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自動(dòng)控制器

基于ARM微處理器的通用電液系統(tǒng)數(shù)字控制器.pdf

電液控制作為液壓控制的一個新分支，因為其本身的特點正得到越來越廣泛的應(yīng)用。電液控制系統(tǒng)的發(fā)展對電液控制技術(shù)提出了更高的要求，這必將促進(jìn)電液控制技術(shù)的發(fā)展。本文在教研室多年電液控制經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，提出開發(fā)通用型電液系統(tǒng)數(shù)字控制器。通過對電液控制技術(shù)的研究，了解電液系統(tǒng)的一般構(gòu)成，結(jié)合多個具體實例，本文提出數(shù)字式電液控制器概念，以ARM微處理器為硬件核心，采用多種智能控制算法解決電液系統(tǒng)閉環(huán)控制問題。數(shù)字控制器以PHILIPS公司的32位ARM7微處理器LPC2292為硬件核心，配有高速AD、DA轉(zhuǎn)換器。硬件設(shè)計注重通用性，具有多種輸入、輸出通道，可以采集和輸出多種、多個模擬量信號和數(shù)字量信。具有多種通信接口，可以實現(xiàn)近距離監(jiān)控或者遠(yuǎn)距離操控。人機(jī)交互通道豐富，具有報警、狀態(tài)指示、參數(shù)顯示等功能。采用光電隔離、獨立電源、屏蔽外殼等措施保證控制器具有良好的穩(wěn)定性、可靠性。軟件設(shè)計采用UC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)，內(nèi)部集成多種智能控制算法，保證電液系統(tǒng)閉環(huán)控制取得良好的效果。開發(fā)模擬試驗系統(tǒng)，可以模擬電液系統(tǒng)現(xiàn)場的各種信號和閉環(huán)回路，實現(xiàn)實驗室調(diào)試。采用Visual Basic開發(fā)上位機(jī)軟件，配合控制器完成參數(shù)修改、保存，繪制實時監(jiān)控曲線，控制硬件等功能。控制器解決了電液系統(tǒng)多樣性難題，客服模擬控制的缺點。研發(fā)出模糊自整定PID算法，它成功解決了閉環(huán)控制過程中設(shè)定信號不斷變化的難題。經(jīng)過多次現(xiàn)場調(diào)試，目前控制器已經(jīng)成功應(yīng)用于國內(nèi)多家企業(yè)的輪胎耐久性試驗機(jī)和密煉機(jī)兩種電液系統(tǒng)，在這兩種系統(tǒng)中成功取代進(jìn)口國外模擬控制器，并且控制效果好于國外模擬控制器。關(guān)鍵詞：電液系統(tǒng)；ARM7；UC/OS-II；模糊自整定

標(biāo)簽： ARM 微處理器電液系統(tǒng)

上傳時間： 2013-05-31

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基于ARM的斷路器智能控制器的研究

智能控制器是智能斷路器的核心，不僅具有普通脫扣器的各種保護(hù)功能，而且還具有實時參數(shù)顯示、故障記憶和查詢、自診斷等多項功能。在回顧和總結(jié)了智能斷路器的發(fā)展歷程后，討論了當(dāng)前智能斷路器的發(fā)展趨勢，提出了基于ARM的斷路器智能控制器的研究。本論文介紹了斷路器智能控制器的設(shè)計原理，同時重點闡述了斷路器智能控制器的各項參數(shù)測量及保護(hù)原理和算法，并進(jìn)行了具體的硬件和軟件模塊的設(shè)計，旨在實現(xiàn)斷路器的智能保護(hù)。本文涉及的斷路器智能控制器，在硬件上以PHILIPS公司的ARM芯片LPC2294為核心處理器，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)的實時采集處理和斷路器的故障保護(hù)。硬件設(shè)計采用了標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計方法，硬件電路盡可能選擇標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化結(jié)構(gòu)的典型電路，以便擴(kuò)展。其中，液晶選用的是SMG240128A，鍵盤芯片選用的是ZLG7290。軟件的編制采用模塊化編程方法，每一個模塊相對獨立，完成特定功能，便于維護(hù)添加新功能。編程工具為ARM公司提供的ADS1.2。為了保證智能控制器各種保護(hù)功能的可靠實現(xiàn)，論文中對智能控制器的干擾源進(jìn)行了分析，從硬件和軟件兩個方面采取了多項設(shè)計措施，提高了智能控制器的穩(wěn)定性和可靠性。實踐證明，論文中構(gòu)建的斷路器智能控制器結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，可以滿足系統(tǒng)需要，因此具有較高的實用價值。

