本文的研究內(nèi)容是在激光測距項(xiàng)目基礎(chǔ)上進(jìn)行的,分析了各種激光測距方法的利弊,最終選用脈沖激光測距的實(shí)現(xiàn)方式,并且對脈沖激光測距系統(tǒng)做了深入研究。 本文設(shè)計(jì)了以FPGA為核心的信號處理模塊,實(shí)現(xiàn)了對激光信號的編碼和譯碼、對激光發(fā)射控制時(shí)鐘的分頻、和內(nèi)部PLL倍頻實(shí)現(xiàn)內(nèi)部高頻計(jì)時(shí)時(shí)鐘等,提高了系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。使用并行脈沖計(jì)數(shù)法,提高了計(jì)時(shí)精度,分析了可能產(chǎn)生誤差的原因,并且對結(jié)果做了相應(yīng)的修正,減小了激光測距系統(tǒng)的誤差。并且制定了四種工作模式,可以根據(jù)不同的實(shí)際環(huán)境選擇相應(yīng)的測距模式,以達(dá)到最好的測量效果。 在接收方面突破以往普通的被動(dòng)接收方式,提出了利用窗函數(shù)接收回波的主動(dòng)接收方式,結(jié)合窄帶濾光片的濾光效果,提高了系統(tǒng)的抗干擾性能。從課題要求出發(fā),本激光測距系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了體積小、功耗低的特點(diǎn),測量距離相對較近(0.5-50米),屬于近距測量系統(tǒng)。
標(biāo)簽: FPGA 激光測距 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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激光光譜探測是激光偵查、激光告警、污染物檢測等領(lǐng)域中采用的重要技術(shù)。通過對來襲激光的光譜特征進(jìn)行識別,可以為光電對抗提供依據(jù)。本文在分析和研究現(xiàn)有激光光譜探測技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了通過非掃描M-Z干涉法來獲取激光信號的相干圖,并對該圖進(jìn)行快速傅立葉變換,從而實(shí)時(shí)獲得激光光譜的技術(shù)。 在研究中,由M-Z干涉具形成的激光干涉條紋經(jīng)CCD相機(jī)轉(zhuǎn)換后以時(shí)間序列依次輸出電信號,該時(shí)間序列的快速傅立葉變換用FPGA實(shí)現(xiàn)。論文依據(jù)告警系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間和信噪比的要求,確定了探測器陣列的結(jié)構(gòu)類型和有關(guān)參數(shù);設(shè)計(jì)了CCD相機(jī)和FPGA的接口電路;編寫了數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)模塊。 在快速傅立葉變換的實(shí)現(xiàn)上,首先確定了采用基2按時(shí)間抽取的方法作為實(shí)現(xiàn)算法;應(yīng)用型號為XC3S400的FPGA芯片,依靠ISE8.1軟件開發(fā)平臺(tái),用硬件語言編寫了精度為10位,序列長度為512點(diǎn)的快速傅里葉變換程序,并將所有程序成功下載到FPGA的配置芯片中。 此外,論文還設(shè)計(jì)了顯示、電壓轉(zhuǎn)換、FPGA配置電路。最后,對設(shè)計(jì)的快速傅里葉變換模塊進(jìn)行了測試,將FPGA運(yùn)算結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果表明FPGA計(jì)算結(jié)果達(dá)到應(yīng)有的精度,運(yùn)行速度可以滿足激光光譜的實(shí)時(shí)探測要求。
上傳時(shí)間: 2013-08-04
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感應(yīng)電機(jī)由于具有可靠性好、結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉和體積小等優(yōu)點(diǎn),成為生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用最廣泛的一種電動(dòng)機(jī)。然而,感應(yīng)電機(jī)是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合、非線性的時(shí)變系統(tǒng),這使得感應(yīng)電機(jī)的控制十分復(fù)雜,尤其是在對控制精度要求比較高的場合,設(shè)計(jì)出高精度的感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)變得非常困難。 針對高精度感應(yīng)電機(jī)控制較困難的問題,本文分析了感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)建模方法及電機(jī)控制策略問題。在對感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)的基礎(chǔ)上,在Matlab/Simulink平臺(tái)上建立了感應(yīng)電機(jī)的電機(jī)模型,提出了一種感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)仿真建模的新方法。對常用的數(shù)字脈寬調(diào)制方法進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)及仿真研究,并將模糊控制理論應(yīng)用于感應(yīng)電機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)中,改善了傳統(tǒng)PI控制器超調(diào)較大、響應(yīng)較慢、魯棒性差的缺點(diǎn)。仿真結(jié)果驗(yàn)證模糊PI控制方案的優(yōu)越性。 在感應(yīng)電機(jī)建模仿真的基礎(chǔ)上,根據(jù)高精度感應(yīng)電機(jī)控制器的需求及FPGA的特點(diǎn),本文提出感應(yīng)電機(jī)控制器的的設(shè)計(jì)方案。按照FPGA模塊化設(shè)計(jì)思想,將整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了合理的劃分,對SVPWM、Park變換、模糊PI控制器、反饋速度測量等重要模塊的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)算法進(jìn)行了深入的研究。并在一些模塊算法的設(shè)計(jì)上提出了自己的思路。各模塊在Modelsim平臺(tái)上完成功能仿真后并下載到Spartan-3E開發(fā)板上完成硬件驗(yàn)證。
