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角估計(jì)(jì)

  • 光伏陣列ⅠⅤ特性曲線測試設(shè)備研究.rar

    光伏陣列是光伏系統(tǒng)的重要組成部分,它決定了光伏系統(tǒng)的發(fā)電量,同時(shí)也是光伏系統(tǒng)成本的主要部分。因此合理配置光伏陣列,提高光伏陣列的利用效率一直是光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究重點(diǎn),也是降低光伏系統(tǒng)發(fā)電成本的重要措施。本文采用了可變電子負(fù)載現(xiàn)場測試方法,設(shè)計(jì)并研制出基于Philips公司的LPC2214的光伏陣列測試儀樣機(jī)。本文主要工作及創(chuàng)新在于: 1.在基于LPC2214測試控制部分的硬件電路設(shè)計(jì)中,為電壓和電流的采樣各設(shè)置了四路不同量程的采樣通道。采樣時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)選擇最合適的量程,提高電壓和電流大范圍測量時(shí)的精度; 2.通過對系統(tǒng)進(jìn)行一次預(yù)采樣來確定光伏陣列的開路電壓和短路電流。預(yù)采樣的方法只需要使可變電子負(fù)載完成一次由阻值為零到阻值為無窮大的操作; 3.對測試得到的數(shù)據(jù)首先將電壓值進(jìn)行從小到大的升序重組,其對應(yīng)的電流值采用lagrange中值法對進(jìn)行數(shù)字濾波處理,從而消除由于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾所引起的采樣值偏差; 4.對輔助電源、測試控制電路和液晶顯示進(jìn)行了一體化的設(shè)計(jì),使光伏陣列特性的測量和顯示可以在本測試儀上一次完成; 5.本測試儀樣機(jī)可以利用光伏陣列的數(shù)學(xué)模型以及測量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對光伏陣列的特性曲線進(jìn)行預(yù)估和分析。 通過對光伏陣列進(jìn)行實(shí)際測量,得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該樣機(jī)測試系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、攜帶方便、測量精度較高、一次完整的測試只需14ms左右,測試速度快,并且測量得到的伏安特性可以在液晶上直接以曲線的形式顯示,使測得的陣列特性更為直觀,能滿足工程應(yīng)用的需要。

    標(biāo)簽: 光伏陣列 特性曲線 測試設(shè)備

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 高頻感應(yīng)加熱電源鎖相控制技術(shù)的研究.rar

    本文研究了高頻感應(yīng)加熱電源的鎖相控制技術(shù)。分別建立了定角與定時(shí)控制技術(shù)的MOSFET電壓型諧振逆變器仿真模型,分析比較了兩者的優(yōu)缺點(diǎn),從而得出了定角控制技術(shù)為較優(yōu)的結(jié)論;通過理論分析與實(shí)驗(yàn)測量MOSFET損耗的方法對最優(yōu)鎖相角度的選取進(jìn)行了探索;最后設(shè)計(jì)了以DSP為核心的定角鎖相控制電路,并運(yùn)用MATLAB軟件進(jìn)行了仿真研究以及DSP代碼自動(dòng)生成,驗(yàn)證了方案的可行性。這種控制方法可以使逆變器工作在小感性準(zhǔn)諧振狀態(tài),降低了MOSFET損耗,具有線路簡單、響應(yīng)迅速、控制靈活等優(yōu)點(diǎn),為工程運(yùn)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

    標(biāo)簽: 高頻感應(yīng) 加熱電源 鎖相

    上傳時(shí)間: 2013-05-29

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  • 統(tǒng)一潮流控制器UPFC的模型與仿真研究.rar

