作為交流異步電機(jī)控制的一種方式，矢量控制技術(shù)已成為高性能變頻調(diào)速系統(tǒng)的首選方案。矢量控制系統(tǒng)中，磁鏈的觀測精度直接影響到系統(tǒng)控制性能的好壞。在轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)矩電流和勵(lì)磁電流能得到完全解耦[1]。一般而言，轉(zhuǎn)子磁鏈觀測有兩種方法:電流模型法和電壓模型法。磁鏈的電流模型觀測法中需要電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)，而轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)易受溫度和磁飽和影響。為克服這些缺點(diǎn)，需要對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)子參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測，但這樣將使得系統(tǒng)更加的復(fù)雜。磁鏈的電壓模型觀測法中不含轉(zhuǎn)子參數(shù)，受電機(jī)參數(shù)變化的影響較小。矢量控制計(jì)算量大，要求具有一定的實(shí)時(shí)性，從而對(duì)控制芯片的運(yùn)算速度提出了更高的要求。 本文介紹了一種異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，采用了電壓模型觀測器[2]對(duì)轉(zhuǎn)子磁鏈進(jìn)行估計(jì)，針對(duì)積分環(huán)節(jié)的誤差積累和直流漂移問題，采用了一種帶飽和反饋環(huán)節(jié)的積分器[3]來代替電壓模型觀測器中的純積分環(huán)節(jié)。整個(gè)算法在tms320f2812 dsp芯片上實(shí)現(xiàn)，運(yùn)算速度快，保證了系統(tǒng)具有很好的實(shí)時(shí)性。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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三相spwm信號(hào)是由高頻載波和三相調(diào) 制波比較而得的，三相svpwm信號(hào)也可理解為由高頻載波和三相調(diào)制波比較而得，區(qū)別是前者的三相調(diào)制波是三相對(duì)稱的正弦波，后者的三相調(diào)制波是三相對(duì)稱的馬鞍形波，馬鞍形波由正弦波和一定幅值的三次諧波復(fù)合而成。但令人回味的是，svpwm的最初出現(xiàn)和發(fā)展卻和以上思路大相徑庭，其完全從空間矢量的角度出發(fā)，后來人們才發(fā)現(xiàn)svpwm和spwm的以上淵源[1]。至今svpwm已在三相或多相逆變器中得以廣泛應(yīng)用，其原因有兩個(gè)，一是采用svpwm的逆變器輸出相電壓中的基波含量高于采用spwm的逆變器[2][3]，二是dsp的快速運(yùn)算能力可以實(shí)時(shí)計(jì)算開關(guān)時(shí)間。但在實(shí)際應(yīng)用svpwm時(shí)，往往對(duì)以下問題感到疑惑：svpwm算法的推導(dǎo)、開關(guān)向量的選擇、dsp的實(shí)現(xiàn)、逆變器輸出相電壓有效值的大小。本文的內(nèi)容將有助這些疑惑的解決，更靈活地應(yīng)用svpwm算法。
上傳時(shí)間： 2013-06-05
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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是一種將虛擬世界和真實(shí)環(huán)境相結(jié)合的技術(shù)。它將計(jì)算機(jī)繪制的虛擬模型疊加到使用者所看到的真實(shí)世界景象中，使用戶可以從虛擬模型中獲得額外的信息，增強(qiáng)了對(duì)現(xiàn)實(shí)的感知。涉及到的技術(shù)有圖像處理、位置跟蹤、三維注冊(cè)等。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)廣泛應(yīng)用于裝配維修、醫(yī)療研究、軍事領(lǐng)域和商業(yè)應(yīng)用。 第一部分，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)介紹。該部分首先闡述了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的定義，接著介紹了該項(xiàng)技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，以及在工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域等的應(yīng)用，最后分析了目前AR系統(tǒng)的缺點(diǎn)和不足，得出了在嵌入式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)研究具有重要意義。 第二部分，嵌入式硬件環(huán)境的設(shè)計(jì)。硬件電路由以下幾部分構(gòu)成：USB控制器用于連接USB攝像頭設(shè)備，液晶顯示驅(qū)動(dòng)用于控制顯示屏輸出，外圍電路主要有內(nèi)存電路、Flash電路、時(shí)鐘電路和RS-232電路等。 第三部分，嵌入式軟件方案的設(shè)計(jì)。首先，選用U-boot1.2.0作為Bootloder，特點(diǎn)是U-boot的網(wǎng)絡(luò)功能較強(qiáng)，支持平臺(tái)較多。其次，移植Linux2.6.22內(nèi)核作為系統(tǒng)核心，該版本內(nèi)核具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)。再次，用busybox1.9.1構(gòu)建基礎(chǔ)命令環(huán)境，并將轉(zhuǎn)為NandFlash設(shè)計(jì)的YAFFS文件系統(tǒng)安裝到開發(fā)板上。最后，在以上的軟件環(huán)境基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于OV511芯片的USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)和FrameBuffer顯示驅(qū)動(dòng)程序。 第四部分，開源視覺處理庫OpenCV的移植。該部分介紹了OpenCV的特性，常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在嵌入式Linux下的編譯選項(xiàng)配置，庫依賴文件安裝，底層文件修改，以及如何編譯、安裝OpenCV。 第五部分，基于OpenCV的攝像頭標(biāo)定程序。該攝像頭標(biāo)定程序是基于張氏標(biāo)定算法的開發(fā)，本文首先闡述了攝像頭標(biāo)定算法的核心內(nèi)容，以及對(duì)應(yīng)的OpenCV實(shí)現(xiàn)方案，然后給出了攝像頭標(biāo)定程序在平臺(tái)運(yùn)行的細(xì)節(jié)和結(jié)果。
