近年來，基于DSP和FPGA的運動控制系統(tǒng)己成為新一代運動控制系統(tǒng)的主流。基于DSP和FPGA的運動控制系統(tǒng)不僅具有信息處理能力強，而且具有開放性、實時性、可靠性的特點，因此在機器人運動控制領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。 論文從步行康復(fù)訓(xùn)練器的設(shè)計與制作出發(fā)，主要進行機器人的運動控制系統(tǒng)設(shè)計和研究。文章首先提出了多種運動控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。根據(jù)它們的優(yōu)缺點，選定以DSP和FPGA為核心進行運動控制系統(tǒng)平臺的設(shè)計。 論文詳細研究了以DSP和FPGA為核心實現(xiàn)運動控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計，利用DSP實現(xiàn)運動控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與相關(guān)功能模塊，利用FPGA實現(xiàn)運動控制系統(tǒng)地址譯碼電路、脈沖分配電路以及光電編碼器信號處理電路，并對以上電路系統(tǒng)進行了功能仿真和時序仿真。 結(jié)果表明，基于DSP和FPGA為核心的運動控制系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了設(shè)計功能要求，同時提高了機器人運動控制系統(tǒng)的開放性、實時性和可靠性，并大大減小了系統(tǒng)的體積與功耗。
標(biāo)簽： FPGA DSP 機器人 運動控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-22
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隨著微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，運動控制系統(tǒng)正朝著通用化、智能化、微型化的方向發(fā)展。目前，以數(shù)字信號處理器（DSP）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）為核心的運動控制卡已成為運動控制器的發(fā)展主流。它可方便地以插卡形式嵌入PC機，將PC機強大的信息處理能力和開放式特點與運動控制卡的運動控制能力相結(jié)合，具有信息處理能力強、開放程度高、運動控制方便、通用性好的特點。因此，本文通過對運動控制技術(shù)的深入研究，開發(fā)了一款以DSP和FPGA為主控單元、基于PCI總線的運動控制卡。 首先，設(shè)計了運動控制卡硬件電路，對控制卡的DSP和FPGA外圍電路、PCI總線接口電路、模擬量輸出電路、編碼器信號采集電路、通用I/O接口電路等實現(xiàn)方法進行了詳細討論。 為提高控制卡的硬件集成度和可靠性，通過對FPGA的編程設(shè)計，在FPGA中實現(xiàn)了PCI總線目標(biāo)設(shè)備接口控制器、雙端口RAM、DDA精插補電路、DAC接口電路、編碼器信號處理電路和數(shù)字I/O信號處理電路。 基于改進的數(shù)字PID控制器和前饋控制，設(shè)計開發(fā)了運動控制卡的位置閉環(huán)伺服控制器，并整定了控制器參數(shù)，獲得良好的伺服控制特性。 最后，采用WinDriver開發(fā)了控制卡的驅(qū)動程序，并詳細介紹了驅(qū)動程序的開發(fā)流程。
上傳時間： 2013-08-01
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隨著通信技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，多媒體的應(yīng)用與服務(wù)越來越廣泛，視頻壓縮編碼技術(shù)也隨之成為非常重要的研究領(lǐng)域。運動估計是視頻壓縮編碼中的一項關(guān)鍵技術(shù)。由于視頻編碼系統(tǒng)的復(fù)雜性主要取決于運動估計算法，因此如何找到一種可靠、快速、性能優(yōu)良的運動估計算法一直是視頻壓縮編碼的研究熱點。運動估計在視頻編碼器中承擔(dān)的運算量最大、控制最為復(fù)雜，由于對視頻編碼的實時性要求，因此運動估計模塊一般都采用硬件來設(shè)計。 本文的目的是在FPGA芯片上設(shè)計實現(xiàn)一種更優(yōu)的易于硬件實現(xiàn)的塊匹配運動估計算法——二步搜索算法。全文首先討論了塊匹配運動估計理論及其主要技術(shù)指標(biāo)，介紹了運動估計技術(shù)在MPEG-4中的應(yīng)用，然后在對典型的運動估計算法進行分析比較的基礎(chǔ)上討論了一種性能和硬件實現(xiàn)難易度綜合指數(shù)較高的二步搜索算法。本文對已有的用于全搜索算法實現(xiàn)的VLSI結(jié)構(gòu)進行了改進，設(shè)計了符合二步搜索算法要求的FPGA實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，并在對其理論分析之后，對實現(xiàn)該算法的運動估計模塊進行了功能模塊的劃分，并運用VerilogHDL硬件描述語言、ISE及Modelsim開發(fā)工具在Spartan-IIEXC2S300eFPGA芯片上完成了對各功能模塊的設(shè)計、實現(xiàn)與時序仿真。最后，對整個運動估計模塊進行了仿真測試，給出了其在FPGA上搭建實現(xiàn)后的時序仿真波形圖與占用硬件資源情況，通過對時序仿真結(jié)果可知本文設(shè)計的各功能模塊工作正常，并且能夠協(xié)同工作，整個運動估計模塊能夠正確的實現(xiàn)二步搜索運動估計算法，并輸出正確的運動估計結(jié)果；通過對占用硬件資源及時鐘頻率情況的分析驗證了本文設(shè)計的二步搜索運動估計算法的FPGA實現(xiàn)結(jié)構(gòu)具備先進性和實時可實現(xiàn)性。
