在電力系統(tǒng)容量日益擴(kuò)大和電網(wǎng)電壓運(yùn)行等級(jí)不斷提高的潮流下，傳統(tǒng)電磁式互感器在運(yùn)行中暴露出越來越多的弊端，難以滿足電力系統(tǒng)向自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化的發(fā)展需求，電子式互感器取代傳統(tǒng)電磁式互感器已經(jīng)成為一種必然的趨勢(shì)，并成為人們研究的熱點(diǎn)。本文圍繞電子式電流互感器高壓側(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì)。 Rogowski線圈是電流傳感元件，本文總紿了Rogowski線圈的基本原理，其中包括線圈的等效電路和相量圖，線圈的電磁參數(shù)計(jì)算。在理論研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)一款高精度PCBRogowski線圈。電容分壓器是電壓傳感元件，文章中介紹了傳感器的原理、傳感器的模型結(jié)構(gòu)，針對(duì)其自身結(jié)構(gòu)缺陷和工作環(huán)境的電磁干擾，提出具有針對(duì)性的電磁兼容設(shè)計(jì)方法。 積分器的性能一直是影響Rogowski線圈電流傳感器的精度和穩(wěn)定性的重要因素之一。模擬積分器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、輸入動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn)；數(shù)字積分器具有性能穩(wěn)定，精度高等優(yōu)點(diǎn)。后者的優(yōu)勢(shì)使其成為近年來Rogowski線圈電流互感器實(shí)用化研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。本文設(shè)計(jì)了一套數(shù)字積分器設(shè)計(jì)的方法，其中包括了積分算法的選擇，積分輸入采樣率和分辨率的確定，數(shù)字積分器的通用結(jié)構(gòu)，積分初值的選擇方法等。 為了保證系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定，文章中的系統(tǒng)只采用激光供電模式，降低數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功耗就成了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。文章中介紹了一些實(shí)用的低功耗處理方法，分析了激光器的特性，光電池的特性和光電轉(zhuǎn)換器件的特性，并根據(jù)這些器件的特性，改進(jìn)了數(shù)據(jù)發(fā)送激光器的驅(qū)動(dòng)電路，大幅度降低了系統(tǒng)的功耗，保證了系統(tǒng)在較低供電功率條件下的正常運(yùn)行。 論文最后對(duì)全文工作進(jìn)行總結(jié)，提出進(jìn)一步需要解決的問題。
標(biāo)簽： 電子式互感器 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-10
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為適應(yīng)組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的微型化、高性能度的要求，拓寬導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，本文設(shè)計(jì)出一種基于浮點(diǎn)型DSP(TMS320C6713)和可編程邏輯陣列器件(FPGA： EP1C12N240C8)協(xié)同合作的導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 論文在闡述了組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用要求后，提出基于DSP和FPGA的組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)方案。該方案以DSP為導(dǎo)航解算處理器，由FPGA完成IMU信號(hào)的采集和緩存以及系統(tǒng)控制信號(hào)的整合；DSP通過EMIF接口實(shí)現(xiàn)和FPGA通信。在此基礎(chǔ)上研究了各擴(kuò)展通信接口、系統(tǒng)硬件原理圖和PCB的開發(fā)，且在FPGA中使用調(diào)用IP核來實(shí)現(xiàn)FIR低通濾波數(shù)據(jù)處理機(jī)抖激光陀螺的機(jī)抖振動(dòng)的影響。其次，詳細(xì)闡述了利用TI公司的DSP集成開發(fā)環(huán)境和DSP/BIOS準(zhǔn)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)開發(fā)多任務(wù)系統(tǒng)軟件的具體方案。本文引入DSP/BIOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)提供的多任務(wù)機(jī)制，將采集處理按照功能劃分四個(gè)相對(duì)獨(dú)立的任務(wù)，這些任務(wù)在DSP/BIOS的調(diào)度下，按照用戶指定的優(yōu)先級(jí)運(yùn)行，大大提高系統(tǒng)的工作效率。