本文的目的就是研究如何應(yīng)用FPGA這種大規(guī)模的可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)CCD（Charge Coupled Device，電荷耦合器件）數(shù)字圖像的實(shí)時(shí)采集及預(yù)處理。基于對(duì)實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，本文主要研究工作及成果如下： 1.本論文詳細(xì)的介紹了圖像采集卡的結(jié)構(gòu)和基本工作原理。同時(shí)，針對(duì)高分辨率的CCD攝像機(jī)，探討了有關(guān)點(diǎn)目標(biāo)與CCD像元一一對(duì)應(yīng)的圖像采集及其硬件和軟件設(shè)計(jì)方法。 2.本文分析了星圖中弱小目標(biāo)、噪聲以及背景的特點(diǎn)，給出了點(diǎn)目標(biāo)的場(chǎng)景圖像的數(shù)學(xué)模型及復(fù)雜背景下點(diǎn)目標(biāo)檢測(cè)的預(yù)處理方法。針對(duì)星圖灰度分布的特點(diǎn)，采用高斯低通濾波算法和高通濾波算法對(duì)星圖進(jìn)行預(yù)處理，同時(shí)還對(duì)圖像掃描聚類(lèi)算法進(jìn)行了研究與分析。 3.數(shù)字信號(hào)處理器常常因?yàn)樵趶?fù)雜性、運(yùn)算速度等方面的限制，難以實(shí)時(shí)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的檢測(cè)算法。本文采用FPGA技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜背景下弱點(diǎn)目標(biāo)的預(yù)處理算法，解決了計(jì)算、數(shù)據(jù)緩沖和存儲(chǔ)操作協(xié)調(diào)一致的問(wèn)題，同時(shí)采用并行高密度加法器和流水線的工作方式，使整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和處理速度得以很大的提高，合理的解決了資源和速度之間的相互制約問(wèn)題，并在實(shí)際中取得滿意的結(jié)果。
標(biāo)簽： FPGA 采集 預(yù)處理算法
上傳時(shí)間： 2013-07-03
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本課題源于空中機(jī)器人大賽參賽項(xiàng)目。針對(duì)比賽要求，提出了一種基于ARM的低成本、高性能的嵌入式微小無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的整體方案，并由此展開(kāi)了一系列的研究工作。 本文的重點(diǎn)是飛行控制系統(tǒng)的姿態(tài)確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)和飛行控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。 本文首先回顧了國(guó)內(nèi)外微小無(wú)人機(jī)發(fā)展歷程，介紹了其研究現(xiàn)狀，并指出了微小無(wú)人機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)需求設(shè)計(jì)了低價(jià)位、高性能的嵌入式微小無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的整體方案。 設(shè)計(jì)了低成本、低功耗的微小無(wú)人機(jī)的姿態(tài)確定系統(tǒng)方案，利用姿態(tài)四元數(shù)、龍格庫(kù)塔法、高斯牛頓法和擴(kuò)展卡爾曼濾波器估計(jì)出系統(tǒng)的姿態(tài)矩陣；對(duì)姿態(tài)確定方案進(jìn)行了仿真。 設(shè)計(jì)了基于ARM的飛行控制系統(tǒng)的硬件部分，包括電源及復(fù)位電路，UART、SPI、JTAG等接口電路，PWM信號(hào)發(fā)生電路，A/D采樣電路及前置電路，光電耦合電路等；完成了整個(gè)飛控系統(tǒng)PCB板制作以及對(duì)所設(shè)計(jì)電路的調(diào)試工作，使得系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。 最后針對(duì)本文設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)進(jìn)行了啟動(dòng)代碼等系統(tǒng)底層軟件的編寫(xiě)和調(diào)試，建立了系統(tǒng)的啟動(dòng)環(huán)境。
標(biāo)簽： SUAV ARM 嵌入式 飛控
上傳時(shí)間： 2013-06-03