上傳時間： 2013-05-27
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該文主要介紹基于DSP(TMS320LF2407A)和CPLD(MAX3128A)伺服運動控制平臺的設(shè)計.文中在討論了永磁同步電機的控制策略的基礎(chǔ)上提出了針對表面式永磁同步伺服電機的i=0的矢量控制,介紹了通過光電碼盤確定永磁同步電機轉(zhuǎn)子磁極位置的方法,以及SVPWM的原理和特性及其數(shù)字實現(xiàn)方法.詳細闡述由TMS320LF2407A和MAX3128A構(gòu)建的傳動控制系統(tǒng)平臺.以上述平臺為基礎(chǔ),設(shè)計了一個基于矢量控制的三環(huán)永磁同步伺服系統(tǒng),為解決典Ⅱ系統(tǒng)超調(diào)和抗擾性的矛盾,將IP調(diào)節(jié)器引入系統(tǒng).通過試驗證明IP調(diào)節(jié)器在不影響系統(tǒng)抗擾性和穩(wěn)態(tài)精度的前提下,大大降低了電流的超調(diào).工程實踐證明了設(shè)計的正確性.為了滿足用戶對系統(tǒng)方便操作和監(jiān)視的要求,實現(xiàn)參數(shù)在線修改以及故障綜合,并滿足一定可視性,提出并設(shè)計了基于RS232的串行通訊程序,包括兩部分:PC機的監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)字操作器.文中詳細分析了設(shè)計數(shù)字操作器的硬件模塊及框圖和軟件流程,實際應(yīng)用表明數(shù)字操作器方便了用戶對系統(tǒng)的操縱和監(jiān)視,已在實際工程中得到應(yīng)用.
上傳時間： 2013-04-24
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本文闡述了硝酸生產(chǎn)聯(lián)鎖報警控制系統(tǒng)的意義，介紹了系統(tǒng)的特性和要求，提出了生產(chǎn)聯(lián)鎖報警的實現(xiàn)線路，給出了PLC實現(xiàn)的部分流程。現(xiàn)場應(yīng)用表明系統(tǒng)可靠實用。關(guān)鍵詞：PLC ;聯(lián)鎖;報警;硝酸
標(biāo)簽： Realization nitric-acid PLC interlock
上傳時間： 2013-07-07
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礦用隔爆饋電開關(guān)是煤礦井下配電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，作為配電開關(guān)，用于含有瓦斯或煤塵等爆炸危險環(huán)境的礦井中，控制和保護低壓供電網(wǎng)絡(luò)。其性能好壞直接影響著煤礦井下的生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率，而目前國內(nèi)饋電開關(guān)普遍存在集成度低、可靠性差、智能監(jiān)控水平低等缺點。 本課題將嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用到饋電開關(guān)中，通過對礦山供電系統(tǒng)工作原理、真空饋電開關(guān)工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210為處理器、ARM7為內(nèi)核)嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)了總體網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的設(shè)計和智能饋電開關(guān)控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計；通過對嵌入式實時操作系統(tǒng)的移植、嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)和移植以及基于C/S模式下的套接字編程等的研究和分析，完成了監(jiān)控主機與嵌入式系統(tǒng)的通信軟件和保護控制算法的應(yīng)用程序的編寫，從而實現(xiàn)了礦井地面監(jiān)控主機與井下嵌入式系統(tǒng)饋電開關(guān)的快速通信，解決了地面監(jiān)控主機對井下饋電回路及電氣開關(guān)的遠程智能監(jiān)控的難題，最終設(shè)計出一套集實時保護控制和遠程監(jiān)控功能于一身的智能型饋電開關(guān)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。 實驗結(jié)果表明：在嵌入式系統(tǒng)端的通信軟件和監(jiān)控主機端的通信軟件的驅(qū)動下，實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)與監(jiān)控主機的快速遠程通信，通信速度快、可靠性高、可視化效果好，完全滿足了監(jiān)控系統(tǒng)的快速通信要求。 本課題的研究成果為工業(yè)控制領(lǐng)域提供了一個開放式、全分布、可互操作性的通信控制平臺，為提高煤礦井下設(shè)備的遠程智能監(jiān)控水平和安全操控系數(shù)提供了新的解決方法，為地面監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)更大規(guī)模、更深層次地對井下電氣設(shè)備的集中控制、分散管理奠定了理論和實踐基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式網(wǎng)絡(luò) 中的應(yīng)用 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-25
