隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程加快，各種電力負(fù)荷迅速增加，造成了電網(wǎng)無(wú)功功率消耗增加，使電能的傳輸和利用效率降低，電能質(zhì)量中的無(wú)功功率補(bǔ)償問(wèn)題變得越來(lái)越重要。靜止無(wú)功發(fā)生器(STATCOM)作為柔性交流輸電系統(tǒng)的重要裝置之一，是無(wú)功功率補(bǔ)償發(fā)展的趨勢(shì)。 論文首先介紹并比較了現(xiàn)有的無(wú)功補(bǔ)償裝置，分析了STATCOM相對(duì)于其他無(wú)功補(bǔ)償裝置的優(yōu)越性。總結(jié)了STATCOM的間接電流控制和直接電流控制兩種控制方式，并對(duì)兩種控制方式所衍生的幾種控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，說(shuō)明了其控制原理。 詳細(xì)討論了直接電流控制的幾種控制結(jié)構(gòu)，并建立了相應(yīng)的仿真模型，進(jìn)行了仿真和比較分析。研究了它們?cè)诜€(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能上的優(yōu)缺點(diǎn)。其中重點(diǎn)討論了采用空間電壓矢量調(diào)制方法(SVPWM)跟蹤給定電壓矢量，來(lái)控制STATCOM的電流產(chǎn)生，并且采用直流側(cè)電壓可變給定。仿真結(jié)果證明此種方法具有直流側(cè)電壓利用率高、降低功率器件的開(kāi)關(guān)損耗、適應(yīng)電網(wǎng)電壓不對(duì)稱的環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。 介紹了基于FPGA和DSP硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)方法。對(duì)FPGA的控制軟件編程設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)討論，其中重點(diǎn)討論了應(yīng)用DSP builder。工具箱實(shí)現(xiàn)全數(shù)字三相鎖相環(huán)和SVPWM控制模塊的方法。
標(biāo)簽： STATCOM 控制 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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異步電機(jī)無(wú)速度傳感器矢量控制技術(shù)提高了交流傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性，降低了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成本。準(zhǔn)確辨識(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速是實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器矢量控制的關(guān)鍵。 本文對(duì)無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，建立了異步電動(dòng)機(jī)無(wú)速度傳感器電壓解耦矢量控制系統(tǒng)和基于模型參考自適應(yīng)(MRAS)的無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)。基于MRAS的無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)利用電動(dòng)機(jī)定子電壓方程和電流方程得到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的模型參考自適應(yīng)辨識(shí)算法，在此基礎(chǔ)上建立了一個(gè)改進(jìn)的變參數(shù)MRAS速度辨識(shí)數(shù)學(xué)模型，并利用Matlab軟件對(duì)基于該速度辨識(shí)模型的無(wú)速度傳感器異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)在不同的情況下進(jìn)行了詳細(xì)的仿真研究。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該改進(jìn)的變參數(shù)MRAS速度辨識(shí)模型具有令人滿意的辨識(shí)精度和動(dòng)態(tài)性能。 基于MRAS的轉(zhuǎn)速估算理論從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)屬于基于電機(jī)理想模型的轉(zhuǎn)速估算方案，該方法依賴于電機(jī)參數(shù)，而電機(jī)參數(shù)在電機(jī)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中變化很大，因而給出了對(duì)電機(jī)的一些定、轉(zhuǎn)子參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)辨識(shí)方法，以保持系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能。 在傳統(tǒng)型模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，將系統(tǒng)中原有的自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用一個(gè)具有在線學(xué)習(xí)能力的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)取代，提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的異步電機(jī)轉(zhuǎn)速估計(jì)方法，并給出了速度估計(jì)器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)算法。最后對(duì)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)速估計(jì)的異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明該系統(tǒng)具有良好的性能。 簡(jiǎn)單介紹了基于DSP的異步電機(jī)無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)以及軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽： 異步電機(jī) 速度傳感器 矢量控制
上傳時(shí)間： 2013-05-30
