永磁同步發(fā)電機(jī)由于一系列高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航空航天、國防和日常生活中得到廣泛應(yīng)用，并且受到許多學(xué)者的關(guān)注，其研究領(lǐng)域主要涉及永磁同步發(fā)電機(jī)的設(shè)計、精確性能分析、控制等方面。 本課題作為國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《無刷無勵磁機(jī)諧波勵磁的混合勵磁永磁電機(jī)的研究》的課題，主要研究永磁電機(jī)的電磁場空載和負(fù)載計算，求出永磁電機(jī)的電壓波形和電壓調(diào)整率，為分段式轉(zhuǎn)子的混合勵磁永磁電機(jī)的研究奠定基礎(chǔ)，主要做了以下工作： 首先介紹了永磁同步發(fā)電機(jī)的基本原理，包括永磁同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和永磁同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行性能，采用傳統(tǒng)解析理論給出了電壓調(diào)整率的計算方法及外特性的計算模型；然后用有限元ANSYS對永磁同步發(fā)電機(jī)樣機(jī)進(jìn)行實(shí)體建模，經(jīng)過定義分配材料、劃分網(wǎng)格、加邊界條件和載荷、求解計算等，得到矢量磁位Az、磁場強(qiáng)度H、磁感應(yīng)強(qiáng)度B等結(jié)果，直觀地看出電機(jī)內(nèi)部的磁場分布情況。 其次根據(jù)電磁場計算結(jié)果，應(yīng)用齒磁通法對其進(jìn)行后處理。該方法求解轉(zhuǎn)子在一個齒距內(nèi)不同位置處的磁場，以定子齒的磁通為計算單位，根據(jù)繞組與齒的匝鏈關(guān)系，計算出磁鏈隨時間的變化，進(jìn)而得到永磁同步發(fā)電機(jī)空、負(fù)載時電壓大小及波形。通過計算結(jié)果寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比，驗(yàn)證了齒磁通法的正確性，為計算永磁同步發(fā)電機(jī)各種性能特性提供有力工具。 最后，基于齒磁通法對永磁同步發(fā)電機(jī)的外特性進(jìn)行了深入研究，定量分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對外特性的影響規(guī)律，提出了有效降低電壓調(diào)整率的方法的是：增加氣隙長度g的同時，適當(dāng)增加永磁體的磁化方向的長度hm；此外，要盡量的減少每相串聯(lián)匝數(shù)N和增大導(dǎo)線面積以減小阻抗參數(shù)。通過改變電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對其電磁場進(jìn)行計算，找到永磁電機(jī)電壓調(diào)整率的變化規(guī)律，為加電勵磁的混合勵磁永磁電機(jī)做準(zhǔn)備，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。
標(biāo)簽： 永磁同步 發(fā)電機(jī) 磁場分析
上傳時間： 2013-04-24
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伺服系統(tǒng)是一種輸出能夠快速而精確地響應(yīng)外部的輸入指令信號的控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)在工業(yè)控制和家用電氣、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對伺服設(shè)備的性能也提出了越來越高的要求。因此，研制高性能、高可靠性的交流伺服系統(tǒng)有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 在伺服領(lǐng)域，永磁同步電機(jī)在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行方式上具有比其它類型的傳統(tǒng)伺服電機(jī)更為優(yōu)秀的運(yùn)行性能和更廣泛的適用范圍，被越來越多的應(yīng)用到交流伺服系統(tǒng)。以數(shù)字信號處理技術(shù)為基礎(chǔ)、以永磁同步電機(jī)為執(zhí)行電機(jī)，采用高性能控制策略的全數(shù)字化永磁同步交流伺服控制系統(tǒng)必將成為伺服控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。 本論文在研究永磁同步電動機(jī)運(yùn)行原理的基礎(chǔ)上，詳細(xì)討論了磁場定向矢量控制理論，確定了id=0的控制策略和空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的電壓調(diào)制方法。