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溫度的測量和控制在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用，尤其在石油、化工、電力、冶金等工業(yè)領(lǐng)域中，對溫度的測量和監(jiān)控是非常重要的一個環(huán)節(jié)，溫度參數(shù)是工業(yè)控制中的一項重要的指標(biāo)。 本文主要研究了基于ARM9架構(gòu)的嵌入式Linux系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域中各種爐溫控制場合中的應(yīng)用。目前控制方案主要是采用傳統(tǒng)的PLC和單片機進行控制。PLC主要是針對單項工程或者重復(fù)數(shù)極少的項目，靈活性相對不足，并且體積大，成本相對較高；而單片機主要用于小型設(shè)備的控制，具有成本低，功耗低，效率高的特點，但可移植性較差。為了適應(yīng)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，新技術(shù)革新以及產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化現(xiàn)代化的發(fā)展，本文針對PLC和單片機控制的優(yōu)缺點和應(yīng)用場合提出了采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200和Linux操作系統(tǒng)相結(jié)合的嵌入式溫度控制系統(tǒng)，具有系統(tǒng)擴展性強、可靠性高、響應(yīng)速度快、體積小等特點，為用戶提供了一種新型的控制方案。 本文首先論述了嵌入式操作系統(tǒng)的組成，接著設(shè)計了溫度控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，主要包括CPU模塊、模擬電路模塊、存儲模塊和通信模塊四個部分：在對溫度控制系統(tǒng)的軟件部分的設(shè)計中，主要是針對Boot-Loader的移植、Linux內(nèi)核移植、根文件系統(tǒng)的定制、驅(qū)動程序的編寫和應(yīng)用程序的編寫五部分進行設(shè)計。 系統(tǒng)功能主要是循環(huán)采集AD通道數(shù)據(jù)，上傳AD數(shù)據(jù)到服務(wù)器，接收服務(wù)器下發(fā)的控制數(shù)據(jù)包，記錄日志等。通過在線運行測試，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，采集和控制效果良好，可有效降低了生產(chǎn)成本和工人的勞動強度，為安全生產(chǎn)提供保證。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 溫度控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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ZigBee是近年來出現(xiàn)的一種新型無線通信技術(shù)，其具有近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的特點，在家用系統(tǒng)控制、樓宇自動化、工業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域具有廣闊的市場空間。ZigBee的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層由IEEE802.15.4工作組制定，高層(網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)安全性及互邊互通應(yīng)用)由ZigBee聯(lián)盟負責(zé)。 隨著ZigBee技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用，越來越多的ZigBee設(shè)備終端將出現(xiàn)在工業(yè)現(xiàn)場，這就提出了將這些ZigBee設(shè)備與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)連接起來要求，為此需要設(shè)計一個無線的ZigBee網(wǎng)關(guān)來進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，因此對ZigBee網(wǎng)關(guān)的研究和設(shè)計具有重要的意義。 本系統(tǒng)選用基于ARM 920T內(nèi)核的S3C2410作為ZigBee網(wǎng)關(guān)的主處理器，并且選用符合802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的CC2420作為ZigBee網(wǎng)關(guān)的無線收發(fā)器。為了降低開發(fā)成本以及方便程序升級，網(wǎng)關(guān)選用開源嵌入式Linux操作系統(tǒng)，基于2.6.