標(biāo)簽： OpenCV ARM 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)
上傳時(shí)間： 2013-07-06
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遙感圖像是深空探測和近地觀測所得數(shù)據(jù)的重要載體，在軍事和社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。由于遙感圖像數(shù)據(jù)量巨大，它的存儲(chǔ)和傳輸已成為遙感信息應(yīng)用中的關(guān)鍵問題。圖像壓縮編碼技術(shù)能降低圖像冗余度，從而減小圖像的存儲(chǔ)容量和傳輸帶寬，它的研究對(duì)于遙感圖像應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。CCSDS圖像壓縮算法是空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì)(CCSDS)提出的圖像數(shù)據(jù)壓縮算法。該算法復(fù)雜度較低，并行性好，適合于硬件實(shí)現(xiàn)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，從而廣泛應(yīng)用于深空探測和近地觀測。對(duì)于直接關(guān)系到軍事戰(zhàn)略、經(jīng)濟(jì)建設(shè)等方面的遙感圖像的傳輸，必須對(duì)它進(jìn)行加密處理。AES加密算法是由美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所(NIST)于2000年發(fā)布的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，它不但能抵抗各種攻擊，保證加密數(shù)據(jù)的安全性，而且易于軟件和硬件實(shí)現(xiàn)。本論文對(duì)CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法進(jìn)行了研究，完成的主要工作包括： (1)研究了CCSDS圖像壓縮算法的原理和結(jié)構(gòu)，用C語言實(shí)現(xiàn)了算法的編解碼器，并與SPIHT算法和JPEG2000算法的性能進(jìn)行了比較。 (2)研究了AES加密算法的原理和結(jié)構(gòu)，用C語言實(shí)現(xiàn)了算法的加解密器。 (3)介紹了實(shí)現(xiàn)CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法的FPGA設(shè)計(jì)所選擇的軟件開發(fā)工具、開發(fā)語言和硬件開發(fā)平臺(tái)。 (4)給出了CCSDS編碼器的FPGA實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)現(xiàn)性能。 (5)給出了AES加密器的FPGA實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)現(xiàn)性能。 本文設(shè)計(jì)的CCSDS圖像壓縮和AES加密FPGA系統(tǒng)運(yùn)用了流水線設(shè)計(jì)、高速內(nèi)存設(shè)計(jì)、模塊并行化設(shè)計(jì)和模塊串行化設(shè)計(jì)等技術(shù)，在系統(tǒng)速度和資源面積上取得了較好的平衡，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。
上傳時(shí)間： 2013-07-15
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本文以星載圖像數(shù)據(jù)的壓縮與加密為背景，對(duì)CCSDS圖像壓縮算法和AES數(shù)據(jù)加密算法做了深入研究。文章的主要工作包括： (1)實(shí)現(xiàn)了CCSDS圖像壓縮算法的C程序，并且與SPIHT算法和JPEG2000算法在星載圖像壓縮領(lǐng)域做了簡單的對(duì)比； (2)對(duì)原始CCSDS圖像壓縮算法進(jìn)行了改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)后的算法在提升算法性能的同時(shí)，降低了算法的復(fù)雜度； (3)研究了AES數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)了該算法的C程序； (4)用VerilogHDL語言實(shí)現(xiàn)了CCSDS圖像壓縮算法和AES數(shù)據(jù)加密算法的編碼器； (5)在FPGA硬件平臺(tái)上，驗(yàn)證了這兩種算法編碼器的正確性和有效性。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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變頻技術(shù)作為現(xiàn)代電力電子的核心技術(shù)，集現(xiàn)代電子、信息和智能技術(shù)于一體。而SPWM(正弦波脈寬調(diào)制)波的產(chǎn)生和控制則是變頻技術(shù)的核心之一。本文對(duì)SPWM 波形生成的三種算法--對(duì)稱規(guī)則采樣法、不對(duì)稱規(guī)則