標(biāo)簽： ARM 斷路器智能控制器

上傳時間： 2013-06-10

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MVB1類設(shè)備控制器的FPGA設(shè)計

本文對TCN中的MVB技術(shù)進(jìn)行了研究，并在深入了解MVB的通信機(jī)制的基礎(chǔ)上，提出了采用FPGA替代MVB控制器專用芯片的解決方法。根據(jù)TCN協(xié)議，連接在MVB上的設(shè)備可以分為5類，其中1類設(shè)備可以在不需要CPU的基礎(chǔ)上實現(xiàn)自動通信，最為常用。本設(shè)計的目的就是采用FPGA替代MVB1類設(shè)備控制器。文章采用自頂向下的模塊化設(shè)計方法，根據(jù)MVB1類設(shè)備控制器要實現(xiàn)的功能，將設(shè)計劃分為3個模塊：發(fā)送模塊、接收模塊和MVB1類模式控制模塊。其中發(fā)送模塊又劃分為位控制單元、CRC生成單元、FIFO單元和曼徹斯特編碼單元等。接收模塊又劃分為幀起始檢測單元、時鐘恢復(fù)單元、幀分界符檢測單元、數(shù)據(jù)譯碼單元、CRC校驗單元、譯碼控制單元和長度錯誤檢測單元等。MVB1類模式控制模塊又劃分為報文錯誤處理單元、主幀寄存器單元、TM控制單元和主控單元等。上述各模塊的RTL級設(shè)計都是采用硬件描述語言Verilog實現(xiàn)的。

標(biāo)簽： MVB1 FPGA 設(shè)備控制器

上傳時間： 2013-07-21

上傳用戶：dengzb84
基于FPGACPLD的智能電力電子控制器的研究

在直流電氣傳動系統(tǒng)中使用的可控直流電源大部分是晶閘管相控整流電源,而晶閘管觸發(fā)脈沖形成單元是晶閘管相控整流系統(tǒng)的重要組成部分.該設(shè)計采用現(xiàn)場可編程門陣列控制實現(xiàn)了晶閘管觸發(fā)器的數(shù)字化,與傳統(tǒng)的晶閘管觸發(fā)控制器相比有脈沖對稱度好等許多優(yōu)點,具有廣闊的應(yīng)用前景.該論文首先系統(tǒng)分析了晶閘管觸發(fā)器的各種性能指標(biāo),并對常見的觸發(fā)器進(jìn)行了分類.通過分析不同類型觸發(fā)器的優(yōu)缺點,最終確定采用三相同步的絕對觸發(fā)方式,這種方式在控制器內(nèi)部資源允許的前提下,在外圍電路很少的情況下就能實現(xiàn)高性能控制,簡化了系統(tǒng)設(shè)計.其次,對開發(fā)硬件和軟件以及編程語言進(jìn)行了介紹.另外,詳細(xì)闡述了采用現(xiàn)場可編程門陣列EPFl0K10器件實現(xiàn)具有相序自適應(yīng)、缺相保護(hù)等功能的晶閘管觸發(fā)器的軟硬件設(shè)計.最后,使用自主開發(fā)的觸發(fā)器構(gòu)成一套三相全控橋整流設(shè)備,并給出了實驗結(jié)果和波形分析.試驗結(jié)果表明,該論文設(shè)計的基于FPGA/CPLD的晶閘管智能觸發(fā)控制器能夠滿足一般工業(yè)控制要求,達(dá)到了預(yù)期的目的.

標(biāo)簽： FPGACPLD 電力電子控制器

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：baitouyu
基于FPGA的控制器實現(xiàn)

本文將EDA技術(shù)與傳統(tǒng)的控制理論相結(jié)合,研制了一種全新的基于FPGA技術(shù)之上的PID和模糊控制器,并加以優(yōu)化后應(yīng)用于FESTO液位控制系統(tǒng)上.該控制器基于PLD組成的系統(tǒng),很自然地避開CPU的程序跑飛、死循環(huán)、復(fù)位不可靠等缺點,最大程度的提高設(shè)計效率和系統(tǒng)的可靠性;同時相對于傳統(tǒng)的硬件控制器而言,它的高集成度所需較少外圍電路,降低設(shè)計成本,為控制器地實現(xiàn)提供了一種新方案.此外,本文的模糊控制器對傳統(tǒng)規(guī)則表進(jìn)行改進(jìn),在被控量接近穩(wěn)態(tài)值時規(guī)則表部分自適應(yīng)于具體的期望值,消除了穩(wěn)態(tài)值附近的震蕩,大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性.

