交流電源供電方式正在由集中式向分布式、全功能式發(fā)展,而實現分布式電源的核心就是模塊的并聯技術。多臺逆變器并聯可以實現大容量供電和冗余供電,可大大提高系統(tǒng)的靈活性,使電源系統(tǒng)的體積重量大為降低,同時其主開關器件的電流應力也可大大減少,從根本上提高了可靠性、降低成本和提高功率密度。本文主要研究逆變器并聯技術。 本文首先對電壓、電流雙閉環(huán)逆變器控制系統(tǒng)進行了研究。通過對傳遞函數的分析,得到了基于等效輸出阻抗的雙閉環(huán)控制的逆變器并聯系統(tǒng)模型。在分析逆變器模型的基礎上設計了各控制器參數,并通過MATLAB仿真進行了驗證。根據上述模型,分析了逆變器并聯的環(huán)流特性,以及基于有功和無功功率的并聯控制方案。 隨著電子技術的不斷發(fā)展,FPGA技術正在越來越多地用于工程實踐中。本文在研究SPWM控制技術的基礎上,應用FPGA芯片EP1C12Q240C8實現了SPWM數字控制器,用于多模塊逆變器并聯控制系統(tǒng)。文中給出了仿真結果和芯片的測試結果。 基于FPGA的三相逆變器并聯數字控制器的研究具有現實意義,設計具有創(chuàng)新性。仿真和芯片的初步測試結果表明:本文設計的基于FPGA的逆變器并聯數字控制器能夠滿足逆變器并聯系統(tǒng)的要求。
上傳時間: 2013-08-05
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研究RLC串并聯諧振的文章。只用有理論說明和物理的實現方法。
上傳時間: 2013-04-24
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眾所周知,信息傳輸的核心問題是有效性和可靠性,調制解調技術的發(fā)展正是體現了這一思想。從最早的模擬調幅調頻技術的日益完善,到現在數字調制技術的廣泛運用,使得信息的傳輸更為有效和可靠。QAM調制作為一種新的調制技術,因其具有很高的頻帶利用率而得到了廣泛的應用。 本文對基于FPGA的16QAM調制解調進行了討論和研究。首先對16QAM調制解調原理進行了闡述,建立了16QAM調制解調系統(tǒng)的數學模型,然后通過分析提出了基于FPGA的16QAM調制解調系統(tǒng)的設計方案。最后編寫Verilog代碼實現了算法仿真。 FPGA芯片采用的是Altera公司的大規(guī)模集成電路芯片Cyclone系列的EPlC20F32417,并通過軟件編程對其進行了相關調試。文中詳細介紹了基帶成形濾波器、載波恢復和定時同步的基本原理及其設計方法。首先用Matlab對整個16QAM系統(tǒng)進行了軟件仿真;然后用硬件描述語言Verilog HDL在QuartusⅡ環(huán)境下完成了系統(tǒng)關鍵算法的編寫、行為仿真和綜合,最后詳細闡述了異步串口(UART)的FPGA實現,把我們編寫的Verilog程序下載到EPlC20F32417芯片上效果很好。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著微電子技術的高速發(fā)展,實時圖像處理在多媒體、圖像通信等領域有著越來越廣泛的應用。FPGA就是硬件處理實時圖像數據的理想選擇,基于FPGA的圖像處理專用芯片的研究將成為信息產業(yè)的新熱點。 本文以FPGA為平臺,使用VHDL硬件描述語言設計并實現了中值濾波、順序濾波、數學形態(tài)學、卷積運算和高斯濾波等圖像處理算法。在設計過程中,通過改進算法和優(yōu)化結構,在合理地利用硬件資源的條件下,有效地挖掘出算法內在的并行性,采用流水線結構優(yōu)化算法,提高了頂層濾波模塊的處理速度。在中值濾波器的硬件設計中,本文提出了一種快速中值濾波算法,該算法大大節(jié)省了硬件資源,處理速度也很快。在數學形態(tài)學算法的硬件實現中,本文提出的最大值濾波和最小值濾波算法大大減少了硬件資源的占用率,適應了流水線設計的要求,提高了圖像處理速度。 整個設計及各個模塊都在Altera公司的開發(fā)環(huán)境QuartusⅡ以及第三方仿真軟件Modelsim上進行了邏輯綜合以及仿真。綜合和仿真的結果表明,使用FPGA硬件處理圖像數據不僅能夠獲得很好的處理效果,達到較高的工作頻率,處理速度也遠遠高于軟件法處理圖像,可滿足實時圖像處理的要求。 本課題為圖像處理專用FPGA芯片的設計做了有益的探索性嘗試,對今后完成以FPGA圖像處理芯片為核心的實時圖像處理系統(tǒng)的設計有著積極的意義。
上傳時間: 2013-06-08
