本文的主要工作是設(shè)計(jì)與開發(fā)了用于機(jī)床主軸直接驅(qū)動(dòng)的全數(shù)字化永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的軟硬件平臺,并利用該平臺進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)研究,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的可行性。 首先,詳細(xì)闡述了坐標(biāo)變換理論,根據(jù)永磁同步電動(dòng)機(jī)的本體結(jié)構(gòu)推導(dǎo)了其在各坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,深入研究了永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制原理和id=0控制策略,此外對空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的基本原理和特性進(jìn)行了研究。 其次,采用MATLAB軟件建立了電機(jī)系統(tǒng)的仿真模型。整個(gè)仿真系統(tǒng)包括PMSM模塊、Power Module模塊、測量模塊、坐標(biāo)變換模塊、電流、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊和SVPWM模塊等。仿真結(jié)果驗(yàn)證了矢量控制和SVPWM技術(shù)應(yīng)用于本系統(tǒng)的可行性,同時(shí)為系統(tǒng)平臺設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。 再次,為了提高系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)特性和減小轉(zhuǎn)動(dòng)脈動(dòng),采用DSP TMS320F2812為核心進(jìn)行了永磁同步電動(dòng)機(jī)全數(shù)字矢量控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)硬件包括電流檢測、速度檢測、顯示電路、驅(qū)動(dòng)電路、主電路和系統(tǒng)保護(hù)電路等;系統(tǒng)軟件由DSP編程實(shí)現(xiàn),采用基于id=0的轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制方法,完成對永磁同步電動(dòng)機(jī)的解耦控制。速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器采用常規(guī)PI控制算法,逆變器采用SVPWM控制策略。同時(shí),給出了系統(tǒng)各模塊的軟件流程圖,包括系統(tǒng)初始化程序、速度和電流調(diào)節(jié)程序、SVPWM的實(shí)現(xiàn)以及功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)等子程序等。 最后,在實(shí)驗(yàn)平臺上做了大量深入的實(shí)驗(yàn)研究工作,并對試驗(yàn)波形做了深入分析。結(jié)果表明,該系統(tǒng)具有能夠響應(yīng)速度快,低轉(zhuǎn)速運(yùn)行平穩(wěn)和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),可以滿足主軸直接驅(qū)動(dòng)要求。
上傳時(shí)間: 2013-05-18
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射頻識別技術(shù)是一種自20 世紀(jì)80 年代新興的自動(dòng)識別技術(shù)。它是利用無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信。相對于普遍應(yīng)用的13.56MHz 射頻識別系統(tǒng),本設(shè)計(jì)中的868MHz 射頻識別系統(tǒng)有著更多的優(yōu)點(diǎn):讀寫距離遠(yuǎn),閱讀速度快等,是目前國際上RFID產(chǎn)品發(fā)展的熱點(diǎn)。 本課題研究的內(nèi)容包括研究符合ISO18000-6 標(biāo)準(zhǔn)的超高頻RFID 電子標(biāo)簽的主要特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、工作原理及讀寫方法, 重點(diǎn)在于與其相應(yīng)讀卡器的設(shè)計(jì)方案, 包括讀卡器的硬件電路設(shè)計(jì)、軟件程序流程以及與上位機(jī)通信的實(shí)現(xiàn)。 在硬件設(shè)計(jì)中,選用ATMEL 公司的AVR 單片機(jī)ATmega8 作為主控制器,設(shè)計(jì)了主控、復(fù)位、串行通信等電路。并以RFM 公司開發(fā)的TRC101 為射頻收發(fā)芯片進(jìn)行了射頻收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)。 軟件設(shè)計(jì)采用模塊化編程和結(jié)構(gòu)化編程的思想,單片機(jī)編程語言為匯編語言,與上位機(jī)串行通信采用Visual Basic 編程。經(jīng)過測試,誤碼率較低,編制的防沖突程序?qū)崿F(xiàn)了基于隨機(jī)二進(jìn)制算法的防沖突功能。 