內(nèi)核進行開發(fā)。本文主要對網(wǎng)關(guān)軟件部分進行了深入研究。軟件部分主要由2個程序組成：無線收發(fā)器的驅(qū)動程序和網(wǎng)關(guān)程序。其中網(wǎng)關(guān)程序主要包含Zigbee協(xié)議棧模塊和網(wǎng)關(guān)通信模塊。開發(fā)和測試主要語言采用標(biāo)準(zhǔn)C語言，驅(qū)動部分測試部分采用Bash腳本。 本文首先介紹了無線通信的背景知識和ZigBee協(xié)議棧，然后詳細闡述了采用Linux來進行無線收發(fā)器驅(qū)動程序設(shè)計的關(guān)鍵點，同時對基于Linux的嵌入式ZigBee網(wǎng)關(guān)協(xié)議棧進行了移植，并且給出了ZigBee網(wǎng)關(guān)通信程序的設(shè)計方法以及程序的編譯、調(diào)試和測試方法，實現(xiàn)了將ZigBee設(shè)備的數(shù)據(jù)及其狀態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)給上位數(shù)據(jù)服務(wù)器的過程，最后還提出了作者對未來工作方向的一些改進思路和方法。
標(biāo)簽： ZigBee ARM 嵌入式無線 網(wǎng)關(guān)
上傳時間： 2013-07-17
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遠程控制的目的旨在突破地域和環(huán)境上的限制，對現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)及各種參數(shù)進行遠程監(jiān)控。尤其是在現(xiàn)場設(shè)備分布離散、工作環(huán)境惡劣等情況下，遠程控制技術(shù)的采用實現(xiàn)了跨地域的集中控制，節(jié)省了人力物力，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益。 本文采用ARM7TDMI系列S3C44BOX嵌入式微處理器和μC/OS—Ⅱ作為系統(tǒng)開發(fā)平臺，研究并完成了操作系統(tǒng)的移植、應(yīng)用程序的編寫和系統(tǒng)的集成測試。在充分理解μC/OS—Ⅱ文件體系結(jié)構(gòu)和移植條件的基礎(chǔ)上，移植了OS_CPU.H、OS_CPU_AASM和OS_CPU_C.C三個文件。自定義了手機短信的通信格式。應(yīng)用程序的編寫完成了對串口信息的監(jiān)測、讀寫、分析與執(zhí)行。根據(jù)系統(tǒng)功能制定需要被操作系統(tǒng)調(diào)度的任務(wù)及任務(wù)優(yōu)先級。系統(tǒng)調(diào)試主要分為兩個步驟，先于宿主機上脫機調(diào)試程序代碼，成功后通過JTAG端口下載到目標(biāo)機上進行在線調(diào)試。 本文將移動通信技術(shù)和嵌入式技術(shù)結(jié)合起來應(yīng)用到遠程控制系統(tǒng)中。憑借SMS短消息業(yè)務(wù)所具有的操作簡便、收費低廉、可靠性高等特點來發(fā)送對遠程設(shè)備的監(jiān)控指令；嵌入式實時操作系統(tǒng)的移植則更好地實現(xiàn)了對監(jiān)控指令的分析與執(zhí)行，提高了系統(tǒng)的執(zhí)行效率。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 遠程控制 平臺系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-25
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礦井加暖系統(tǒng)在礦產(chǎn)、冶金、化工等工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用。課題組根據(jù)熱效率、壽命、自動化程度等方面存在的問題，經(jīng)過調(diào)查、分析和研究開發(fā)了一套新型礦用環(huán)保熱風(fēng)爐系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、火焰監(jiān)測系統(tǒng)和主機控制系統(tǒng)三部分組成。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，要對復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境進行監(jiān)測控制，是整個新型熱風(fēng)爐自動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。本文設(shè)計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由MSP430單片機、模擬量采集(A/D)、模擬量輸出(D/A)、開關(guān)量采集、開關(guān)量輸出、存儲、通信接口及其他輔助電路組成，結(jié)構(gòu)簡單、機構(gòu)可靠性高，使用壽命長，能夠?qū)ο到y(tǒng)的各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測和控制，對于礦井的安全可靠生產(chǎn)具有重要的意義。
標(biāo)簽： ARM 熱風(fēng)爐 接口設(shè)計 自動控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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