標(biāo)簽： FPGA 控制器

上傳時間： 2013-06-21

上傳用戶：my867513184
PCI從設(shè)備控制器的FPGA設(shè)計與實現(xiàn)

隨著星載電子系統(tǒng)復(fù)雜度、小型化需求的提高，SoC已經(jīng)成為應(yīng)對未來星載電子系統(tǒng)設(shè)計需求的解決途徑。為了簡化設(shè)計流程并且提高部件的可重用性，在目前的SoC設(shè)計中引入了稱之為平臺的體系結(jié)構(gòu)模板，用它來描述采用已有的標(biāo)準(zhǔn)核來開發(fā)SoC的方法。在星載電子系統(tǒng)中常用部件的分類設(shè)計，最終建立一個包括多種功能部件，互連部件和處理部件的設(shè)計平臺，從而有效的提高星載電子系統(tǒng)的設(shè)計能力。在當(dāng)前NASA和ESA的空間應(yīng)用中，PCI總線廣泛作為背板總線和局部總線，有鑒于此，本研究選擇PCI總線作為星載電子系統(tǒng)設(shè)計平臺要提供的一個互連部件對其進(jìn)行設(shè)計。針對這一需求，本論文采用自項向下的設(shè)計方法對PCI總線從設(shè)備控制器的設(shè)計與實現(xiàn)進(jìn)行了研究，對PCI總線協(xié)議做了深刻的分析，完成了PCI總線目標(biāo)設(shè)備控制器的設(shè)計，采用Verilog HDL對其進(jìn)行了RTL級的描述。在該課題的研究中，采用了目前集成電路設(shè)計中常見的自頂向下設(shè)計方法，使用硬件描述語言Verilog HDL對其進(jìn)行描述，重點分析了PCI總線設(shè)備控制器的設(shè)計。以PCI總線協(xié)議的分析和理解為基礎(chǔ)，對PCI總線設(shè)備控制器進(jìn)行了功能分析和結(jié)構(gòu)劃分。根據(jù)PCI總線設(shè)備控制器的功能和結(jié)構(gòu)劃分，對PCI總線目標(biāo)設(shè)備控制器的設(shè)計思路和各個子模塊電路的設(shè)計和實現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析闡述，并且通過編寫測試激勵程序完成了功能仿真。應(yīng)用FPGA作為物理驗證和實現(xiàn)載體，進(jìn)行了面向FPGA的電路綜合，進(jìn)行了布局布線后的時序仿真，證明所實現(xiàn)的PCI目標(biāo)設(shè)備控制器符合基本功能要求，在以上基礎(chǔ)上完成了PCI目標(biāo)設(shè)備控制器的FPGA實現(xiàn)。通過這整個論文的工作，按照設(shè)計、仿真、綜合驗證及布局布線的步驟，完成了PCI總線目標(biāo)設(shè)備控制器IP軟核的設(shè)計。

標(biāo)簽： FPGA PCI 設(shè)備控制器

上傳時間： 2013-06-07

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基于ARM的溫濕度控制器的設(shè)計

高端濕熱環(huán)境試驗箱的溫濕度控制器有著如下特點：①、人機(jī)接口模塊大多采用彩色液晶屏和觸摸屏；②、控制器存儲容量大，可存儲大量溫濕度數(shù)據(jù)；⑧、溫濕度數(shù)據(jù)測量精度高；④、溫濕度控制精度高，具有自調(diào)整能力，可根據(jù)試驗條件的變化調(diào)節(jié)控制器內(nèi)部參數(shù)。⑤、輔助功能多，如RS232串口通訊、USB通訊、以太網(wǎng)通訊等，方便和PC機(jī)的連接。此種類型的溫濕度控制器國內(nèi)生產(chǎn)較少。本文在綜述國內(nèi)溫濕度控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了基于ARM9芯片的高性能溫濕度控制的設(shè)計方法。本文主要針對以下幾個方面進(jìn)行了研究：研究試驗箱內(nèi)熱力學(xué)過程并建立溫濕度控制系統(tǒng)的簡化數(shù)學(xué)模型；分析溫濕度控制箱的控制方法，選擇合理的溫濕度測量方案，提出了減少誤差的方法；分析溫濕度控制器的功能需求，完成了基于ARM的溫濕度控制器的硬件設(shè)計和調(diào)試；選擇了溫濕度控制系統(tǒng)的控制算法，并在設(shè)計的硬件平臺上實現(xiàn)；最后對控制效果進(jìn)行了試驗分析。本論文各章節(jié)主要內(nèi)容概述如下：第1章綜述了濕熱環(huán)境試驗設(shè)備技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)展，提出了課題的研究內(nèi)容、難點和創(chuàng)新點。第2章分析了濕熱環(huán)境試驗箱溫濕度控制的控制算法，分析了被控空氣的熱力學(xué)過程，得出簡化數(shù)學(xué)模型。第3章對溫度、濕度測量系統(tǒng)及其誤差消除方法進(jìn)行分析，提出基于AD7711的高精度溫濕度測量方案。第4章分析溫濕度控制器的需求，完成溫濕度控制器硬件平臺的設(shè)計。第5章研究溫濕度控制系統(tǒng)的控制算法，在硬件平臺上實現(xiàn)PID繼電自整定算法。第6章對溫濕度控制的實際控制效果進(jìn)行試驗分析。第7章總結(jié)與展望。