本設(shè)計(jì)具有可靠性高,模塊化設(shè)計(jì)等特點(diǎn),通過驗(yàn)證,滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,達(dá)到了預(yù)期的目的,并證明了本設(shè)計(jì)性能的穩(wěn)定性和可靠性。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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超聲波電機(jī)(Ultrasonic Motor,簡稱USM)是近二十年來發(fā)展起來的一種新原理微型電機(jī),該類電機(jī)不同于傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)電機(jī),它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)激發(fā)超聲振動(dòng),借助彈性體諧振放大,通過摩擦耦合使運(yùn)動(dòng)體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)。這種電機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)快、低速大力矩、不受電磁干擾、斷電自鎖等優(yōu)點(diǎn),在微型機(jī)械、機(jī)器人、精密儀器、家用電器、汽車、航空航天等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。 二十多年來超聲波電機(jī)的研究取得了很大的進(jìn)展,有些機(jī)型已經(jīng)逐步產(chǎn)業(yè)化。為了適應(yīng)超聲波電機(jī)推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要,必須加強(qiáng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的研究工作。目前,小型化、通用化、高性能的驅(qū)動(dòng)電源和簡單、實(shí)用的控制技術(shù)已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文總結(jié)了國內(nèi)外關(guān)于超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)以及其驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)理論與經(jīng)驗(yàn),分析了電機(jī)的阻抗特性及其諧振頻率漂移的影響因素。在此基礎(chǔ)上,本文提出了基于保持電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓、電流間相位差恒定不變的頻率跟蹤方法,設(shè)計(jì)了一種新型的超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源。 本文開展的主要研究工作如下: (1)簡要介紹了超聲波電機(jī)的基本原理、獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)、發(fā)展歷史以及本論文的選題意義和主要內(nèi)容。 (2)分析了超聲波電機(jī)的阻抗特性,在此基礎(chǔ)上研究了電機(jī)頻率漂移的原因及不利影響,總結(jié)了各種實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤的方法。 (3)在理論分析的基礎(chǔ)上,提出了基于保持超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓、電流間相位差恒定不變的頻率跟蹤方法,該方法可以由鎖相環(huán)CD4046實(shí)現(xiàn)。 (4)對所設(shè)計(jì)的超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn),從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知該電源能夠有效地驅(qū)動(dòng)電機(jī),并且頻率跟蹤的效果較好,電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化可穩(wěn)定在4%左右。
標(biāo)簽: 頻率 自動(dòng)跟蹤 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源
上傳時(shí)間: 2013-06-27
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對于arm2410或2440初始化的bootloader詳細(xì)注解
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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我國電網(wǎng)無功補(bǔ)償容量不足和配備不合理,特別是可調(diào)節(jié)的無功容量不足,快速響應(yīng)的無功調(diào)節(jié)設(shè)備更少。沖擊性負(fù)荷更會(huì)使得電網(wǎng)無功功率不平衡,將導(dǎo)致系統(tǒng)電壓的巨大波動(dòng)、善變,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致用電設(shè)備的損壞,出現(xiàn)系統(tǒng)電壓崩潰和穩(wěn)定性被破壞事故。 