本文采用TI公司生產(chǎn)的專門用于電機(jī)控制的數(shù)字信號控制芯片DSP(TMS320LF2407A)作為控制系統(tǒng)核心處理芯片，設(shè)計了一套基于DSP的全數(shù)字永磁同步電動機(jī)伺服控制系統(tǒng)。論文詳細(xì)論述了控制電路各部分及外圍輔助電路的設(shè)計和調(diào)試，包括功率驅(qū)動電路，供電電路與電源電路以及傳感器電路等等。軟件開發(fā)均在TI的CCStudl02.2集成開發(fā)環(huán)境下完成，軟件采用匯編語言編寫，完成了主程序模塊和子程序模塊設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了電流A/D采樣、模型切換、轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)等功能，實(shí)現(xiàn)了位置、速度和電流雙閉環(huán)矢量控制，同時給出了主程序和各個子程序模塊的流程圖。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于DSP實(shí)現(xiàn)的全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、速度超調(diào)小、轉(zhuǎn)矩脈動小等特點(diǎn)，具有良好的動靜態(tài)特性以及較高的精度。基本達(dá)到了課題預(yù)期的效果，從而證明了系統(tǒng)設(shè)計的可行性。
標(biāo)簽： DSP 永磁同步電機(jī) 伺服系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-18
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非接觸電能傳輸技術(shù)是一門新興的能量傳輸技術(shù)，它集合了電力電子能量傳輸技術(shù)、磁場耦合技術(shù)以及現(xiàn)代控制理論。由于這種電能傳輸方式?jīng)]有接觸摩擦，可減少對設(shè)備的損傷，不會產(chǎn)生易引燃引爆的火花，解決了給移動設(shè)備特別是在惡劣環(huán)境下，工作設(shè)備的供電問題。在交通運(yùn)輸、航空航天、機(jī)器人、醫(yī)療器械、照明、便攜式電子產(chǎn)品、礦井和水下應(yīng)用等場合有著廣泛的應(yīng)用前景。本文對非接觸電能傳輸技術(shù)進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。主要研究內(nèi)容如下： ⑴介紹了非接觸電能傳輸技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，發(fā)展前景，基本原理與所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)。 ⑵通過建立漏感模型，對采用各種補(bǔ)償方式時，補(bǔ)償電容的選擇進(jìn)行了分析與研究，并對不同補(bǔ)償方式時，負(fù)載對系統(tǒng)傳輸效率的影響進(jìn)行了分析。 ⑶介紹了PWM調(diào)制硬開關(guān)技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)，比較分析了應(yīng)用于無接觸電能傳輸系統(tǒng)主變換器的幾種逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，詳細(xì)分析了移相全橋變換器的工作原理，在此基礎(chǔ)上，對變換器進(jìn)行改進(jìn)，提出了基于移相全橋控制的諧振變換器，并對變換器的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)分析。 ⑷對系統(tǒng)原副邊主電路的主要參數(shù)進(jìn)行了分析與設(shè)計，對松耦合變壓器的結(jié)構(gòu)選擇、主要參數(shù)進(jìn)行了分析與設(shè)計。 ⑸分別用通用DSP芯片TMS320F2812和專用控制芯片UC3875對系統(tǒng)的控制電路進(jìn)行了設(shè)計。 ⑹對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究，在仿真成功的基礎(chǔ)上，采用UC3875控制方案制作了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
上傳時間： 2013-07-19