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數(shù)控編程是目前數(shù)控系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)之一，它在實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化、提高加工質(zhì)量和加工精度、縮短產(chǎn)品研制周期等方面發(fā)揮著重要的作用。數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中，遇到比較復(fù)雜的零件時(shí)，使用人工編寫(xiě)數(shù)控程序需要大量的時(shí)間，并且容易出錯(cuò)。但是，隨著CAD/CAM技術(shù)的推廣和應(yīng)用，采用CAD/CAM集成技術(shù)編制數(shù)控加工程序已經(jīng)成為當(dāng)今的主流。因此，開(kāi)發(fā)高效的數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)已經(jīng)成為眾多專業(yè)人員的研究方向。 從目前的國(guó)內(nèi)外技術(shù)水平來(lái)看，自動(dòng)編程系統(tǒng)通常都采用面向現(xiàn)有的AutoCAD系統(tǒng)，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，擴(kuò)展CAD系統(tǒng)的CAM功能的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，如MasterCAM、CAXA等，但是這些系統(tǒng)價(jià)格昂貴。因此，在通過(guò)AutoCAD系統(tǒng)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)自動(dòng)編程系統(tǒng)，使其具備CAM功能，是實(shí)現(xiàn)某些特殊編程系統(tǒng)的一種途徑。 本課題基于ObiectARX技術(shù)，在AutoCAD軟件平臺(tái)上，針對(duì)SKC800S型數(shù)控沖床自動(dòng)送料機(jī)床，研究與開(kāi)發(fā)了數(shù)控加工圖形自動(dòng)編程軟件系統(tǒng)。該課題主要完成以下內(nèi)容： 1、深入研究ObjectARX編程技術(shù)。 2、深入研究AutoCAD圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)，以便構(gòu)造合適的算法，提取必要的信息。 3、開(kāi)發(fā)出友好的用戶界面。 4、通過(guò)構(gòu)造合適的類，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工程序地自動(dòng)生成。 5、編寫(xiě)幫助文檔，方便編程人員使用。 在本系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)中，嚴(yán)格遵循開(kāi)放、模塊化的設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)加工試驗(yàn)，本課題所研發(fā)的自動(dòng)編程系統(tǒng)得到較好的應(yīng)用效果，并且具有友好的人機(jī)界面、良好的操作性，達(dá)到了預(yù)期開(kāi)發(fā)目標(biāo)。 本課題的研究為進(jìn)一步研究數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床提供了思路，打下了良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，本文對(duì)于從事自動(dòng)編程系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)的相關(guān)人員也具有一定的參考價(jià)值。
標(biāo)簽： AutoCAD 數(shù)控 自動(dòng)
上傳時(shí)間： 2013-05-24
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跑步運(yùn)動(dòng)是人們喜愛(ài)的運(yùn)動(dòng)方式之一，借助電動(dòng)跑步機(jī)進(jìn)行跑步運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單方便，已成為新的運(yùn)動(dòng)時(shí)尚。電動(dòng)跑步機(jī)已經(jīng)成為一種大眾健身器材，市場(chǎng)前景極為廣闊。 目前電動(dòng)跑步機(jī)大多采用有刷直流電動(dòng)機(jī)或交流變頻電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，本文研究采用外轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)跑步機(jī)。其主要優(yōu)點(diǎn)在于：一是省去了傳統(tǒng)電動(dòng)跑步機(jī)的減速機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，效率高；二是無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)具有優(yōu)良的調(diào)速和控制性能，可以提升電動(dòng)跑步機(jī)品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)智能化；三是無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)性價(jià)比高，更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，進(jìn)行電動(dòng)跑步機(jī)外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)的研究具有較高的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。 本文首先綜述了電動(dòng)跑步機(jī)及其電機(jī)驅(qū)動(dòng)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)以及外轉(zhuǎn)子無(wú)刷計(jì)特點(diǎn)、分?jǐn)?shù)槽繞組及其控制器；應(yīng)用電機(jī)磁場(chǎng)有限元軟件MAGNEFORCE研究了不同極/槽配合無(wú)刷電機(jī)的磁場(chǎng)分布和不同極弧系數(shù)對(duì)電機(jī)性能的影響；在此基礎(chǔ)上試制了電動(dòng)跑步機(jī)外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)樣機(jī)并進(jìn)行初步性能試驗(yàn)；運(yùn)用MATLAB對(duì)外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)仿真分析。