FC+TCR型靜止無功補(bǔ)償裝置響應(yīng)速度快,可以動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無功功率,提高系統(tǒng)功率因數(shù),抑制系統(tǒng)電壓波動(dòng)和閃變,因此在電氣化鐵路、電弧爐、軋機(jī)等的負(fù)荷無功補(bǔ)償上得到廣泛應(yīng)用。中小用戶由于成本高較少使用,但中小用戶無功補(bǔ)償容量及市場巨大,研制適合中小用戶的FC+TCR型靜止無功補(bǔ)償裝置很有必要。基于此目的,本文研制一臺10kV FC+TCR型靜止無功補(bǔ)償裝置,并以此為研究對象進(jìn)行設(shè)計(jì)理論研究工作。 本文根據(jù)負(fù)荷無功功率的變化情況,計(jì)算了靜止無功補(bǔ)償裝置的主電路參數(shù),設(shè)計(jì)配備了高電位取能觸發(fā)板和BOD過電壓保護(hù)板。選擇以TMS320F2812為核心的嵌入式控制板為主要部件,設(shè)計(jì)信號接入電路和晶閘管觸發(fā)脈沖形成電路,構(gòu)成最基本的靜止無功補(bǔ)償控制器。 基于瞬時(shí)無功補(bǔ)償理論和不平衡負(fù)荷的平衡化原理(Steinmetz原理),建立補(bǔ)償電納計(jì)算模型,通過電壓電流瞬時(shí)值采樣計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)乃矔r(shí)無功功率和電納,根據(jù)補(bǔ)償電納通過查表方法求得晶閘管的控制角,并將其應(yīng)用到靜止無功補(bǔ)償裝置樣機(jī)中。仿真結(jié)果表明,算法是快速有效和準(zhǔn)確的,主電路的參數(shù)是合理的,具有實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值。
上傳時(shí)間: 2013-08-02
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射頻功率放大器存在于各種現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)的末端,所以射頻功率放大器性能的優(yōu)劣直接影響到整個(gè)通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)。如何在兼顧效率的前提下提高功放的線性度是近年來國內(nèi)外的研究熱點(diǎn),在射頻功率放大器的設(shè)計(jì)過程中這是非常重要的問題。 作為發(fā)射機(jī)末端的重要模塊,射頻功率放大器的主要任務(wù)是給負(fù)載天線提供一定功率的發(fā)射信號,因此射頻功率放大器一般都工作在大信號條件下。所以設(shè)計(jì)射頻功率放大器時(shí),器件的選型和設(shè)計(jì)方式都和一般的小信號放大器不同,尤其在寬帶射頻功率放大器的設(shè)計(jì)過程中,由于工作頻帶很寬,且要綜合考慮線性度和效率問題,所以射頻功率放大器的設(shè)計(jì)難度很大。 本文設(shè)計(jì)了一個(gè)工作頻帶為30-108MHz,增益為25dB的寬帶射頻功率放大器。由于工作頻帶較寬,輸出功率較大,線性度要求高;所以在實(shí)際的過程中采用了寬帶匹配,功率回退等技術(shù)來達(dá)到最終的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 本文首先介紹了關(guān)于射頻功率放大器的一些基礎(chǔ)理論,包括器件在射頻段的工作模型,使用傳輸線變壓器實(shí)現(xiàn)阻抗變換的基本原理,S參數(shù)等,這些是設(shè)計(jì)射頻功率放大器的基本理論依據(jù)。然后本文描述了射頻功率放大器非線性失真產(chǎn)生的原因,在此基礎(chǔ)上介紹了幾種線性化技術(shù)并做出比較。然后本文介紹了射頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)并提出一種具體的設(shè)計(jì)方案,最后利用ADS軟件對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了仿真。仿真過程包括兩個(gè)步驟,首先是進(jìn)行直流仿真來確定功放管的靜態(tài)工作點(diǎn),然后進(jìn)行功率增益即S21的仿真并達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
上傳時(shí)間: 2013-07-28
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近幾十年來,移動(dòng)通信進(jìn)入了飛速發(fā)展時(shí)期,它與人們的日常生活息息相關(guān),已經(jīng)成為了人們生活中的必需品,目前移動(dòng)通信正處在由第二代向第三代過渡的階段。調(diào)制技術(shù)是移動(dòng)通信中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),根據(jù)不同的無線信道的特點(diǎn)選擇合適的、高效的調(diào)制方式對移動(dòng)通信系統(tǒng)的性能非常重要。軟件無線電技術(shù)的出現(xiàn)對于移動(dòng)通信的發(fā)展起到了很大的推動(dòng)作用,構(gòu)建一個(gè)通用的、標(biāo)準(zhǔn)的、模塊化的硬件平臺,把以前用硬件實(shí)現(xiàn)的無線電功能用軟件來實(shí)現(xiàn),大大地提高了通信系統(tǒng)的靈活性。用軟件無線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字調(diào)制靈活性好,可以通過空中下載實(shí)現(xiàn)不同的調(diào)制方式,從而適應(yīng)不同的通信體制。 