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雙向DC/DC變換器（Bi-directionalDC/DCconverters）是能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)能量雙向傳輸?shù)闹绷?直流變換器。隨著科技的發(fā)展，雙向DC/DC變換器的應(yīng)用需求越來越多，正逐步應(yīng)用到無軌電車、地鐵、列車、電動車等直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，直流不間斷電源系統(tǒng)，航天電源等場合。一方面，雙向DC/DC變換器為這些系統(tǒng)提供能量，另一方面，又使可回收能量反向給供電端充電，從而節(jié)約能量。 大多數(shù)雙向DC/DC變換器采用復(fù)雜的輔助網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)技術(shù)，本文所研究的Buck/Boost雙向的DC/DC變換器從拓?fù)渖辖鉀Q器件軟開關(guān)的問題；由于Buck/Boost雙向DC/DC變換器的電流紋波較大，這會帶來嚴(yán)重的電磁干擾，本文結(jié)合Buck/Boost雙向DC/DC變換器拓?fù)渑c磁耦合技術(shù)使電感電流紋波減小；由于在同一頻率下不同負(fù)載時電流紋波不同，本文在控制時根據(jù)負(fù)載改變PWM頻率，從而使輕載時的電流紋波均較小。 本文所研究的雙向DC/DC變換器采用DSP處理器進(jìn)行控制，其原因在于：目前沒有專門用于控制該Buck/Boost雙向DC/DC變換器的控制芯片，而DSP具有多路的高分辨率PWM，通過對DSP寄存器的配置可以實(shí)現(xiàn)Buck/Boost雙向DC/DC變換器的控制PWM；DSP具有多路高速的A/D轉(zhuǎn)換接口，并可以通過配合PWM完成對反饋采樣，具備一定的濾波功能。 本文所研究的數(shù)字雙向DC/DC變換器實(shí)現(xiàn)了在Buck模式下功率MOSFET的零電壓開通及零電壓關(guān)斷，電感電流的交迭使其電感輸出端電流紋波明顯變小，輕載時PWM頻率的提升也使得電流紋波變小。
標(biāo)簽： F2808 2808 320F DCDC
上傳時間： 2013-06-08
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串聯(lián)電池組廣泛應(yīng)用于手?jǐn)y式工具、筆記本電腦、通訊電臺、便攜式電子設(shè)備、航天衛(wèi)星、電動自行車、電動汽車及儲能裝置中。本文就電動汽車的串聯(lián)電池組加以研究。 隨著社會的發(fā)展以及能源、環(huán)保等問題的日益突出，電動汽車以其零排放，噪聲低等優(yōu)點(diǎn)越來越受到世界各國的重視，被稱作綠色環(huán)保車。作為發(fā)展電動車的關(guān)鍵技術(shù)之一的電池管理系統(tǒng)(BMS)，是電動車產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。電動汽車的快速發(fā)展，它的能量源-動力電池組，成了電動汽車發(fā)展的瓶頸。電池技術(shù)和電池能量管理系統(tǒng)(BMS)的研究成為解決這一問題的關(guān)鍵，越來越受到人們的關(guān)注。 電動汽車電池組相關(guān)技術(shù)中的電池管理系統(tǒng)是目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文描述了電動公交用鋰電池配套的電池管理系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。 該電池管理系統(tǒng)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上采用集散式的檢測方法，即每箱電池都配備檢模塊，將各模塊所檢測的相關(guān)電池數(shù)據(jù)通過內(nèi)部總線傳送給主控模塊，再由主模塊對整體數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和存儲，并由CAN總線發(fā)送給電動公交各車載裝置。 本論文首先比較了現(xiàn)有的幾種電動汽車常用的電壓測量方法，然后提出了電池管理系統(tǒng)中的串聯(lián)電池組電壓測量方法的整體設(shè)計方案。即采集各個電池單體的基本信息到BMS控制芯片(單片機(jī)MC9S12D64)中進(jìn)行處理計算，從而得出電池工作狀態(tài)等信息。 介紹了CAN總線與電動汽車中心控制器進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)整車的控制。在硬件設(shè)計中詳細(xì)介紹了小系統(tǒng)的設(shè)計，電壓采集系統(tǒng)的設(shè)計，CAN通信接口電路的設(shè)計，以及抗干擾等方面的電路設(shè)計。并介紹了一些重要器件的選擇與參數(shù)確定。軟件實(shí)現(xiàn)方面，著重講述了檢測板電壓檢測的的功能模塊，最后對電池管理系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展給出了一些展望。 目前，本課題的研究在理論和實(shí)踐中都取得了很大的進(jìn)展，在經(jīng)過大量的軟硬件調(diào)試與改進(jìn)的基礎(chǔ)上，該方法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了良好、可靠的運(yùn)行，取得了很好的效果，為下一階段的準(zhǔn)備打下了很好的基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： 串聯(lián)電池組 電壓測量 法的研究
