的模塊,為用戶的升級和改進留下廣闊的空間。并且速度更高,密度也更大,其設計方法的靈活性降低了整個系統的開發成本,FPGA 設計成為電子自動化設計行業不可缺少的方法。 本文從人臉檢測算法入手,總結基于FPGA上的嵌入式系統設計方法,使用IBM的Coreconnect掛接自定義模塊技術。經過訓練分類器、定點化、以及硬件加速等方法后,能夠使人臉檢測系統在基于Xilinx的Virtex II Pro開發板上平臺上,達到實時的檢測效果。本文工作和成果可以具體描述如下: 1. 算法分析:對于人臉檢測算法,首先確保的是檢測率的準確性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一種基于Adaboost算法的人臉檢測方法。算法中較多的是積分圖的特征值計算,這便于進一步的硬件設計。同時對檢測算法進行耗時分析確定運行速度的瓶頸。 2. 軟硬件功能劃分:這一步考慮市場可以提供的資源狀況,又要考慮系統成本、開發時間等諸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro開發板,在上面有可以供利用的Power PC處理器、可擴展的存儲器、I/O接口、總線及數據通道等,通過分析可以對算法進行細致的劃分,實現需要加速的模塊。 3. 定點化:在Adaboost算法中,需要進行大量的浮點計算。這里采用的方法是直接對數據位進行操作它提取指數和尾數,然后對尾數執行移位操作。 4. 改進檢測用的級聯分類器的訓練,提出可以迅速提高分類能力、特征數量大大減小的一種訓練方法。 5. 最后對系統的整體進行了驗證。實驗表明,在視頻輸入輸出接入的同時,人臉檢測能夠達到17fps的檢測速度,并且獲得了很好的檢測率以及較低的誤檢率。
上傳時間: 2013-07-01
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本文首先介紹了步進電機的細分電流控制策略(實質是細分控制函數發生器),然后討論了圓弧插 補產生步進電機細分電流的控制方法。最后介紹一 個行之有效的優化修正方法—— 加權補償法。
上傳時間: 2013-07-28
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本文提出了一種基于SOPC 片上可編程的全數字化步進電機控制系統,本系統是以 FPGA 為核心控制器件,將驅動邏輯功能模塊和控制器成功地集成在FPGA 上實現,充分 發揮了硬件邏輯電路對數字信號高速的并行處理能力,可以使步進電機繞組電流細分達到 4096,且細分數可以自動調節,極大地提高了控制精度和驅動器的集成度,減小了驅動器 體積。
上傳時間: 2013-05-21
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本文論述了以電流矢量恒幅均勻旋轉原理為基礎的步進電機細分技術, 設計了基于單片機的SPWM控 制的電流矢量恒幅均勻旋的細分驅動模式, 并通過對軟件數據的設置可以實現多種細分級數驅動控制。并在 此基礎上為修正誤差引入電流反饋環節, 實現了對混合式步進電機精確運行控制。
上傳時間: 2013-06-05
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