    統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)作為一種典型的FACTS裝置,綜合了FACTS元件的多種靈活控制手段,能同時(shí)或選擇地控制線路的基本參數(shù)(電壓、阻抗、相角),也可交替地控制線路上的有功和無功潮流,還可獨(dú)立地提供可控的并聯(lián)無功補(bǔ)償。因此UPFC被認(rèn)為是最有創(chuàng)造性,功能最強(qiáng)大的FACTS元件。 首先,本文詳細(xì)分析了統(tǒng)一潮流控制器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。采用開關(guān)函數(shù)法建立了電壓源型變流器的數(shù)學(xué)模型,并推導(dǎo)了統(tǒng)一潮流控制器在abc三相坐標(biāo)系和dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,該模型考慮到直流環(huán)節(jié)電容儲(chǔ)能的動(dòng)態(tài)變化過程,從而使其更適合于系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析。本文討論的UPFC控制采用基于兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的非線性解耦控制方案,在UPFC的精確模型下具有可快速跟蹤給定值的優(yōu)點(diǎn),且在dq坐標(biāo)系下可以實(shí)現(xiàn)有功和無功功率的獨(dú)立控制;在電容電壓PI調(diào)節(jié)中加入電流反饋,使其更接近真實(shí)值。 其次,本論文在分析UPFC數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上建立了UPFC在MATLAB平臺(tái)上的仿真模型;然后利用MATLAB建立了三相環(huán)形電力系統(tǒng),將UPFC模型應(yīng)用到該系統(tǒng)中,著重研究了UPFC對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響。首先研究了UPFC對故障系統(tǒng)中電網(wǎng)功率的影響以及UPFC對提高故障系統(tǒng)功率穩(wěn)定性的作用;同時(shí),對UPFC能夠抑制無故障系統(tǒng)中系統(tǒng)接入電網(wǎng)時(shí)的功率沖擊進(jìn)行了研究。最后,通過仿真波形研究了UPFC對電網(wǎng)故障中電壓跌落的補(bǔ)償作用以及UPFC對正常系統(tǒng)電壓的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),UPFC可以保持故障中的系統(tǒng)電壓為正弦波。

    標(biāo)簽: UPFC 控制器 仿真研究

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 基于PIC的智能異步電機(jī)軟起動(dòng)器的研究.rar

    為了減小異步電機(jī)在起動(dòng)過程中過高電流對電網(wǎng)的沖擊,消除傳統(tǒng)降壓起動(dòng)對電器和機(jī)械設(shè)備的不利影響,提高電機(jī)的起動(dòng)特性,本文基于電力電子技術(shù)對異步電機(jī)的軟起動(dòng)進(jìn)行了較為深刻的研究。 本文介紹并設(shè)計(jì)了一種基于PIC18F4550的新型的軟起動(dòng)器。在功能上,除了具有一般的電壓斜坡軟起動(dòng)和電流限流軟起動(dòng)功能,還增加了專門針對泵類負(fù)載的轉(zhuǎn)矩閉環(huán)泵控軟起動(dòng)模式。這種起動(dòng)方式有效的降低了水泵起動(dòng)和停止時(shí)造成的水錘,并減輕了管路系統(tǒng)的振蕩。同時(shí),針對異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)過程中出現(xiàn)的電流、電磁轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速振蕩問題,分析了引起振蕩的影響因素及其產(chǎn)生原因,采用以電流關(guān)斷時(shí)刻為晶閘管觸發(fā)基準(zhǔn)來抑制振蕩問題。 文章首先分析研究了異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,確定了軟起動(dòng)器所采用的基本原理和控制方法。分析得出為改善泵類負(fù)載起動(dòng)性能所采用的轉(zhuǎn)矩閉環(huán)泵控制策略以及為減小振蕩所采用的關(guān)斷角控制方法的可行性。 其次,本課題對傳統(tǒng)的軟起動(dòng)器的改進(jìn)進(jìn)行了嘗試。采用Microchip公司的PIC18F4550芯片為控制核心。在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹了交流采樣電路、同步觸發(fā)電路以及通迅接口電路等硬件電路。軟件方面采用C語言和匯編語言混合編程實(shí)現(xiàn)模塊化程序的設(shè)計(jì),在文中較為詳細(xì)地介紹了控制系統(tǒng)各部分軟件的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn),其中包括主程序流程、各種起動(dòng)方式的控制程序等。 在文章最后給出了基于MATLAB搭建的軟起動(dòng)系統(tǒng)的仿真模型,仿真結(jié)果表明這種帶泵控制功能的軟起動(dòng)器可以有效的減小電機(jī)起動(dòng)過程中過高電流對電網(wǎng)的沖擊,優(yōu)化了電機(jī)的起動(dòng)性能。