上傳時間： 2013-06-01
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隨著鋰電池技術(shù)的發(fā)展和節(jié)能環(huán)保概念的普及，大容量鋰離子電池在大功率場合的應(yīng)用前景也越來越廣闊，比如電動汽車、電動自行車、混合動力汽車、太陽能發(fā)電系統(tǒng)等新能源以及航空航天領(lǐng)域。 但是鋰離子電池組串聯(lián)使用時容量不均衡的問題大大限制其廣泛應(yīng)用，加入均衡電路是有效的解決方法。尤其是對于大容量的鋰電池組，價格昂貴，更是需要有效可靠的均衡電路與均衡策略。可以說，要實(shí)現(xiàn)大容量鋰離子電池在大功率場合的廣泛應(yīng)用，電池單體的有效均衡是目前的技術(shù)瓶頸之一。因此深入研究鋰離子電池組均衡電路的關(guān)鍵問題很有意義。 本文主要研究了以下幾個方面的內(nèi)容： 1．總結(jié)和比較了現(xiàn)在均衡電路的研究現(xiàn)狀，包括均衡拓?fù)浜涂刂撇呗浴?2．結(jié)合均衡電路的需要，對鋰電池的特性做了詳細(xì)的測試和深入的研究，得出了對均衡有指導(dǎo)意義的結(jié)論。 3．介紹了本課題所采用的鋰離子電池組均衡電路的工作原理和設(shè)計流程，并給出了具體電路和參數(shù)設(shè)計的結(jié)果。 4．基于鋰離子電池的特性，提出了新穎的過均衡加滯環(huán)控制的方案。最后，給出了實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果，驗(yàn)證了方案的可行性。 5．基于本文的研究工作對串聯(lián)鋰離子電池的均衡做了一些總結(jié)和展望。
標(biāo)簽： 串聯(lián) 鋰離子電池組 均衡電路
上傳時間： 2013-06-11
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在實(shí)際應(yīng)用中，對永磁同步電機(jī)控制精度的要求越來越高。尤其是在機(jī)器人、航空航天、精密電子儀器等對電機(jī)性能要求較高的領(lǐng)域，系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性和魯棒性能好壞成為決定永磁同步電機(jī)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)電機(jī)系統(tǒng)通常采用PID控制，其本質(zhì)上是一種線性控制，若被控對象具有非線性特性或有參變量發(fā)生變化，會使得線性常參數(shù)的PID控制器無法保持設(shè)計時的性能指標(biāo)；在確定PID參數(shù)的過程中，參數(shù)整定值是具有一定局域性的優(yōu)化值，并不是全局最優(yōu)值。實(shí)際電機(jī)系統(tǒng)具有非線性、參數(shù)時變及建模過程復(fù)雜等特點(diǎn)，因此常規(guī)PID控制難以從根本上解決動態(tài)品質(zhì)與穩(wěn)態(tài)精度的矛盾。永磁同步電機(jī)是典型的多變量、參數(shù)時變的非線性控制對象。先進(jìn)控制方法(諸如智能控制、優(yōu)化算法等)研究應(yīng)用的發(fā)展與深入，為控制復(fù)雜的永磁同步電機(jī)系統(tǒng)開辟了嶄新的途徑。由于先進(jìn)控制方法擺脫了對控制對象模型的依賴，能夠在處理不精確性和不確定性問題中有可處理性、魯棒性，因而將其引入永磁同步電機(jī)控制已成為一個必然的趨勢。本文根據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的不同，選取相應(yīng)的先進(jìn)控制方法，并與PID控制相結(jié)合，對永磁同步電機(jī)各方面性能進(jìn)行有針對性的優(yōu)化，最終使其控制精度得到顯著的提高。為達(dá)到對永磁同步電機(jī)進(jìn)行性能優(yōu)化的研究目的，文中首先探討了正弦波永磁同步電機(jī)和方波永磁同步電機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)及控制機(jī)理，通過建立數(shù)學(xué)模型，對相應(yīng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了整體分析。針對永磁同步電機(jī)非線性、強(qiáng)耦合的特點(diǎn)，設(shè)計了矢量控制方式下的永磁同步電機(jī)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。