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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數(shù)字電視技術(shù)和超大規(guī)模深亞微米的系統(tǒng)級(jí)芯片設(shè)計(jì)技術(shù)是當(dāng)前信息產(chǎn)業(yè)中最受關(guān)注的兩個(gè)方向。它們的交叉就是數(shù)字電視應(yīng)用中的一系列系統(tǒng)級(jí)芯片和超深亞微米專用集成電路。其中信道處理系統(tǒng)及其相關(guān)芯片更是集中了數(shù)字信號(hào)處理前向糾錯(cuò)編解碼等數(shù)字電視傳輸?shù)暮诵募夹g(shù)，成為設(shè)計(jì)和開發(fā)整個(gè)數(shù)字電視系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。數(shù)字高清晰度電視(Digital HDTV)做為第三代電視標(biāo)準(zhǔn)，已成為當(dāng)今世界高技術(shù)競爭的焦點(diǎn)，本文正是從這個(gè)交叉點(diǎn)上出發(fā)對(duì)DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld)標(biāo)準(zhǔn)中所涉及的信道編碼和調(diào)制部分進(jìn)行了研究，重點(diǎn)分析了信道內(nèi)編碼部分的硬件優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。本項(xiàng)目完成了DVB-H傳輸系統(tǒng)信道編碼的FPGA硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)所有FPGA硬件電路設(shè)計(jì)采用了Veillog HDL語言編寫。同時(shí)對(duì)清華大學(xué)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)DMB-T(Terrestrial Digital Multimedia/TV Broadcasting)中的關(guān)鍵技術(shù)做了研究，與DVB標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)技術(shù)做了對(duì)比。 本文首先對(duì)DVB．H以及COFDM的相關(guān)理論進(jìn)行介紹和研究。然后針對(duì)DVB-H信道編碼調(diào)制器中的部分核心算法的FPGA設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的研究工作，包括外編碼、內(nèi)編碼(卷積刪余)、內(nèi)交織(包括比特交織和符號(hào)交織)、星座映射、幀形成、OFDM調(diào)制的部分設(shè)計(jì)等。相應(yīng)地對(duì)DVB-H信道解碼解調(diào)器中的部分算法的FPGA設(shè)計(jì)的研究工作做了描述，包括符號(hào)解交織和比特解交織。同時(shí)對(duì)清華大學(xué)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)DMB-T外接收機(jī)中頻域和時(shí)域解交織模塊的FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)做了描述。 筆者在項(xiàng)目中完成的主要工作有： (1)與項(xiàng)目組成員合作制定系統(tǒng)框架，劃分模塊。 (2)對(duì)所負(fù)責(zé)的模塊，包括外編碼、內(nèi)編碼(卷積刪余)、內(nèi)交織(包括比特交織和符號(hào)交織)、星座映射、幀形成、OFDM調(diào)制的算法進(jìn)行研究并加以優(yōu)化，建立軟件仿真模型，進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì)，仿真和實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)簽： DVBH FPGA 發(fā)射端 信道
上傳時(shí)間： 2013-06-10
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隨著人們對(duì)于數(shù)字視頻和數(shù)字圖像的需求越來越大，數(shù)字電視廣播和手機(jī)電視迅速發(fā)展起來，但是人們對(duì)于數(shù)字圖像質(zhì)量的要求也越來越高。對(duì)于觀眾來講，畫面的質(zhì)量幾乎是最為重要的，然而由于信道傳輸特性不理想和加性噪聲的影響，不可避免地會(huì)產(chǎn)生誤碼，導(dǎo)致圖像質(zhì)量的下降，甚至無法正常收看。因此，為了保障圖像質(zhì)量就需要采用糾錯(cuò)編碼(又稱信道編碼)的方式來實(shí)現(xiàn)通信。在數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)(DVB)中，無論是衛(wèi)星傳輸，電纜傳輸還是地面?zhèn)鬏敹疾捎昧诵诺谰幋a。 本文首先深入研究DVB標(biāo)準(zhǔn)中的信道編碼部分的關(guān)鍵技術(shù)；然后依照DVB-T標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，設(shè)計(jì)并硬件實(shí)現(xiàn)了數(shù)字視頻傳輸?shù)男诺谰幗獯a系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，編解碼器與信源端的接口利用了MPEG-2的視頻傳輸接口同步并行接口(SPI)，這種接口的應(yīng)用讓系統(tǒng)具有很強(qiáng)的通用性；與信道端接口采用了G.703接口，具有G.703接口功能和特性的數(shù)據(jù)通信設(shè)備可以直接與數(shù)字通信設(shè)備連接，這使得應(yīng)用時(shí)對(duì)于信道的選擇具有較大的靈活性。 在深入理解RS編解碼算法，卷積交織/解交織原理，卷積編碼/VITERBI譯碼算法原理的基礎(chǔ)上，本文給出了解碼部分的設(shè)計(jì)方案，并利用Xilinx公司的SpartanⅢ系列XC3S2000芯片完成方案的硬件實(shí)現(xiàn)。在RS解碼過程中引入了流水線機(jī)制，從而很大程度上提高了解碼效率。解交織器部分采用了RAM分區(qū)循環(huán)法，利用對(duì)RAM讀寫地址的控制實(shí)現(xiàn)解卷積交織，這種方法控制電路簡單，實(shí)現(xiàn)速度比較快，代價(jià)小。VITERBI譯碼器采用截尾譯碼，在幾乎不影響譯碼準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上大大提高了解碼效率。