    標(biāo)簽: PIC 異步電機(jī) 軟起動(dòng)器

    上傳時(shí)間: 2013-06-13

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  • 基于DSP的三相異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器的研究.rar

    三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜以及維修方便等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活等領(lǐng)域。隨著各行各業(yè)中生產(chǎn)機(jī)械的不斷更新和發(fā)展,其中對電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能要求越來越高。傳統(tǒng)的電機(jī)起動(dòng)方式其局限性,不能有效減少起動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)的大電流沖擊,已越來越不能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)發(fā)展的要求。針對上述問題,本文提出了一種以TMS320LF2407 DSP為核心的高性能數(shù)字式電機(jī)軟起動(dòng)器。相比于傳統(tǒng)的起動(dòng)器,它能顯著的改善電機(jī)的起動(dòng)性能。 由于軟起動(dòng)器所具有的優(yōu)點(diǎn)及其它控制設(shè)備無法比擬的性價(jià)比,使得軟起動(dòng)器的應(yīng)用前景十分廣闊。加上現(xiàn)在國內(nèi)電力供應(yīng)緊張,軟起動(dòng)器在節(jié)能方面有突出的表現(xiàn)。因此軟起動(dòng)器擁有十分廣闊的市場。但是在國內(nèi)軟起動(dòng)器市場,以國外產(chǎn)品居多。國外產(chǎn)品質(zhì)量高,但是價(jià)格昂貴,性價(jià)比不高,在國內(nèi)徹底普及有困難。針對該現(xiàn)狀,本文設(shè)計(jì)出一種以DSP-TMS320LF2407為核心低價(jià)格,高性能的異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器。 本軟起動(dòng)器采用品閘管調(diào)壓方式,采用模塊化設(shè)計(jì)思想,通過改變晶閘管的觸發(fā)角來實(shí)現(xiàn)對定子兩端的電壓的調(diào)節(jié)。從而實(shí)現(xiàn)了異步電動(dòng)機(jī)電壓斜坡起動(dòng)、限流起動(dòng)、軟停車等功能。 本文利用MATLAB搭建了軟起動(dòng)器系統(tǒng)的仿真模型,對軟起動(dòng)的控制方式進(jìn)行了仿真研究。仿真結(jié)果表明該軟起動(dòng)器系統(tǒng)可以有效地減小異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)的沖擊。本文同時(shí)也闡述了晶閘管調(diào)壓電路及軟起動(dòng)器主電路的工作原理、軟起動(dòng)器的硬件結(jié)構(gòu)和功能以及軟件設(shè)計(jì)。該軟起動(dòng)器操作方便簡單,智能化程度高,能夠及時(shí)跟隨電機(jī)負(fù)載的變化,使電機(jī)順利起動(dòng)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)調(diào)試,基本上達(dá)到了改善鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能的要求,在保障降低異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的前提下,使電機(jī)能夠平穩(wěn)可靠起動(dòng)。