結(jié)合常規(guī)PID控制，將模糊控制、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工免疫等多種先進(jìn)控制方法應(yīng)用于永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和同步傳動系統(tǒng)的控制器設(shè)計中，以滿足不同控制系統(tǒng)對電機(jī)動、靜態(tài)性能的要求以及對調(diào)速性能或跟隨性能的側(cè)重。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用先進(jìn)控制方法的永磁同步電機(jī)具有較好的動態(tài)性能、抗擾動能力以及較強(qiáng)的魯棒性能；與傳統(tǒng)PID控制相比，系統(tǒng)的控制精度得到了明顯提高。研究結(jié)果驗(yàn)證了先進(jìn)控制方法應(yīng)用于永磁同步電機(jī)性能優(yōu)化的有效性和實(shí)用性。
標(biāo)簽： 先進(jìn)控制 永磁同步電機(jī) 性能優(yōu)化
上傳時間： 2013-04-24
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作為一個自然不穩(wěn)定系統(tǒng)，倒立擺一直被用作實(shí)時控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的控制設(shè)備。通過對它的研究不僅可以解決控制中的理論問題，還能將控制理論涉及的三個主要基礎(chǔ)學(xué)科：力學(xué)、數(shù)學(xué)和電學(xué)(包含計算機(jī))進(jìn)行有機(jī)的綜合應(yīng)用。此外，在近代機(jī)械控制系統(tǒng)中，如航空航天上直升飛機(jī)、火箭發(fā)射、衛(wèi)星發(fā)射及生活中的做體操、花樣滑冰、單輪騎車等等，都存在類似于倒立擺的穩(wěn)定控制問題。因此實(shí)現(xiàn)倒立擺系統(tǒng)穩(wěn)定控制的研究對實(shí)際工程和現(xiàn)實(shí)生活有非常重要的意義。 本論文的主要目標(biāo)是設(shè)計和建造一個基于數(shù)字信號處理器(DSP)的計算機(jī)控制系統(tǒng)來控制倒立擺的平衡。論文中用到的控制理論主要是線性控制理論和反饋控制理論。 本文首先對倒立擺的背景和研究現(xiàn)狀作了總體介紹，簡要的闡述了常見的控制算法。隨后詳細(xì)介紹了利用牛頓第二定律及相關(guān)的動力學(xué)原理建立一級和二級倒立擺的數(shù)學(xué)模型，并用MAILAB對倒立擺的運(yùn)動特性進(jìn)行了仿真。然后研究倒立擺系統(tǒng)的各種控制策略，比較了各種控制方法的效果。 本論文還設(shè)計了基于DSP的計算機(jī)控制系統(tǒng)。詳細(xì)介紹了DSP硬件電路設(shè)計和外圍電路設(shè)計，用C和匯編語言編寫了系統(tǒng)的控制程序。 最后，對本論文進(jìn)行了總結(jié)，對下一步要進(jìn)行的工作提出了自己的設(shè)想。 整個論文的完成以一定的理論為基礎(chǔ)，既有數(shù)學(xué)模型的分析與推導(dǎo)，方法理論的探討，又有實(shí)際控制系統(tǒng)設(shè)計過程，而且研究對象相當(dāng)?shù)湫汀１疚乃瓿傻墓ぷ鳎瓤梢宰鳛楝F(xiàn)代控制理論的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，對于具有類似模型的其他裝置如兩足機(jī)器人的研究也有一定的借鑒作用。
標(biāo)簽： DSP 倒立擺 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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隨著電子工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域需求的增長，要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜程度較高的數(shù)字電子系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)處理能力提出越來越高的要求。定點(diǎn)運(yùn)算已經(jīng)很難滿足高性能數(shù)字系統(tǒng)的需要，而浮點(diǎn)數(shù)相對于定點(diǎn)數(shù)，具有表述范圍寬，有效精度高等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、遙感、機(jī)器人技術(shù)以及涉及指數(shù)運(yùn)算和信號處理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。