最后給了DSP芯片Bootloader的制作方法。 導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研制開發(fā)是軟、硬件研究緊密結(jié)合的過程。在微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)方案建立的基礎(chǔ)上，本文首先討論了系統(tǒng)硬件整體設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)流程；其次針對(duì)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個(gè)功能模塊以及多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與開發(fā)工作，涉及系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信模塊、模擬信號(hào)采集模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；最后，對(duì)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)合調(diào)試工作，并對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了詳細(xì)的功能測(cè)試與驗(yàn)證，完成了微型導(dǎo)航計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的制作。 以DSP/FPGA作為導(dǎo)航計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)的捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)系統(tǒng)能夠滿足系統(tǒng)所要求的高精度、實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性要求，適應(yīng)了其高性能、低成本、低功耗的發(fā)展方向。
標(biāo)簽： FPGA DSP 導(dǎo)航計(jì)算機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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在團(tuán)簇與激光相互作用的研究中和在團(tuán)簇與加速器離子束的碰撞研究中，需要對(duì)加速器束流或者激光束進(jìn)行脈沖化與時(shí)序同步，同時(shí)用于測(cè)量作用產(chǎn)物的探測(cè)系統(tǒng)如飛行時(shí)間譜儀(TOF)等要求各加速電場(chǎng)的控制具有一定的時(shí)序匹配。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，需要用到符合要求的多路脈沖時(shí)序信號(hào)控制器，而且要求各脈沖序列的周期、占空比、重復(fù)頻率等方便可調(diào)。為此，本論文基于FPGA設(shè)計(jì)完成了一款多路脈沖時(shí)序控制電路。 本文基于Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片EPlC3T100C8，設(shè)計(jì)出了一款可以同時(shí)輸出8路脈沖序列、各脈沖序列之間具有可調(diào)高精度延遲、可調(diào)脈沖寬度及占空比等。論文討論了FPGA芯片結(jié)構(gòu)及開發(fā)流程，著重討論了較高頻率脈沖電路的可編程實(shí)現(xiàn)方法，以及如何利用VHDL語言實(shí)現(xiàn)硬件電路軟件化設(shè)計(jì)的技巧與方法，給出了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理與實(shí)現(xiàn)。討論了高精密電源的PWM技術(shù)原理及實(shí)現(xiàn)，并由此設(shè)計(jì)了FPGA所需電源系統(tǒng)。給出了配置電路設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)通信及接口電路的實(shí)現(xiàn)。開發(fā)了上層控制軟件來控制各路脈沖時(shí)序及屬性。 該電路工作頻率200MHz，輸出脈沖最小寬度可達(dá)到10ns，最大寬度可達(dá)到us甚至ms量級(jí)?？梢酝瑫r(shí)提供l路同步脈沖和7路脈沖，并且7路脈沖相對(duì)于同步脈沖的延遲時(shí)間可調(diào)，調(diào)節(jié)步長(zhǎng)為5ns。
上傳時(shí)間： 2013-06-15