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軟開(kāi)關(guān)技術(shù)是電力電子裝置向高頻化、高功率密度化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，已成為現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。微處理器的出現(xiàn)促進(jìn)了電力電子變換器的控制技術(shù)從傳統(tǒng)的模擬控制轉(zhuǎn)向數(shù)字控制，數(shù)字控制技術(shù)可使控制電路大為簡(jiǎn)化，并能提高系統(tǒng)的抗干擾能力、控制靈活性、通用性以及智能化程度。本文提出了一種利用耦合輸出電感的新型次級(jí)箝位ZVZCS PWM DC/DC變換器，其反饋控制采用數(shù)字化方式。 論文分析了該新型變換器的工作原理，推導(dǎo)了變換器各種狀態(tài)時(shí)的參數(shù)計(jì)算方程；設(shè)計(jì)了以ARW芯片LPC2210為核心的數(shù)字化反饋控制系統(tǒng)，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了PWM移相控制信號(hào)的輸出；運(yùn)用Pspice9.2軟件成功地對(duì)變換器進(jìn)行了仿真，分析了各參數(shù)對(duì)變換器性能的影響，并得出了變換器的優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)；最后研制出基于該新型拓?fù)浜蛿?shù)字化控制策略的1千瓦移相控制零電壓零電流軟開(kāi)關(guān)電源，給出了其主電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路及高頻變壓器等的設(shè)計(jì)過(guò)程，并在實(shí)驗(yàn)樣機(jī)上測(cè)量出了實(shí)際運(yùn)行時(shí)的波形。 理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該變換器拓?fù)淠軐?shí)現(xiàn)超前橋臂的零電壓開(kāi)關(guān)，滯后橋臂的零電流開(kāi)關(guān)；采用ARM微控制器進(jìn)行數(shù)字控制，較傳統(tǒng)的純模擬控制實(shí)時(shí)反應(yīng)速度更快、電源穩(wěn)壓性能更好、外圍電路更簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)更靈活等，為實(shí)現(xiàn)智能化數(shù)字電源創(chuàng)造了基礎(chǔ)，具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
標(biāo)簽： DCDC ARM 控制 全橋
上傳時(shí)間： 2013-08-03
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分析了開(kāi)關(guān)電源電磁騷擾的機(jī)理，提出相應(yīng)的抑制措施。討論了電磁兼容設(shè)計(jì)中需要加以注意的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)電源；電磁兼容；電磁騷擾；耦合通道Electromagnetic Compatib
標(biāo)簽： 開(kāi)關(guān)電源 電磁兼容設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-01
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MOC3061系列光電雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器是一種新型的光電耦合器件,它可用直流低電壓、小電流來(lái)控制交流高電壓、大電流。用該器件觸發(fā)晶閘管,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、觸發(fā)可靠等優(yōu)點(diǎn)。本文介紹其工作原理、性能參數(shù)
標(biāo)簽： 3061 MOC 光電 雙向可控硅
上傳時(shí)間： 2013-07-28
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光纖水聽(tīng)器自問(wèn)世以來(lái)，在巨大的軍事價(jià)值和民用價(jià)值推動(dòng)下得到了迅速發(fā)展，已逐漸從實(shí)驗(yàn)室研究階段走向工程應(yīng)用。同時(shí)隨著光纖水聽(tīng)器的不斷發(fā)展，對(duì)水聲信號(hào)的檢測(cè)技術(shù)以及數(shù)字處理能力也提出了新的要求。論文在此背景下開(kāi)展了一系列研究工作，并提出了利用FPGA(Field ProgrammableGate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)實(shí)現(xiàn)光纖3×3耦合器解調(diào)算法的新思路。 目前干涉型光纖水聽(tīng)器的解調(diào)一般采用PGC(Phase Generated Carrier，相位生成載波技術(shù))技術(shù)和基于3×3光纖耦合器干涉的解調(diào)技術(shù)。PGC技術(shù)在解調(diào)過(guò)程中引入了載波信號(hào)，它對(duì)采樣率，激光器等的要求都較高，因此我們把目光投向3×3耦合器解調(diào)技術(shù)，文中對(duì)其解調(diào)原理進(jìn)行了闡述，對(duì)采樣率的確定進(jìn)行了討論，并對(duì)3×3耦合器三路輸出不對(duì)稱(chēng)的情況進(jìn)行了分析，最后在本文的結(jié)論部分提出了基于3×3耦合器解調(diào)的改良方案。 