標(biāo)簽： 電動(dòng) 無(wú)刷電機(jī) 控制
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現(xiàn)代社會(huì)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的信息技術(shù)迅速發(fā)展，信息容量呈爆炸式的增長(zhǎng)，人們獲得的信息的途徑也越來(lái)越多，這其中人類獲得的視覺(jué)信息很大部分是從各種各樣的電子顯示器件上獲得的，隨著微電子技術(shù)和材料工業(yè)的進(jìn)步，圖像顯示技術(shù)飛速發(fā)展，出現(xiàn)了多種新型顯示器，其中一些在顯示品質(zhì)上已經(jīng)接近或者超過(guò)了傳統(tǒng)的陰極射線管顯示器(CRT)，同時(shí)這些顯示器件滿足設(shè)備了小型化和低功耗的要求。 經(jīng)過(guò)二十多年的研究、競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展，平板顯示器件尤其是液晶顯示器件(LCD)已經(jīng)脫穎而出大規(guī)模的進(jìn)入市場(chǎng)，成為新世紀(jì)顯示器件的主流。其中TFT-LCD是目前唯一在亮度、對(duì)比度、功耗、壽命、體積和重量等綜合性能上全面趕上和超過(guò)CRT的平板顯示顯示器件。它的性能優(yōu)良、大規(guī)模生產(chǎn)特性好，自動(dòng)化程度高，原材料成本低廉，發(fā)展空間廣闊，迅速成為新世紀(jì)的主流產(chǎn)品，是21世紀(jì)全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的一個(gè)亮點(diǎn)。 本論文在深入理解了LCD顯示機(jī)理，尤其是TFT-LCD的顯示驅(qū)動(dòng)原理的基礎(chǔ)上，利用緯視晶公司提供的TFT液晶模塊，以嵌入式目前比較常用的FPGA系列芯片中的EP1C6Q240C6為核心設(shè)計(jì)制作出了由單片機(jī)(MCU)+可編程邏輯器件(FPGA-FieldProgrammableGateArray)+SRAM的液晶顯示控制系統(tǒng)。文章闡述了該控制系統(tǒng)從硬件選型，到系統(tǒng)模塊硬件電路設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程。該控制系統(tǒng)的功能模塊主要包括：電源模塊、可編程邏輯器件模塊、微處理器模塊、靜態(tài)RAM模塊以及觸摸屏控制模塊。其中微控制器模塊采用C語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶屏得數(shù)據(jù)傳以及其它控制功能，可編程邏輯器件(FPGA)模塊采用VHDL語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)屏的時(shí)序控制，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶屏圖像顯示的控制。最后通過(guò)對(duì)使用該控制板點(diǎn)亮的液晶屏進(jìn)行光學(xué)測(cè)試驗(yàn)證了這種設(shè)計(jì)方案的可靠型和穩(wěn)定性。 本設(shè)計(jì)具有較大的實(shí)用價(jià)值，可為以后液晶屏控制系統(tǒng)的研制提供參考。
標(biāo)簽： 液晶 顯示器控制 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-07-22
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隨著能源消耗的不斷增長(zhǎng)和生態(tài)環(huán)境的日益惡化，世界各國(guó)都在積極尋找一種可持續(xù)發(fā)展且無(wú)污染的新能源。太陽(yáng)能作為一種高效無(wú)污染的新能源，尤其受到人類的重視。近年來(lái)，許多國(guó)家都非常重視發(fā)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)已成為太陽(yáng)能光伏應(yīng)用的主流。本文對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并對(duì)其控制方法進(jìn)行了研究。太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的兩大核心部分是太陽(yáng)能電池板的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制和光伏并網(wǎng)逆變控制。首先，本文對(duì)太陽(yáng)能電池的工作原理及工作特性進(jìn)行介紹，詳細(xì)分析太陽(yáng)能電池工作的等效電路和數(shù)學(xué)模型。其次，本文對(duì)幾種傳統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制算法進(jìn)行了研究、分析和比較，提出各自優(yōu)缺點(diǎn)。基于最大功率跟蹤過(guò)程的快速性和穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)采用逐步逼近法實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)中太陽(yáng)能電池的最大功率輸出，以提高系統(tǒng)的性能和最大功率點(diǎn)跟蹤速度。再次，基于光伏并網(wǎng)逆變器的控制目標(biāo)，研究了光伏并網(wǎng)逆變器的常用控制方法，參考國(guó)內(nèi)外資料，選擇重復(fù)-PI控制作為光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略。最后，基于TMS320LF2407高速數(shù)字信號(hào)處理器，設(shè)計(jì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，給出系統(tǒng)的硬件參數(shù)和軟件流程圖，并針對(duì)實(shí)驗(yàn)和仿真波形進(jìn)行分析。
標(biāo)簽： DSP 光伏并網(wǎng)發(fā)電 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-06-06