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網(wǎng)絡(luò)帶寬依然在不斷增長(zhǎng)（尤其是在本地網(wǎng)），最后一公里的高速接入日益普及;另一方面的情況是大容量的磁盤、FLASH移動(dòng)存儲(chǔ)盤和激光盤的容量不斷增大，使得傳送和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的成本不斷地下降。不僅使人發(fā)問：我們孜孜不倦的搞視頻壓縮高級(jí)算法還有多少意義？我們可以看到，算法的復(fù)雜性日益增加，但性能的提高卻接近邊緣。 是什么還在要求更高的壓縮速率？還有被我們遺忘的地方嗎？還有什么應(yīng)用讓我們繼續(xù)追求更精妙的壓縮算法？ 在作者看來，這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域就是移動(dòng)視頻服務(wù)。無線頻譜這種稀缺資源的有限性決定了我們必須繼續(xù)對(duì)視頻壓縮技術(shù)進(jìn)行研究。即使伴隨UMTS/IMT2000的到來，移動(dòng)終端可以獲得的數(shù)據(jù)速率也限制在144Kbit/s，在微蜂窩的時(shí)候最高能達(dá)到的速率上限也在2Mbit/s。144Kbit/s的速率對(duì)于較高質(zhì)量的視頻傳輸來講，仍然是有限的。因此，可以預(yù)見，移動(dòng)終端的空中接口這個(gè)瓶頸使得我們必須繼續(xù)進(jìn)行視頻壓縮。 另一方面，移動(dòng)終端領(lǐng)域開發(fā)視頻壓縮算法，在其低功耗和實(shí)時(shí)性要求下，也是異常困難的。為了減少計(jì)算的復(fù)雜性和運(yùn)動(dòng)估計(jì)的功耗，業(yè)界提出了許多快速算法，例如2-D的對(duì)數(shù)搜索，三步搜索，聯(lián)合搜索。盡管這些方法減少了功耗，其結(jié)果是視頻壓縮性能的降低，因?yàn)檫@些算法的本質(zhì)是減少了運(yùn)動(dòng)搜索的空間。為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)搜索的低功耗，在電路領(lǐng)域又提出了搜索窗口和時(shí)鐘管理的措施。但這些方法都是在犧牲視頻壓縮比性能的基礎(chǔ)進(jìn)行的折中，并沒有強(qiáng)調(diào)算法映射結(jié)構(gòu)上做出處理。 本論文提出了一種新的解決MPEG-4運(yùn)動(dòng)估計(jì)運(yùn)算的低功耗實(shí)時(shí)處理器架構(gòu)。其基礎(chǔ)是采用了心肌陣列并行處理技術(shù)和低功耗控制電路。運(yùn)動(dòng)估計(jì)的繁復(fù)運(yùn)算通過心肌陣列分布式運(yùn)算得到有效處理。從理論上看，心肌陣列有其簡(jiǎn)單易理解性，然后，由于FPGA的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有限性，設(shè)計(jì)這樣一個(gè)陣列仍有許多值得注意的問題。論文提出使用保守近似處理在全局運(yùn)動(dòng)估計(jì)中減少功耗，其本質(zhì)是消除不必要的冗余運(yùn)算。宏塊的最小誤差匹配是一個(gè)典型的串行操作過程。論文新提出的方法是在進(jìn)行絕對(duì)匹配前使用保守計(jì)算，如果保守誤差值與最小誤差差別過大，則不進(jìn)行絕對(duì)誤差計(jì)算。 總的說來，論文實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)目標(biāo)：通過心肌陣列實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)編碼，通過在算法層次引入控制電路，降低運(yùn)動(dòng)估計(jì)電路的功耗。
上傳時(shí)間： 2013-06-23
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隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的的人擁有了自己的汽車，基于汽車安全的汽車輔助系統(tǒng)也日益受到了人們的重視。汽車輔助安全系統(tǒng)可以對(duì)汽車駕駛過程中出現(xiàn)的緊急情況進(jìn)行報(bào)警和控制?？梢灶A(yù)見，基于汽車安全的輔助駕駛系統(tǒng)有著良好的發(fā)展前景和廣闊的應(yīng)用空間。 本文通過將圖像檢測(cè)技術(shù)和激光測(cè)距技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用ARM+DSP的雙核架構(gòu)，設(shè)計(jì)出一款高性能的汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)。系統(tǒng)通過圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)行車路況進(jìn)行監(jiān)控，并通過激光測(cè)距技術(shù)對(duì)前方車距進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)自車與前方的車距小于系統(tǒng)計(jì)算出來的安全車距，并有可能發(fā)生碰撞時(shí)，系統(tǒng)將予以報(bào)警，提醒駕駛員注意減速或制動(dòng)，從而達(dá)到有效預(yù)防追尾碰撞事故發(fā)生的目的。本文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 1)完成系統(tǒng)的整體硬件設(shè)計(jì)工作。