標(biāo)簽: FPGA 感應(yīng)電機(jī) 控制器
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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本文針對目前國內(nèi)外基于FPGA實(shí)現(xiàn)模糊控制器的理論、EDA軟件工具的使用以及FPGA 技術(shù)的發(fā)展,對模糊控制器的設(shè)計(jì)作了有益的探索,并達(dá)到了預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。文章綜述了模糊控制理論的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用現(xiàn)狀以及今后的發(fā)展方向;介紹了模糊邏輯、模糊控制的基本原理和模糊控制器的結(jié)構(gòu);闡述了常規(guī)模糊控制器的設(shè)計(jì)過程。文章介紹了運(yùn)用 VHDL語言進(jìn)行模糊控制器的設(shè)計(jì)過程。對模糊控制過程中隸屬度函數(shù)的存儲(chǔ)采用了分段存儲(chǔ)法,其設(shè)計(jì)方法簡單,提高了運(yùn)算速度和運(yùn)算精度。采用了“最大-最小”函數(shù)法簡化了模糊控制規(guī)則的推理過程。運(yùn)用“倒數(shù)相乘法”實(shí)現(xiàn)除法器的設(shè)計(jì),能夠?qū)崿F(xiàn)任意數(shù)的除法運(yùn)算,且精度較高。并以模糊空調(diào)溫度控制器為例進(jìn)行了理論說明和模糊設(shè)計(jì),并給出了相應(yīng)的VHDL代碼。整體設(shè)計(jì)及其各個(gè)模塊都在ALTERA公司的EDA 工具Quartus Ⅱ和Modelsim SE平臺(tái)上進(jìn)行了邏輯綜合及功能時(shí)序仿真,綜合與仿真的結(jié)果表明,基于FPGA的模糊控制器芯片消耗較少的硬件資源,達(dá)到了較高的設(shè)計(jì)性能,在速度和資源利用率方面均達(dá)到了較優(yōu)的狀態(tài),通過在 FPGA開發(fā)板上的驗(yàn)證與測試,測試結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的模糊控制器可滿足實(shí)時(shí)模糊控制的要求。關(guān)鍵詞:模糊邏輯 模糊控制器 VHDL FPGA
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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基于vhld的三層電梯控制器的設(shè)計(jì),是關(guān)于EDA技術(shù)的,和CPLD也很相關(guān)。
上傳時(shí)間: 2013-06-26
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隨著印制電路板功能的日益增強(qiáng),結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,系統(tǒng)中各個(gè)功能單元之間的連線間距越來越細(xì)密,基于探針的電路系統(tǒng)測試方法已經(jīng)很難滿足現(xiàn)在的測試需要。邊界掃描測試(BST)技術(shù)通過將邊界掃描寄存器單元安插在集成電路內(nèi)部的每個(gè)引腳上,相當(dāng)于設(shè)置了施加激勵(lì)和觀測響應(yīng)的內(nèi)建虛擬探頭,通過該技術(shù)可以大大的提高數(shù)字系統(tǒng)的可觀測性和可控性,降低測試難度。針對這種測試需求,本文給出了基于FPGA的邊界掃描控制器設(shè)計(jì)方法。 完整的邊界掃描測試系統(tǒng)主要由測試控制部分和目標(biāo)器件構(gòu)成,其中測試控制部分由測試圖形、數(shù)據(jù)的生成與分析及邊界掃描控制器兩部分構(gòu)成。而邊界掃描控制器是整個(gè)系統(tǒng)的核心,它主要實(shí)現(xiàn)JTAG協(xié)議的自動(dòng)轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描測試總線信號,而邊界掃描測試系統(tǒng)工作性能主要取決與邊界掃描控制器的工作效率。因此,設(shè)計(jì)一個(gè)能夠快速、準(zhǔn)確的完成JTAG協(xié)議轉(zhuǎn)換,并且具有通用性的邊界掃描控制器是本文的主要研究工作。 本文首先從邊界掃描技術(shù)的基本原理入手,分析邊界掃描測試的物理基礎(chǔ)、邊界掃描的測試指令及與可測性設(shè)計(jì)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),提出了邊界掃描控制器的總體設(shè)計(jì)方案。其次,采用模塊化設(shè)計(jì)思想、VHDL語言描述來完成要實(shí)現(xiàn)的邊界掃描控制器的硬件設(shè)計(jì)。然后,利用自頂向下的驗(yàn)證方法,在對控制器內(nèi)功能模塊進(jìn)行基于Testbench驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,利用嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想,將所設(shè)計(jì)的邊界掃描控制器集成到SOPC中,構(gòu)成了基于SOPC的邊界掃描測試系統(tǒng)。并且對SOPC系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件協(xié)同仿真,實(shí)現(xiàn)對邊界掃描控制器的功能驗(yàn)證后將其應(yīng)用到實(shí)際的測試電路當(dāng)中。最后,在基于SignalTapⅡ硬件調(diào)試的基礎(chǔ)上,軟硬件結(jié)合對整個(gè)系統(tǒng)可行性進(jìn)行了測試。從測試結(jié)果看,達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo),該邊界掃描控制器的設(shè)計(jì)方案是正確可行的。 本文設(shè)計(jì)的邊界掃描控制器具有自主知識產(chǎn)權(quán),可以與其他處理器結(jié)合構(gòu)成完整的邊界掃描測試系統(tǒng),并且為SOPC系統(tǒng)提供了一個(gè)很有實(shí)用價(jià)值的組件,具有很明顯的現(xiàn)實(shí)意義。