    標(biāo)簽: DSP 三相異步電動(dòng)機(jī) 軟起動(dòng)器

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

    上傳用戶:lht618

  • 自抗擾控制器在溫控系統(tǒng)中的實(shí)用化研究及應(yīng)用.rar

    本文在此背景下,針對非線性PID控制、自抗擾控制以及Smith預(yù)估器和前饋控制展開研究。為了提高控制器的穩(wěn)定性和魯棒性,設(shè)計(jì)了ADRC-Smith預(yù)估控制器和前饋ADRC控制器,將其應(yīng)用于大時(shí)滯溫度控制系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了吹塑機(jī)控制系統(tǒng)解決方案,通過大量的理論研究、仿真和實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了良好的控制效果。論文的主要工作有: 1.研究了自抗擾技術(shù)和溫度控制的現(xiàn)狀以及溫度控制的特點(diǎn)。 2.研究了ADRC的發(fā)展史,深入了解ADRC的原理與優(yōu)點(diǎn)。ADRC在控制非線性對象時(shí)比PID具有更好的控制性能,但是參數(shù)調(diào)節(jié)理論不完善,阻礙了其廣泛應(yīng)用。 3.通過MATLAB仿真,得到ADRC參數(shù)之間的內(nèi)在規(guī)律,通過將ADRC的參數(shù)統(tǒng)一到一個(gè)時(shí)間因子上,達(dá)到簡化調(diào)節(jié)參數(shù)個(gè)數(shù)的目的,從而降低調(diào)試難度,同時(shí),在無時(shí)滯溫控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了參數(shù)調(diào)節(jié)規(guī)律的可行性。 4.自抗擾控制器在大時(shí)滯溫控上的應(yīng)用,以前文獻(xiàn)一般將時(shí)滯環(huán)節(jié)等效成一階慣性環(huán)節(jié),這樣就要求增加ADRC的階次,增加了調(diào)節(jié)參數(shù)個(gè)數(shù),在參數(shù)調(diào)節(jié)理論不完善的情況下無疑是增加了調(diào)試難度。本文將ADRC分別與Smith預(yù)估器和前饋控制器相結(jié)合,設(shè)計(jì)了ADRC-Smith預(yù)估控制器和前饋ADRC控制器來解決具有大時(shí)滯控制問題。這兩類新控制器的優(yōu)點(diǎn)是不增加ADRC的階次,是解決不確定大時(shí)滯被控對象的新途徑,也是ADRC控制器實(shí)際應(yīng)用上的一次創(chuàng)新。 5.在可編程計(jì)算機(jī)控制器(PCC)搭建的大時(shí)滯溫控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將前饋ADRC控制器和貝加萊專用溫度控制器PIDXH的控制效果進(jìn)行比較,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明前饋ADRC控制器在穩(wěn)定性、魯棒性等方面都優(yōu)于PIDXH控制器。 6.研究了吹塑機(jī)控制系統(tǒng)解決方案,并在吹塑機(jī)上實(shí)驗(yàn)前饋ADRc控制器,得到了良好的控制效果,進(jìn)一步驗(yàn)證了算法的可行性。

    標(biāo)簽: 自抗擾 控制器 溫控系統(tǒng)

    上傳時(shí)間: 2013-04-24

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  • 大時(shí)滯系統(tǒng)參數(shù)自整定控制的研究.rar

    工業(yè)生產(chǎn)過程中,時(shí)滯對象普遍存在,同時(shí)也是較難控制的,尤其是大時(shí)滯對象的控制一直都是一個(gè)難題。而很多溫度控制系統(tǒng)都是屬于大時(shí)滯系統(tǒng),常見的智能溫度控制器雖然在溫度控制的實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)了比較理想的控制效果,但它仍然屬于將參數(shù)整定與系統(tǒng)控制分開處理的離線整定方法,如果工況發(fā)生變化就必須重新調(diào)整參數(shù)。針對這一問題,為了實(shí)現(xiàn)時(shí)滯系統(tǒng)參數(shù)自整定的控制,本文將神經(jīng)網(wǎng)路控制、模糊控制和PID控制結(jié)合起來,設(shè)計(jì)了基于神經(jīng)網(wǎng)路的模糊自適應(yīng)PID控制器。 首先,本論文分析了時(shí)滯系統(tǒng)的特點(diǎn),討論了幾種時(shí)滯系統(tǒng)較為成熟的常規(guī)控制算法:微分先行控制算法、史密斯預(yù)估控制算法、大林控制算法,并深入研究了它們的控制性能;并且通過仿真對這三種控制方法在溫控系統(tǒng)中的控制性能進(jìn)行了比較。 其次,在分析PID參數(shù)自整定傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)方法,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器。該控制器綜合了模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和PID控制各自的長處,既具備了模糊控制簡單有效的控制作用以及較強(qiáng)的邏輯推理功能,也具備了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)的能力,同時(shí)也具備了傳統(tǒng)PID控制的廣泛適應(yīng)性。該方法不需要離線整定參數(shù),實(shí)現(xiàn)了在線自整定參數(shù)。仿真實(shí)驗(yàn)表明了該控制器對模型和環(huán)境都具有較好的適應(yīng)能力和較強(qiáng)的魯棒性。 最后將基于神經(jīng)網(wǎng)路的模糊自適應(yīng)PID控制器應(yīng)用于貝加萊PID溫控裝置,能夠出色地實(shí)現(xiàn)參數(shù)的在線自整定。理論分析、系統(tǒng)仿真、實(shí)驗(yàn)結(jié)果都證實(shí)了這種控制策略能有效地減少系統(tǒng)超調(diào)量,并減少了調(diào)節(jié)時(shí)間,提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和控制精度。