針對(duì)汽車安全系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性的要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用S3C2410作為系統(tǒng)的主控制器、TMS320DM6437作為系統(tǒng)的協(xié)處理器。雙核架構(gòu)的應(yīng)用將大幅度提升系統(tǒng)在圖像檢測(cè)方面的運(yùn)算能力。 2)為提高系統(tǒng)與各子模塊的通信效率，系統(tǒng)采用CAN總線作為主控制器與其他子模塊的主要通信總線。并開發(fā)出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)軟件。 3)系統(tǒng)采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，應(yīng)用Linux強(qiáng)大的事務(wù)管理能力，來提高系統(tǒng)的處理能力和響應(yīng)速度。 4)通過對(duì)汽車碰撞過程的分析，研究開發(fā)出一套汽車防撞決策算法，對(duì)駕駛員預(yù)警和對(duì)車輛進(jìn)行輔助制動(dòng)，保障駕駛?cè)藛T的安全。 最后，論文在總結(jié)全文工作的基礎(chǔ)上，指出了系統(tǒng)的不足之處和進(jìn)一步研究的工作方向。 總之，在汽車安全技術(shù)在國(guó)內(nèi)剛剛起步的今天，對(duì)該系統(tǒng)的研究對(duì)于中國(guó)自主的汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)無論是在理論研究還是實(shí)際應(yīng)用上都具有一定的價(jià)值。
標(biāo)簽： ARM 汽車防撞系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-08
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永磁直流微電機(jī)作為一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換器件，隨著永磁新材料的開發(fā)，得到了迅猛的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。作為元器件，它的失效會(huì)關(guān)聯(lián)到相應(yīng)的工作系統(tǒng)和機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)作，所以微電機(jī)的壽命可靠性分析和失效研究顯得很重要，是準(zhǔn)確估計(jì)其相關(guān)復(fù)雜工程系統(tǒng)穩(wěn)定可靠性的基礎(chǔ)。 論文基于永磁直流微電機(jī)產(chǎn)品是大批量且生產(chǎn)過程處于嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制狀態(tài)下，而對(duì)其進(jìn)行可靠性及失效分析。由于在影響微電機(jī)壽命的因素中，有很多屬于隨機(jī)性因素，因此可結(jié)合概率統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，運(yùn)用相關(guān)的數(shù)學(xué)工具，來探討微電機(jī)失效分布函數(shù)的特征、類型和評(píng)價(jià)指標(biāo)。論文針對(duì)微電機(jī)的特征，把一般的可靠性、失效分布類型函數(shù)進(jìn)行整合、變換，運(yùn)用到了微電機(jī)的可靠性分析上。 論文對(duì)微電機(jī)壽命可靠性及失效分析的數(shù)據(jù)處理也作了一些探討。具體包括三個(gè)方面的內(nèi)容：首先是根據(jù)試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果，對(duì)預(yù)先假定的可靠性分布模式，即隨機(jī)變量分布規(guī)律進(jìn)行檢驗(yàn)(假設(shè)檢驗(yàn))的方法作了探討；其次是基于試驗(yàn)測(cè)量的樣本值，估計(jì)隨機(jī)分布參數(shù)的數(shù)值和推斷這種估計(jì)的誤差范圍(一定置信水平下)；再次是在預(yù)先根本不知道或不確定分布函數(shù)類型情形下，而根據(jù)壽命試驗(yàn)的測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果，從中尋找出失效的分布特征，或者尋找出某一數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá)式，在某一確定精度下，運(yùn)用數(shù)值分析原理來逼近數(shù)據(jù)分布規(guī)律。還結(jié)合微電機(jī)壽命試驗(yàn)的結(jié)果，作了可靠性實(shí)例分析。 論文還針對(duì)微電機(jī)失效的常見主要形式、狀態(tài)，對(duì)組成微電機(jī)的主要零部件從工程應(yīng)用角度作了系統(tǒng)分析。