上傳時(shí)間： 2013-07-16
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現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)是一種新型器件,它將門陣列的通用結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場可編程的特性結(jié)合于一體.如今,FPGA系列器件已成為最受歡迎的器件之一.隨著FPGA器件的廣泛應(yīng)用,它在數(shù)字系統(tǒng)中的作用日益變得重要,它所要求的準(zhǔn)確性也變得更高.因此,對(duì)FPGA器件的故障測試和故障診斷方法進(jìn)行更全面的研究具有重要意義.隨著集成電路規(guī)模的迅速膨脹,電路結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜,使大量的故障不可測.所以,人們把視線轉(zhuǎn)向了可測性設(shè)計(jì)(DFT)問題.可測性設(shè)計(jì)的提出為解決測試問題開辟了新的有效途徑,而邊界掃描測試方法(BST)是其中一個(gè)重要的技術(shù).本文闡述了FPGA系列器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),邊界掃描測試相關(guān)的基本概念與基本理論,給出利用布爾矩陣?yán)碚摻⒌倪吔鐠呙铚y試過程的數(shù)學(xué)描述和數(shù)學(xué)模型.論文中主要討論了邊界掃描測試中的測試優(yōu)化問題,給出解決兩類優(yōu)化問題的現(xiàn)有算法,對(duì)它們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比,并且提出對(duì)兩種現(xiàn)有算法的改進(jìn),比較了改進(jìn)前后優(yōu)化算法的性能.最后總結(jié)了利用邊界掃描測試FPGA的具體過程.
上傳時(shí)間： 2013-08-06
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隨著新的控制算法的應(yīng)用和電子技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人正朝著高速度、高精度、開放化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，對(duì)控制系統(tǒng)也提出了更高的要求。移動(dòng)機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)高速度、高精度的位置控制和軌跡跟蹤，必須依賴先進(jìn)的控制策略和優(yōu)良的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。 導(dǎo)航是移動(dòng)機(jī)器人最具挑戰(zhàn)性的能力之一，機(jī)器人感知、定位、認(rèn)知及運(yùn)動(dòng)控制的性能是決定導(dǎo)航成功的關(guān)鍵因素。根據(jù)課題“仿生導(dǎo)航系統(tǒng)”的要求，本文選擇“主控制器+運(yùn)動(dòng)控制器+英特網(wǎng)遠(yuǎn)程無線監(jiān)控”結(jié)構(gòu)進(jìn)行導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先分析導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)，建立機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，最后詳細(xì)闡述控制系統(tǒng)的全部開發(fā)過程，包括控制系統(tǒng)需求分析、總體設(shè)計(jì)、功能模塊的劃分及軟硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，并對(duì)無線通信及英特網(wǎng)通訊做了一些基礎(chǔ)研究，開發(fā)了無線通訊模塊軟件和上位機(jī)軟件。 在控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方面，主要包括基于 LPC2138 的主控制單元、基于HCTL-1100 的運(yùn)動(dòng)控制單元、基于 6N137 的光電隔離單元、基于 LMD18200 的功率放大單元、傳感器接口單元及上位機(jī)無線通訊單元的電路設(shè)計(jì)。軟件方面，在μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)的多任務(wù)環(huán)境下，利用其任務(wù)調(diào)度功能，合理地協(xié)調(diào)和組織了控制系統(tǒng)的各項(xiàng)硬件資源，提高了整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性。上位機(jī)采用的無線通訊、Internet 通訊以及可視化監(jiān)控程序界面，讓用戶可以方便直觀地遠(yuǎn)程觀察和控制機(jī)器人。 該控制系統(tǒng)的研制為仿生傳感器性能測試提供了一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性，系統(tǒng)的各項(xiàng)功能及控制精度滿足設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： ARM 導(dǎo)航 移動(dòng) 機(jī)器人控制
上傳時(shí)間： 2013-05-22
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