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風(fēng)能作為一種清潔可再生能源，發(fā)展迅速，已經(jīng)成為世界新能源最主要的發(fā)展方向之一。本文以863計(jì)劃項(xiàng)目"MW級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電控系統(tǒng)研制"為研究背景，介紹了1.2MW永磁同步電機(jī)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，研究了變流系統(tǒng)中逆變器的控制方法。 本文首先對(duì)風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行了概述，介紹了我國(guó)和世界風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r以及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)今風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，大功率直驅(qū)化和雙饋是兩個(gè)發(fā)展方向，本課題1.2MW風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)就是采用了永磁同步電機(jī)加交直交變流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，中間省去了齒輪箱，減少了維護(hù)，具有較好的發(fā)展前景。 論文第二章首先對(duì)風(fēng)輪機(jī)葉片的空氣動(dòng)力特性進(jìn)行了分析，介紹了不同風(fēng)速下風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制策略。就直驅(qū)技術(shù)與變速箱/感應(yīng)電機(jī)技術(shù)--目前風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域變速恒頻技術(shù)的兩大發(fā)展方向作了較為詳細(xì)的介紹分析。 在變流系統(tǒng)中，逆變并網(wǎng)是重要的環(huán)節(jié)，起到了將電能傳輸?shù)诫娋W(wǎng)的作用。文章中重點(diǎn)分析了三相并網(wǎng)逆變器的主電路結(jié)構(gòu)、原理和工作方法，并進(jìn)行了理論推導(dǎo)和公式說(shuō)明。 本文對(duì)1.2MW永磁同步電機(jī)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的主電路參數(shù)的選擇作了理論推導(dǎo)和計(jì)算，包括主電路直流側(cè)電容，網(wǎng)側(cè)電感，三重化升壓電感，網(wǎng)側(cè)濾波電容等，還確定了斬波和逆變部分所采用的開(kāi)關(guān)管和六相整流所采用的二極管，并在額定正常工作情況下，分別計(jì)算斬波和逆變部分開(kāi)關(guān)管的損耗和開(kāi)關(guān)管的結(jié)溫。 本課題采用瞬時(shí)電流法對(duì)并網(wǎng)逆變器進(jìn)行控制。在實(shí)驗(yàn)中上確定了電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的PI參數(shù)，順利完成了閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)。 文中采用DSP2407高速集成控制芯片是控制的核心，并根據(jù)控制流程圖對(duì)其控制進(jìn)行了軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了控制板上的信號(hào)采集、運(yùn)算、故障檢測(cè)、電路驅(qū)動(dòng)等功能。并進(jìn)行了小功率試驗(yàn)，得到了較好的電壓電流波形，并對(duì)波形進(jìn)行了詳細(xì)分析，驗(yàn)證了本文采用方法的正確性。
標(biāo)簽： DSP 風(fēng)力發(fā)電 并網(wǎng)逆變器
上傳時(shí)間： 2013-07-06
上傳用戶：wangdean1101
近幾年來(lái)，OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù)引起了人們的廣泛注意，根據(jù)這項(xiàng)新技術(shù)，很多相關(guān)協(xié)議被提出來(lái)。其中WiMax(Wireless MetropolitanArea Networks)代表空中接口滿足IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)，IEEE標(biāo)準(zhǔn)在2004年定義了空中接口的物理層(PHY)，即802.16d協(xié)議。該協(xié)議規(guī)定數(shù)據(jù)傳輸采用突發(fā)模式，調(diào)制方式采用OFDM技術(shù)，傳輸速率較高且實(shí)現(xiàn)方便、成本低廉，已經(jīng)成為首先推廣應(yīng)用的商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)。 本文主要對(duì)IEEE802.16d OFDM系統(tǒng)物理層進(jìn)行研究，并在XILINX公司的Virtexpro II芯片上實(shí)現(xiàn)了基帶算法。 首先討論了OFDM基本原理及其關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)IEEE802.16d OFDM系統(tǒng)的物理層發(fā)送端流程搭建了基帶仿真鏈路，利用MATLAB/SIMULINK仿真了OFDM系統(tǒng)在有無(wú)循環(huán)前綴(CP)、多徑數(shù)目不同等情況下的性能變化。由于同步算法和信道估計(jì)算法計(jì)算量都很大，為了找到適合采用FPGA實(shí)現(xiàn)的算法，分析了同步誤差和不同信道估計(jì)算法對(duì)接收信號(hào)的影響，并結(jié)合計(jì)算量的大小提出了一種新的聯(lián)合同步算法，以及得出了LS信道估計(jì)算法最適合802.16d系統(tǒng)的結(jié)論。 其次，完成了基帶發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的FPGA硬件電路實(shí)現(xiàn)。為了使系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率更高，采用了流水線的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)中采用編寫(xiě)Verilog程序和使用IP核相結(jié)合的辦法，實(shí)現(xiàn)了新的聯(lián)合同步算法，并且通過(guò)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，避免了信道估計(jì)算法中的繁瑣除法。利用ISE9. 2i和Modelsim6.Oc軟件平臺(tái)對(duì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)、綜合和仿真，并將仿真結(jié)果和MATLAB軟件計(jì)算結(jié)果相對(duì)比。結(jié)果表明，采用16位數(shù)據(jù)總線可達(dá)到理想的精度。 最后，采用串口通信的方式對(duì)基帶系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。通過(guò)串口通信從功能上表明該系統(tǒng)確實(shí)可行。 關(guān)鍵詞：IEEE802. 16d； OFDM； 同步；信道估計(jì)；基帶系統(tǒng)