內(nèi)容包括結(jié)合個(gè)人護(hù)理應(yīng)用微電機(jī)的開發(fā)實(shí)例，建立了電刷振動(dòng)分析模型，使用計(jì)算機(jī)軟件模擬分析技術(shù)和激光振動(dòng)測(cè)試技術(shù)，對(duì)微電機(jī)電刷片振動(dòng)作了模擬和實(shí)際測(cè)量的對(duì)比分析，探討了微電機(jī)電刷失效問題及改善、優(yōu)化途徑；運(yùn)用材料學(xué)分析方法系統(tǒng)地探索了杯士和換向器設(shè)計(jì)、材料選擇及失效問題；運(yùn)用可靠性理論對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；并運(yùn)用設(shè)計(jì)編程的電磁場(chǎng)有限元軟件，對(duì)微電機(jī)電磁場(chǎng)進(jìn)行了模擬優(yōu)化設(shè)計(jì)；樣機(jī)的實(shí)際測(cè)量結(jié)果和理論模擬基本吻合，并略為有所提高；還探討了微電機(jī)壽命改善和能力提高的方法。
上傳時(shí)間： 2013-07-18
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二十世紀(jì)九十年代以來，隨著嵌入式系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展，嵌入式技術(shù)開始滲透到數(shù)控領(lǐng)域，傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)與嵌入式技術(shù)相結(jié)合，新型嵌入式數(shù)控技術(shù)進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展的階段。激光切割由于具有切割尺寸質(zhì)量好、速度快、精度高、效率高等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)數(shù)控系統(tǒng)中具有非常廣泛的應(yīng)用。基于嵌入式的激光切割數(shù)控系統(tǒng)是嵌入式技術(shù)在激光切割應(yīng)用中新的探索,對(duì)于激光加工工業(yè)有著重要的意義。本文以ARM與R8C為平臺(tái)，對(duì)以激光切割為應(yīng)用的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。 本文介紹了嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的原理、體系結(jié)構(gòu)和硬件組成以及激光切割和原理、發(fā)展和特點(diǎn)，然后從硬件和軟件兩個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。介紹了上位機(jī)ARMS3C44B0和下位機(jī)R8C/17的特點(diǎn)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)的控制原理，對(duì)外圍設(shè)備相關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，包括上位機(jī)ARM S3C4B0的串口通信、LCD顯示、觸摸屏的設(shè)計(jì)，已及下位機(jī)R8C/17的串口通信與對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。介紹了嵌入式操作系統(tǒng)UC/OS-II的原理及特點(diǎn)，UC/GUI的特點(diǎn)及應(yīng)用。對(duì)系統(tǒng)各功能模塊的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，包括嵌入式操作系統(tǒng)上任務(wù)的設(shè)計(jì)和通訊、系統(tǒng)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)。研究了兩種激光切割路徑的算法，包括通用的來回掃描切割算法以及作者研究的實(shí)際路徑切割算法。
上傳時(shí)間： 2013-07-22
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在小偷橫行的今天，如何能夜不閉戶,睡個(gè)安穩(wěn)覺？來看看我做的激光防盜報(bào)警器吧。
標(biāo)簽： 防盜報(bào)警器
上傳時(shí)間： 2013-07-19
上傳用戶：yerik
光纖陀螺儀是激光陀螺的一種，它采用的是Sagnac干涉原理，以激光作為光源，用光纖構(gòu)成環(huán)形光路并檢測(cè)出由正反時(shí)針沿光纖傳輸?shù)膬墒?，隨光纖環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的兩路激光束之間的相位差，由此計(jì)算出旋轉(zhuǎn)的角速度。本論文所討論的干涉型閉環(huán)光纖陀螺的實(shí)現(xiàn)是基于DSP和PGGA兩個(gè)數(shù)字器件所搭建起來的，本章圍繞著這兩個(gè)器件來說明整個(gè)閉環(huán)光纖陀螺的構(gòu)成和工作原理。在整個(gè)系統(tǒng)中，DSP和PGGA分別擔(dān)任同的角色，分別完成不同的功能?？