目前，光纖信號(hào)數(shù)字化解調(diào)的硬件實(shí)現(xiàn)采用DSP(Digital Signal Process，可編程數(shù)字信號(hào)處理器)信號(hào)處理機(jī)，與之相比，F(xiàn)PGA解調(diào)具有速度快、資源占用少、易于擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)FPGA與DSP、ASIC(application-specificintegrated circuit，專(zhuān)用集成電路)實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了對(duì)比，分析了適合利用FPGA實(shí)現(xiàn)的算法所應(yīng)具備的特征；介紹了3×3耦合器解調(diào)算法中各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)情況；分析了系統(tǒng)的工作情況，硬件的構(gòu)造及芯片的選擇，最后驗(yàn)證了利用FPGA可以實(shí)現(xiàn)3×3耦合器解調(diào)算法。
標(biāo)簽： 干涉型 光纖水聽(tīng)器 信號(hào)解調(diào) 方法研究
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基于布里淵散射的分布式光纖傳感器是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文介紹了基于布里淵散射的分布式光纖傳感器的的原理、應(yīng)用；布里淵時(shí)域反射技術(shù)(BOTDR)和布里淵時(shí)域分析技術(shù)(BOTDA)的原理。 受激布里淵散射(SBS)的過(guò)程中，入射光和散射光滿足耦合振幅方程組。我們對(duì)該方程組采用有限差分法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，并用Matlab模擬計(jì)算過(guò)程，對(duì)布里淵散射信號(hào)進(jìn)行分析。 根據(jù)布里淵散射信號(hào)的特點(diǎn)，我們采用基于Morlet小波變換的DSP信號(hào)算法來(lái)處理 BOTDR傳感信號(hào)。通過(guò)對(duì)該算法的核心單元——快速傅立葉變換(FFT)的硬件實(shí)現(xiàn)，我們?cè)赟tratix FPGA上實(shí)現(xiàn)了基于Morlet小波變換的DSP算法的硬件電路設(shè)計(jì)。 最后，在此基礎(chǔ)上，我們對(duì)電路功能進(jìn)行實(shí)際的仿真和驗(yàn)證，并和Matlab得到結(jié)果進(jìn)行比較和分析。
標(biāo)簽： Morlet BOTDR 小波分析 信號(hào)處理
上傳時(shí)間： 2013-07-22
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單端反激開(kāi)關(guān)電源變壓器設(shè)計(jì):單端反激開(kāi)關(guān)電源的變壓器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)耦合電感，它要承擔(dān)著儲(chǔ)能、變壓、傳遞能量等工作。下面對(duì)工作于連續(xù)模式和斷續(xù)模式的單端反激變換器的變壓器設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié)。1、已知的
標(biāo)簽： 單端 反激開(kāi)關(guān)電源 變壓器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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感應(yīng)電機(jī)由于具有可靠性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)控制精度要求比較高的場(chǎng)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(duì)高精度感應(yīng)電機(jī)控制較困難的問(wèn)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(wèn)題。在對(duì)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(duì)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(duì)SVPWM、Park變換、模糊PI控制器、反饋速度測(cè)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(kāi)發(fā)板上完成硬件驗(yàn)證。
標(biāo)簽： FPGA 感應(yīng)電機(jī) 控制器
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耦合器之間的距離，耦舍器數(shù)量和短藏線的長(zhǎng)度是總線設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問(wèn)題。本文詳細(xì)論述了使用1553B總線時(shí)對(duì)其長(zhǎng)度應(yīng)該如何選擇。
標(biāo)簽： 1553B 總線 長(zhǎng)度 負(fù)載
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