對浮點(diǎn)運(yùn)算的要求主要體現(xiàn)在兩個方面：一是速度，即如何快速有效的完成浮點(diǎn)運(yùn)算；二是精度，即浮點(diǎn)運(yùn)算能夠提供多少位的有效數(shù)字。 計算機(jī)性價比的提高以及可編程邏輯器件的出現(xiàn)，對傳統(tǒng)的數(shù)字電子系統(tǒng)設(shè)計方法進(jìn)行了變革。FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)讓設(shè)計師通過設(shè)計芯片來實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)的功能，將傳統(tǒng)的固件選用及電路板設(shè)計工作放在芯片設(shè)計中進(jìn)行。FPGA可以完成極其復(fù)雜的時序與組合邏輯電路功能，適用于高速、高密度，如運(yùn)算器、數(shù)字濾波器、二維卷積器等具有復(fù)雜算法的邏輯單元和信號處理單元的邏輯設(shè)計領(lǐng)域。 鑒于FPGA技術(shù)的特點(diǎn)和浮點(diǎn)運(yùn)算的廣泛應(yīng)用，本文基于FPGA將浮點(diǎn)運(yùn)算結(jié)合實(shí)際應(yīng)用設(shè)計一個觸摸式浮點(diǎn)計算器，主要目的是通過VHDL語言編程來實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)數(shù)的加減、乘除和開方等基本運(yùn)算功能。 (1)給出系統(tǒng)的整體框架設(shè)計和各模塊的實(shí)現(xiàn)，包括芯片的選擇、各模塊之間的時序以及控制、每個運(yùn)算模塊詳細(xì)的工作原理和算法設(shè)計流程； (2)通過VHDL語言編程來實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)數(shù)的加減、乘除和開方等基本運(yùn)算功能； (3)在Xilinx ISE環(huán)境下，對系統(tǒng)的主要模塊進(jìn)行開發(fā)設(shè)計及功能仿真，驗(yàn)證了基于FPGA的浮點(diǎn)運(yùn)算。
標(biāo)簽： FPGA 浮點(diǎn)運(yùn)算器
上傳時間： 2013-04-24
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數(shù)字圖像處理技術(shù)是信息科學(xué)中近幾十年來發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一。目前，數(shù)字圖像處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于航空航天、通信、醫(yī)學(xué)及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域中。數(shù)字圖像處理的特點(diǎn)是處理的數(shù)據(jù)量大，處理非常耗時，本文研究了在FPGA上用硬件描述語言實(shí)現(xiàn)圖像處理算法，通過功能模塊的硬件化，解決了視頻圖像處理的速度問題。隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展，F(xiàn)PGA為數(shù)字圖像信號處理在算法、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上帶來了新的方法和思路。 本文設(shè)計的基于FPGA的圖像處理系統(tǒng)，是一個具有視頻圖像采集、圖像處理、圖像顯示功能的圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用Altera公司FPGA芯片作為中央處理器，由視頻解碼模塊、圖像處理模塊、視頻編碼模塊組成。模擬視頻信號由CCD傳感器送入，經(jīng)視頻解碼芯片SAA7113轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號后，圖像處理模塊完成中值濾波和邊緣檢測這兩種圖像處理算法，視頻編碼芯片SAA7121將數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換成模擬視頻信號輸出。 整個設(shè)計及各個模塊都在Altera公司的開發(fā)環(huán)境QuartusⅡ以及第三方仿真軟件Modelsim上進(jìn)行了仿真及邏輯綜合。仿真結(jié)果表明，使用FPGA硬件處理圖像數(shù)據(jù)不僅能夠獲得良好的處理效果，處理速度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于軟件法處理的方法。
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字圖像處理
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