在閱讀了大量數(shù)字調(diào)制和軟件無線電的國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,本文深入研究了各種數(shù)字調(diào)制方式的原理以及優(yōu)缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了一個(gè)軟件無線電平臺以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)字調(diào)制。該平臺以TI公司的DSP芯片TMS320VC5416為核心部分進(jìn)行信號的處理用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制算法,在外圍電路上擴(kuò)展了ADC、DAC芯片分別構(gòu)成前向數(shù)據(jù)采集模塊和后向調(diào)制信號處理模塊,同時(shí)用CPLD來構(gòu)成邏輯控制模塊,主要實(shí)現(xiàn)地址分配、提供接口控制信號、輸入信息檢索功能、譯碼功能和分頻功能。在軟件設(shè)計(jì)方面,本設(shè)計(jì)分為整體邏輯控制和數(shù)字調(diào)制算法實(shí)現(xiàn)兩部分。在整體邏輯控制部分主要是針對CPID模塊進(jìn)行整體邏輯控制的設(shè)計(jì),在數(shù)字調(diào)制算法部分主要是在DSP模塊實(shí)現(xiàn)ASK、FSK、QPSK等數(shù)字調(diào)制算法的設(shè)計(jì)。 本軟件無線電平臺具有處理速度快、實(shí)時(shí)操作性強(qiáng)、存儲大量數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵字:軟件無線電;數(shù)字調(diào)制;DSP;CPLD
標(biāo)簽: DSP 軟件無線電 數(shù)字調(diào)制
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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輕型高壓直流輸電系統(tǒng)在解決交流系統(tǒng)非同步互聯(lián)、向偏遠(yuǎn)地區(qū)的無源負(fù)荷供電、滿足保護(hù)環(huán)境要求等方面具有很大的優(yōu)勢。在傳統(tǒng)的基于兩電平或三電平電壓源型換流器的輕型高壓直流輸電系統(tǒng)中,換流器交流側(cè)需要使用體積龐大和笨重的濾波裝置,橋臂的高電壓需要功率開關(guān)器件直接串聯(lián)來實(shí)現(xiàn)等,增大了換流站的占地空間,降低了換流器的工作效率。 本文針對傳統(tǒng)輕型高壓直流輸電系統(tǒng)所存在的缺點(diǎn),采用一種新的模塊化多電平換流器作為輕型高壓直流輸電系統(tǒng)的換流器。分析了模塊化多電平換流器的工作原理,并提出將其應(yīng)用于輕型高壓直流輸電系統(tǒng)的調(diào)制算法和控制策略。最后對控制系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行一定的探討。通過仿真驗(yàn)證所提出的調(diào)制算法和控制策略的正確性。具體說來,全文的主要工作體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 1、詳細(xì)講述模塊化多電平換流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、子模塊的具體實(shí)現(xiàn)形式及工作原理,并提出適合該換流器的調(diào)制算法。 2、詳細(xì)介紹組成輕型高壓直流輸電系統(tǒng)的電壓源型換流器的工作原理,分析電壓源型換流器的間接電流和直接電流控制策略。 3、對基于模塊化多電平換流器的輕型高壓直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行仿真,驗(yàn)證所提出控制策略的正確性。 4、探討解決模塊化多電平換流器子模塊直流側(cè)電容電壓的均衡問題,提出一種較為簡單有效的控制方法。 5、提出基于模塊化多電平換流器結(jié)構(gòu)的輕型高壓直流輸電控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法,并重點(diǎn)講述子模塊的數(shù)字邏輯電路的實(shí)現(xiàn)方法。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著用戶對供電質(zhì)量要求的進(jìn)一步提高,模塊化UPS 并聯(lián)系統(tǒng)獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。本文以模塊化UPS為研究對象,根據(jù)電路結(jié)構(gòu),將其分為直流部分模塊化和交流部分模塊化分別進(jìn)行討論。整流環(huán)節(jié)對Boost-PFC 電路進(jìn)行并聯(lián)控制,實(shí)現(xiàn)直流部分的模塊化;逆變環(huán)節(jié)在瞬時(shí)電壓PID 控制的基礎(chǔ)上,引入了瞬時(shí)均流的并聯(lián)控制策略,實(shí)現(xiàn)交流部分的模塊化。 介紹了有源功率因數(shù)校正技術(shù)的基本原理和控制思路,分析了單管雙Boost-PFC電路的工作過程,并將其簡化等效成常規(guī)的Boost 電路進(jìn)行分析和控制。