偟恼f來，PGGA主要實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)序控制和閉環(huán)回路，以及為DSP提供原始濾波數(shù)據(jù)；而DSP主要的工作是從PGGA那里取來第一個(gè)加法器輸出的數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，最后的處理結(jié)果作為轉(zhuǎn)速的信息送給捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)。文章主要圍繞著如何提高陀螺的靈敏性能和穩(wěn)定性來展開。分別從軟件和硬件兩個(gè)方面來討論如何提高陀螺的性能。軟件方面主要討論了前端采樣信號(hào)處理；陀螺轉(zhuǎn)速信息的濾波輸出以及閉環(huán)的調(diào)節(jié)。硬件方面主要討論了如何提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、減小干涉信號(hào)的噪聲以及如何處理好DSP和PGGA之間的通信問題?！ ?shí)踐表明，運(yùn)用文中所討論的方法，陀螺的靈敏度和穩(wěn)定性都有一定的提高，理論和方法切實(shí)有效。
標(biāo)簽： FPGA DSP 閉環(huán) 光纖陀螺儀
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：中國(guó)空軍
該課題通過對(duì)開放式數(shù)控技術(shù)的全面調(diào)研和對(duì)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的深入研究,并針對(duì)國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的研究起步較晚的現(xiàn)狀,結(jié)合激光雕刻領(lǐng)域的具體需要,緊跟當(dāng)前運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì),吸收了世界開放式數(shù)控技術(shù)和相關(guān)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的最新成果,采納了基于DSP和FPGA的方案,研制了一款比較新穎的、功能強(qiáng)大的、具有很大柔性的四軸多功能運(yùn)動(dòng)控制卡.該論文主要內(nèi)容如下:首先,通過對(duì)制造業(yè)、開放式數(shù)控系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制卡等行業(yè)現(xiàn)狀的全面調(diào)研,基于對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)的深入學(xué)習(xí),在比較了幾種常用的運(yùn)動(dòng)控制方案的基礎(chǔ)上,確定了基于DSP和FPGA的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)方案,并規(guī)劃了板卡的總體結(jié)構(gòu).其次,針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制中的一些具體問題,如高速、高精度、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、實(shí)時(shí)控制以及多軸聯(lián)動(dòng)等,在FPGA上設(shè)計(jì)了功能相互獨(dú)立的四軸運(yùn)動(dòng)控制電路,仔細(xì)規(guī)劃并定義了各個(gè)寄存器的具體功能,設(shè)計(jì)了功能完善的加/減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個(gè)功能各異的計(jì)數(shù)器電路等,完全實(shí)現(xiàn)了S-曲線升降速運(yùn)動(dòng)、自動(dòng)降速點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、A/B相編碼器倍頻計(jì)數(shù)電路等特殊功能.再次,介紹了DSP在運(yùn)動(dòng)控制中的作用,合理規(guī)劃了DSP指令的形成過程,并對(duì)DSP軟件的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了框架性的設(shè)計(jì).然后,根據(jù)光電隔離原理設(shè)計(jì)了數(shù)字輸入/輸出電路;結(jié)合DAC原理設(shè)計(jì)了四路模擬輸出電路;實(shí)現(xiàn)了PCI接口電路的設(shè)計(jì);并針對(duì)常見的干擾現(xiàn)象,提出了有效的抗干擾措施.最后,利用運(yùn)動(dòng)控制卡強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制功能,并針對(duì)激光雕刻行業(yè)進(jìn)行大幅圖形掃描時(shí)需要實(shí)時(shí)處理大量的圖形數(shù)據(jù)的特別需要,在板卡第四軸完全實(shí)現(xiàn)了激光控制功能,并基于FPGA內(nèi)部的16KBit塊RAM,開辟了大量數(shù)據(jù)區(qū)以便進(jìn)行大幅圖形的實(shí)時(shí)處理.
標(biāo)簽： FPGA DSP 運(yùn)動(dòng)控制
上傳時(shí)間： 2013-06-09
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