上傳時(shí)間: 2013-07-20
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雷達(dá)是由許多具有不同功能的分立模塊組成作為一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng),不同模塊之間必須按照一定的時(shí)序協(xié)調(diào)工作。雷達(dá)時(shí)序控制器以觸發(fā)脈沖的形式,為這些模塊提供工作所需的精確時(shí)序。現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)的時(shí)序控制主要采用MCU、 ...
標(biāo)簽: FPGA 雷達(dá) 時(shí)序 制器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間: 2013-07-05
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感應(yīng)電機(jī)具有可靠性好、結(jié)構(gòu)簡單、耐腐蝕、效率好、結(jié)構(gòu)緊湊、價(jià)格低廉和體積小等優(yōu)點(diǎn),成為工業(yè)伺服控制的主要傳動(dòng)裝置然而,感應(yīng)電機(jī)又是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng),磁鏈和轉(zhuǎn)矩的非線性耦合及參數(shù)時(shí)變,使得感應(yīng)電機(jī)的控制十分復(fù)雜,特別是在實(shí)際電機(jī)控制系統(tǒng)中,還需要考慮硬件和周圍環(huán)境等多種因素的干擾,致使實(shí)現(xiàn)高性能的感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)更加困難 本文研究感應(yīng)電機(jī)的高性能控制策略,綜述了感應(yīng)電機(jī)高性能控制策略的發(fā)展歷程和感應(yīng)電機(jī)模糊控制的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了實(shí)際電機(jī)控制系統(tǒng)控制器選型中各個(gè)嵌入式微處理器的基本性能和優(yōu)缺點(diǎn)在給出三相坐標(biāo)系和二相坐標(biāo)系中的感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型之后,從理論上闡述了模糊控制和矢量控制的基本原理,針對傳統(tǒng)的PI控制器參數(shù)整定繁瑣,系統(tǒng)魯棒性差的缺點(diǎn),論文將模糊控制技術(shù)應(yīng)用于感應(yīng)電機(jī)的變頻調(diào)速,采用CRI推理法,設(shè)計(jì)了一種參數(shù)自整定模糊PI矢量控制器,利用Matlab對基于模糊PI控制的感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,并對采用兩種控制器實(shí)現(xiàn)的感應(yīng)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)進(jìn)行了比較、分析仿真結(jié)果表明模糊控制的控制性能優(yōu)于常規(guī)的PI調(diào)節(jié)器 論文對基于ARM的感應(yīng)電機(jī)數(shù)字控制技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,闡述了采用LPC2214ARM微處理器構(gòu)成數(shù)字感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的方法,給出了一種高性能感應(yīng)電機(jī)的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方案,詳細(xì)介紹了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的組成及軟件模塊的功能,并給出了主要算法的參考代碼,為實(shí)際電機(jī)控制器的選型和開發(fā)提供了一個(gè)新的思路
標(biāo)簽: ARM 感應(yīng)電機(jī) 數(shù)字控制器
上傳時(shí)間: 2013-08-03
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本文以誤差和誤差變化率為輸入,利用模糊推理的方法實(shí)現(xiàn)了對PID參數(shù)的在線自動(dòng)整定,并且在MATLAB環(huán)境下對該控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真。從仿真結(jié)果可以看出,參數(shù)自整定模糊PID控制器控制效果優(yōu)于
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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基于Xilinx FPGA的機(jī)電系統(tǒng)智能控制器設(shè)計(jì)及應(yīng)用
標(biāo)簽: 機(jī)電系統(tǒng) 智能控制器
上傳時(shí)間: 2013-07-26
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