    標(biāo)簽: 時(shí)滯系統(tǒng) 參數(shù) 自整定控制

    上傳時(shí)間: 2013-07-05

    上傳用戶:xinyuzhiqiwuwu

  • 基于FPGA的B型超聲成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).rar

    便攜式B型超聲診斷儀具有無創(chuàng)傷、簡便易行、相對價(jià)廉等優(yōu)勢,在臨床中越來越得到廣泛的應(yīng)用。它將超聲波技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造及生物醫(yī)學(xué)工程等技術(shù)融合在一起。開展該課題的研究對提高臨床診斷能力和促進(jìn)我國醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。 便攜式B型超聲診斷儀由人機(jī)交互系統(tǒng)、探頭、成像系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)構(gòu)成。其基本工作過程是:首先人機(jī)交互系統(tǒng)接收到用戶通過鍵盤或鼠標(biāo)發(fā)出的命令,然后成像系統(tǒng)根據(jù)命令控制探頭發(fā)射超聲波,并對回波信號(hào)處理、合成圖像,最后通過顯示系統(tǒng)完成圖像的顯示。 成像系統(tǒng)作為便攜式B型超聲診斷儀的核心對圖像質(zhì)量有決定性影響,但以前研制的便攜式B型超聲診斷儀的成像系統(tǒng)在三個(gè)方面存在不足:第一、采用的是單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī),控制精度不高,導(dǎo)致成像系統(tǒng)采樣不精確;第二、采用的數(shù)字掃描變換算法太粗糙,影響超聲圖像的分辨率;第三、它的CPU多采用的是51系列單片機(jī),測量速度太慢,同時(shí)也不便于系統(tǒng)升級(jí)和擴(kuò)展。 針對以上不足,提出了基于FPGA的B型超聲成像系統(tǒng)解決方案,采用Altera公司的EP2C5Q208C8芯片實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)步距角的細(xì)分,使電機(jī)旋轉(zhuǎn)更勻速,提高了采樣精度;提出并采用DSTI-ULA算法(Uniform Ladder Algorithm based on Double Sample and Trilinear Interotation)在FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)字掃描變換,提高了圖像分辨率;人機(jī)交互系統(tǒng)采用S3C2410-AL作為CPU,改善了測量速度和系統(tǒng)的擴(kuò)展性。 通過對系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)、制作,軟件的編寫、調(diào)試,結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的便攜式B型超聲成像系統(tǒng)圖像分辨率高、測量速度快、體積小、操作方便。本文所設(shè)計(jì)的便攜式B型超聲診斷儀可在野外作業(yè)和搶險(xiǎn)(諸如地震、抗洪)中發(fā)揮作用,同時(shí)也可在鄉(xiāng)村診所中完成對相關(guān)疾病的診斷工作。