標(biāo)簽： FPGA OFDM 基帶
上傳時(shí)間： 2013-07-31
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隨著數(shù)碼技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，其實(shí)時(shí)處理技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。VLSI技術(shù)的迅猛發(fā)展為數(shù)字圖像實(shí)時(shí)處理技術(shù)提供了硬件基礎(chǔ)。其中FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)的特點(diǎn)使其非常適用于進(jìn)行一些基于像素級(jí)的圖像處理。 傳統(tǒng)的圖像顯示系統(tǒng)必須連接到PC才能觀察圖像視頻，存在著高速實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性問(wèn)題。本設(shè)計(jì)脫離高清晰工業(yè)相機(jī)必須與PC連接才可以觀看到高清晰圖像的束縛，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化。針對(duì)130萬(wàn)像素彩色1/2英寸鎂光CMOS圖像傳感器，提出用硬件實(shí)現(xiàn)Bayer格式到RGB格式轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)方案，完成由黑白圖像到高清彩色圖像的轉(zhuǎn)換，用SDRAM作緩存，輸出標(biāo)準(zhǔn)VGA信號(hào)，可直接連接VGA顯示器、投影儀等設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的視頻圖像觀看，與模擬相機(jī)740X576分辨率(480線)圖像相比，設(shè)計(jì)圖像畫(huà)質(zhì)相當(dāng)于1280X1024分辨率(750線)，最高幀率25fps，整個(gè)結(jié)構(gòu)應(yīng)用FPGA作為主控制器，用少量的緩存代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大容量存儲(chǔ)，加快了運(yùn)算速率，減小了電路規(guī)模，滿足圖像實(shí)時(shí)處理的要求，使展現(xiàn)出來(lái)的視頻圖像得到質(zhì)的飛躍。可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控等領(lǐng)域。 論文研究的重點(diǎn)是采用altera公司EP2C芯片前端驅(qū)動(dòng)CMOS圖像傳感器，實(shí)時(shí)采集Bayer圖像象素，分析研究CFA圖像插值算法，實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的實(shí)時(shí)線性插值算法，能夠?qū)斎胧敲肯袼?bit、分辨率為1280×1204的Bayer模式圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)重構(gòu)，輸出彩色RGB圖像。由端口FIFO作為數(shù)據(jù)緩沖，存儲(chǔ)一幀圖像到高速SDRAM，構(gòu)建VGA顯示控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入是每像素24bit(RGB101010)、分辨率為640×480、幀頻25HZ彩色圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。 整個(gè)模塊結(jié)構(gòu)包括電源模塊單元等、CMOS成像單元、FPGA數(shù)據(jù)處理單元、SDRAM控制單元、VGA顯示接口單元。 最后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，系統(tǒng)達(dá)到了實(shí)時(shí)性，能正確和可靠的工作。整個(gè)設(shè)計(jì)模塊能夠滿足高幀率和高清晰的實(shí)時(shí)圖像處理，占用系統(tǒng)資源很少，用較少的時(shí)間完成了圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，提高了效率。
標(biāo)簽： FPGA 實(shí)時(shí)圖像采集 與處理系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-08
上傳用戶：zhengjian
數(shù)據(jù)采集是信號(hào)與信息系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分，也是數(shù)字信號(hào)處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本論文主要介紹一種基于FPGA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，提出一種由高速A/D轉(zhuǎn)換芯片、高性能FPGA和PCI總線接口組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案及其的硬件電路實(shí)現(xiàn)方法。該系統(tǒng)利用AD器件對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、差分轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換，利用FPGA設(shè)計(jì)內(nèi)部模塊和時(shí)鐘信號(hào)來(lái)進(jìn)行電路控制及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)傳遞等功能，最后通過(guò)PCI邏輯接口把暫存在FPGA的數(shù)據(jù)傳送到PC主機(jī)。FPGA作為采集系統(tǒng)的核心部件，完成了內(nèi)部數(shù)字電路設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)具有很高的可適應(yīng)性、可擴(kuò)展性和可調(diào)試性。 本論文從研究數(shù)據(jù)采集的理論出發(fā)，重點(diǎn)研究了A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換、FPGA芯片設(shè)計(jì)及PCI總結(jié)接口設(shè)計(jì)，完成了系統(tǒng)的各級(jí)電路硬件設(shè)計(jì)，并通過(guò)系統(tǒng)仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)研究
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