根據(jù)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),分別對電流控制環(huán)和電壓控制環(huán)進(jìn)行了分析,得出了電感電流主要受電流指令的影響,而輸入輸出電壓差的影響則相對比較??;輸出電壓主要受參考給定指令電壓、緩啟給定指令電壓以及輸出電流等因素的影響。根據(jù)電流環(huán)和電壓環(huán)的解析表達(dá)式,給出了并聯(lián)控制的方法及原理。 對單相電路、三相電路以及多模塊并聯(lián)電路分別進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,對多模塊的并聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。建立了單相逆變器的數(shù)學(xué)模型,并加入PID 控制器,得到了輸出電壓的解析表達(dá)式,得出逆變器輸出電壓與參考給定電壓和輸出電流有關(guān)。利用極點(diǎn)配置的方法得到了模擬域PID 控制器參數(shù)的計(jì)算公式,并采用后向差分法,將其轉(zhuǎn)換到數(shù)字域,得到了數(shù)字PID 控制器參數(shù)與模擬域參數(shù)的換算關(guān)系。通過實(shí)驗(yàn)測試和曲線擬合的辦法,得到了實(shí)際逆變器的電路參數(shù)。通過對所設(shè)計(jì)的數(shù)字PID 控制器進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了理論分析和計(jì)算。建立了PID 電壓閉環(huán)的多逆變器并聯(lián)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,分析得出并聯(lián)系統(tǒng)的輸出電壓主要由系統(tǒng)中各模塊的平均給定電壓決定,同時(shí)也受較高次的輸出諧波電流影響,受輸出基波電流影響相對較??;環(huán)流主要受模塊的給定電壓與系統(tǒng)平均給定電壓的偏差影響。針對環(huán)流產(chǎn)生的原因,提出了一種瞬時(shí)均流控制策略來減小系統(tǒng)環(huán)流對給定電壓偏差的增益,從而達(dá)到瞬時(shí)均流的目的。 對兩逆變模塊并聯(lián)的系統(tǒng)在各種工況下進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了理論分析的正確性和這種瞬時(shí)均流控制策略的可行性。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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本文以濾波技術(shù)飛速發(fā)展,小波濾波優(yōu)越性的凸現(xiàn),以及虛擬儀器的易操作等良好特性為背景,以簡單易行和濾波效果良好為研究目的,展開本文信號濾波處理的研究工作。 在深入研究三種小波濾波方法原理和優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,本文提出了一種新的優(yōu)化濾波方法,包括以下三個(gè)方面: 首先,將靜態(tài)小波變換(SWT)應(yīng)用于濾波處理。利用SWT的平移不變性和冗余性來進(jìn)行含噪信號的分解,這樣不僅彌補(bǔ)了正交小波變換的不足,而且提高了濾波性能。 然后,提出了基于空域相關(guān)的優(yōu)化閾值函數(shù)濾波算法。該算法把小波系數(shù)間的相關(guān)性應(yīng)用于閾值濾波。它是在構(gòu)造出基于空域相關(guān)的顯著性函數(shù)和基于顯著性函數(shù)的閾值濾波過程的基礎(chǔ)上,提出了基于空域相關(guān)的優(yōu)化閾值函數(shù),并且把極小化廣義交叉驗(yàn)證(GCV)得到均方差(MSE)意義下的最優(yōu)閾值作用于該優(yōu)化閾值函數(shù)。該濾波算法不僅實(shí)現(xiàn)了噪聲的有效去除,而且信號的重要特征也保留完好; 最后,引入了新型鎖相環(huán)--正交鎖相環(huán)(QPLL)。鑒于QPLL不僅具有鎖定范圍寬、入鎖速度快、鎖定后精度高的性能,而且還具有良好的抑制諧波、噪聲的能力,以及對波形畸變不敏感等良好特性,所以QPLL的引入達(dá)到了信號鎖定和優(yōu)化濾波的目的,使優(yōu)化濾波方法的設(shè)計(jì)更具新意,而且取得了更好的濾波效果。 為了驗(yàn)證優(yōu)化濾波方法,本文搭建了實(shí)驗(yàn)平臺,它是由FPGA信號采集部分和LabVIEW軟件濾波處理兩個(gè)部分構(gòu)成。通過傳感器采集信號,經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后送入FPGA。以FPGA為CPU控制A/D轉(zhuǎn)換,并進(jìn)行波形數(shù)據(jù)緩存,在接收到LabVIEW的命令后,將存儲的數(shù)據(jù)送給串口。在LabVIEW中,從串口檢測所需的波形數(shù)據(jù),然后通過優(yōu)化濾波方法將數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理,最后在前面板中把實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示出來。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該優(yōu)化濾波方法不僅能實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的濾波功能,而且簡單易行,是一種有效的濾波方法。
上傳時(shí)間: 2013-07-20
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