    標(biāo)簽: FPGA 超聲成像

    上傳時(shí)間: 2013-05-18

    上傳用戶:helmos

  • 基于單片機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì).zip

    論文于單片機(jī)控制的基步進(jìn)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘要: 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響,即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào),電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在,加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡單。步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速一般是改變輸入步進(jìn)電機(jī)的脈沖的頻率來實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速,因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)每給一個(gè)脈沖就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度,這樣就可以通過控制步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)脈沖到下一個(gè)脈沖的時(shí)間間隔來改變脈沖的頻率,延時(shí)的長短來具體控制步進(jìn)角來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速。在本設(shè)計(jì)方案中采用AT89C51型單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器改變CP脈沖的頻率從而實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速與正反轉(zhuǎn)的功能。

    標(biāo)簽: zip 單片機(jī)控制 步進(jìn)電機(jī) 調(diào)速系統(tǒng)

    上傳時(shí)間: 2013-06-15

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  • 基于FPGA的人臉檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì).rar

    人臉識(shí)別技術(shù)繼指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別以及聲音識(shí)別等生物識(shí)別技術(shù)之后,以其獨(dú)特的方便、經(jīng)濟(jì)及準(zhǔn)確性而越來越受到世人的矚目。作為人臉識(shí)別系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)—人臉檢測,隨著研究的深入和應(yīng)用的擴(kuò)大,在視頻會(huì)議、圖像檢索、出入口控制以及智能人機(jī)交互等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景,發(fā)展速度異常迅猛。 FPGA的制造技術(shù)不斷發(fā)展,它的功能、應(yīng)用和可靠性逐漸增加,在各個(gè)行業(yè)也顯現(xiàn)出自身的優(yōu)勢。FPGA允許用戶根據(jù)自己的需要來建立自己的模塊,為用戶的升級(jí)和改進(jìn)留下廣闊的空間。并且速度更高,密度也更大,其設(shè)計(jì)方法的靈活性降低了整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)成本,F(xiàn)PGA 設(shè)計(jì)成為電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)行業(yè)不可缺少的方法。 本文從人臉檢測算法入手,總結(jié)基于FPGA上的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,使用IBM的Coreconnect掛接自定義模塊技術(shù)。經(jīng)過訓(xùn)練分類器、定點(diǎn)化、以及硬件加速等方法后,能夠使人臉檢測系統(tǒng)在基于Xilinx的Virtex II Pro開發(fā)板上平臺(tái)上,達(dá)到實(shí)時(shí)的檢測效果。本文工作和成果可以具體描述如下: 1. 算法分析:對于人臉檢測算法,首先確保的是檢測率的準(zhǔn)確性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一種基于Adaboost算法的人臉檢測方法。算法中較多的是積分圖的特征值計(jì)算,這便于進(jìn)一步的硬件設(shè)計(jì)。同時(shí)對檢測算法進(jìn)行耗時(shí)分析確定運(yùn)行速度的瓶頸。 2. 軟硬件功能劃分:這一步考慮市場可以提供的資源狀況,又要考慮系統(tǒng)成本、開發(fā)時(shí)間等諸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro開發(fā)板,在上面有可以供利用的Power PC處理器、可擴(kuò)展的存儲(chǔ)器、I/O接口、總線及數(shù)據(jù)通道等,通過分析可以對算法進(jìn)行細(xì)致的劃分,實(shí)現(xiàn)需要加速的模塊。 3. 定點(diǎn)化:在Adaboost算法中,需要進(jìn)行大量的浮點(diǎn)計(jì)算。這里采用的方法是直接對數(shù)據(jù)位進(jìn)行操作它提取指數(shù)和尾數(shù),然后對尾數(shù)執(zhí)行移位操作。 4. 改進(jìn)檢測用的級(jí)聯(lián)分類器的訓(xùn)練,提出可以迅速提高分類能力、特征數(shù)量大大減小的一種訓(xùn)練方法。 5. 最后對系統(tǒng)的整體進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明,在視頻輸入輸出接入的同時(shí),人臉檢測能夠達(dá)到17fps的檢測速度,并且獲得了很好的檢測率以及較低的誤檢率。

    標(biāo)簽: FPGA 人臉檢測 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    上傳時(shí)間: 2013-07-01

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