標(biāo)簽： ARM 溫濕度控制器

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：bjgaofei
基于FPGA的I2C總線控制器的設(shè)計

本文利用Verilog HDL語言在FPGA上實現(xiàn)IC總線的規(guī)范，又簡要介紹了Quartus Ⅱ設(shè)計環(huán)境和設(shè)計方法，以及FPGA的設(shè)計流程。在此基礎(chǔ)上，重點介紹了I

標(biāo)簽： FPGA I2C 總線控制器

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：ajaxmoon
基于FPGA的SDRAM控制器設(shè)計及應(yīng)用

在國家重大科學(xué)工程HIRFL-CSR的CSR控制系統(tǒng)中，需要高速數(shù)據(jù)獲取和處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通常采用存儲器作為數(shù)據(jù)緩沖存儲。同步動態(tài)隨機(jī)存儲器SDRAM憑借其集成度高、功耗低、可靠性高、處理能力強(qiáng)等優(yōu)勢成為最佳選擇。但是SDRAM卻具有復(fù)雜的時序，為了降低成本，所以采用目前很為流行的EDA技術(shù)，選擇可編程邏輯器件中廣泛使用的現(xiàn)場可編程門陣列FPGA，使用硬件描述語言VHDL，遵循先進(jìn)的自頂向下的設(shè)計思想實現(xiàn)對SDRAM控制器的設(shè)計。論文引言部分簡單介紹了CSR控制系統(tǒng)，指出論文的課題來源與實際意義。第二章首先介紹了存儲器的概況與性能指標(biāo)，其次較為詳細(xì)介紹了動態(tài)存儲器DRAM的基本時序，最后對同步動態(tài)隨機(jī)存儲器SDRAM進(jìn)行詳盡論述，包括性能、特點、結(jié)構(gòu)以及最為重要的一些操作和時序。第三、四章分別論述本課題的SDRAM控制器硬件與軟件設(shè)計，重點介紹了具體芯片與FPGA設(shè)計技術(shù)。第五章為該SDRAM控制器在CsR控制系統(tǒng)中的一個經(jīng)典應(yīng)用，即同步事例處理器。最后對FPGA技術(shù)進(jìn)行總結(jié)與展望。本論文完整論述了控制器的設(shè)計原理和具體實現(xiàn)。從測試的結(jié)果來看，本控制器無論從結(jié)構(gòu)上，還是軟硬件上設(shè)計均滿足了工程實際要求。

標(biāo)簽： SDRAM FPGA 制器設(shè)計

上傳時間： 2013-07-11

上傳用戶：hasan2015
基于FPGA的邊界掃描控制器的設(shè)計

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)部的每個引腳上，相當(dāng)于設(shè)置了施加激勵和觀測響應(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系統(tǒng)的核心，它主要實現(xiàn)JTAG協(xié)議的自動轉(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)計一個能夠快速、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)計相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，提出了邊界掃描控制器的總體設(shè)計方案。其次，采用模塊化設(shè)計思想、VHDL語言描述來完成要實現(xiàn)的邊界掃描控制器的硬件設(shè)計。然后，利用自頂向下的驗證方法，在對控制器內(nèi)功能模塊進(jìn)行基于Testbench驗證的基礎(chǔ)上，利用嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計思想，將所設(shè)計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，實現(xiàn)對邊界掃描控制器的功能驗證后將其應(yīng)用到實際的測試電路當(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)計目標(biāo)，該邊界掃描控制器的設(shè)計方案是正確可行的。　　本文設(shè)計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)提供了一個很有實用價值的組件，具有很明顯的現(xiàn)實意義。

標(biāo)簽： FPGA 邊界掃描控制器

上傳時間： 2013-07-20

上傳用戶：hewenzhi