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高速公路隧道屬于特殊路段,隧道洞內外環(huán)境差別非常大,需要在隧道內設置電光照明,以消除司機的“暗適應"與“明適應’’視覺問題,保證隧道行車安全。而當前的大部分高速公路隧道照明控制系統(tǒng)簡單,照明光源舒適度不高,未根據洞外環(huán)境亮度,綜合車速車流量及洞內煙霧濃度等因素,實時調節(jié)隧道洞內照明亮度,存在盲目加大隧道照明的亮度的問題,給行車安全帶來隱患,造成能源浪費,不符合設計規(guī)范和國家節(jié)能的政策要求。 本文介紹了當前隧道照明的發(fā)展及照明燈具智能控制的研究狀況,針對當前隧道照明的控制系統(tǒng)存在的問題,給出了基于ZigBee的隧道照明無線控制系統(tǒng)的 架構;分析比較了當前各種隧道照明光源的特點,針對當前普遍采用的高壓鈉燈照明和新興的LED燈照明做了詳細的經濟效益對比,根據系統(tǒng)使用壽命周期內的性價比,選擇大功率LED作為隧道照明燈具;在分析ZigBee協(xié)議及組網流程的基礎上,設計了基于ZigBee技術的簇樹型隧道照明無線測控網絡,系統(tǒng)采用CC2430無線模塊作為網絡節(jié)點的硬件解決方案,對網絡中的協(xié)調器、路由器及終端節(jié)點的組網及其數據處理流程進行了詳細設計;設計了利用ZigBee技術作為控制命令和數據傳輸的可調光LED燈具,滿足所提出的控制系統(tǒng)對燈具的要求:針對隧道照明控制參數及燈具光效難以建立精確數學模型的特點,系統(tǒng)采用基于專家經驗的隧道照明的模糊控制算法,設計了隧道照明控制程序,并嵌入到利用WinCC設計的隧道照明的控制系統(tǒng)中。論文最后對所設計的系統(tǒng)進行了測試,驗證了系統(tǒng)的可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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論文以反應式步進電機為研究對象,應用了先進的FPGA/CPLD技術,設計了一種全數字的步進電機控制系統(tǒng),通過了仿真、綜合和下載的各個程序測試環(huán)節(jié),并在實驗中得到了良好的應用。 本論文分析了反應式步進電機工作原理以及其具體的控制過程,然后闡述了FPGA的設計原理以及所涉及到的相關芯片,接著對所要應用的硬件語言VerilogHDL方面的知識進行了簡要地介紹,這些為論文的具體設計部分提供了理論基礎。 本系統(tǒng)針對需要實現對步進電機的調速,設計出了一種符合要求的連續(xù)可調的脈沖信號發(fā)生器,整個脈沖信號發(fā)生器有兩個大的模塊組成,最后用一個頂層的模塊將二者連接起來,并且每個子模塊以及頂層的模塊都通過了仿真測試。系統(tǒng)采用了模塊化的設計思路,為系統(tǒng)的設計和維護提供了方便,同時也提高了系統(tǒng)性能的可擴展性。系統(tǒng)采用一種軟件硬化的設計思路,應用了VerilogHDL硬件語言,該語言較容易理解。軟件也是采用了目前應用比較廣泛的幾種。在最后的實物實驗中也取得了良好的效果,從而證明了設計的正確性。論文針對VerilogHDL硬件語言的應用技巧以及實際編寫程序中經常遇到的問題都做了詳細的解釋,并提出了幾個解決問題的方法;對于如何合理的選擇芯片,文章也做了仔細說明。 FPGA+VerilogHDL+EDA工具構成的數字系統(tǒng)現場集成技術,是本系統(tǒng)設計的核心部分,該門技術具有操作靈活、利用廣泛以及價廉等特點。該門技術具有旺盛的生命力和廣闊的前景,必然推動著整個集成電路產業(yè)系統(tǒng)集成的進一步發(fā)展。整個系統(tǒng)設計采用了全數字化的控制方案,使系統(tǒng)更加緊湊、更加合理以及經濟節(jié)約。由于系統(tǒng)的全數字化,使得整個系統(tǒng)運行變得十分可靠,調試也極為方便。作為一種先進技術的應用,論文在很多方面做了新的嘗試。
標簽: FPGA 步進電機控制 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-05-20
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運動控制技術是機電一體化的核心部分,提高運動控制技術水平對于提高我國的機電一體化技術具有至關重要的作用。運動控制技術的發(fā)展是制造自動化前進的旋律,是推動新的產業(yè)革命的關鍵技術。對于數控系統(tǒng)來說,最重要的是控制各個電機軸的運動,這是運動控制器接收并依照數控裝置的指令來控制各個電機軸運動從而實現數控加工的,數據加工中的定位控制精度、速度調節(jié)的性能等重要指標都與運動控制器直接相關。目前對數控系統(tǒng)的研究都集中在插入PC的NC控制器的研究上,而其核心部分就是對步進、伺服電機進行控制的運動控制卡的研究。對PC-NC來說,運動控制卡的性能很大程度上決定了整個數控系統(tǒng)的性能,而微電子和數字信號處理技術的發(fā)展及其應用,使運動控制卡的性能得到了不斷改進,集成度和可靠性大大提高。 本課題通過對運動控制技術的深入研究,并針對國內運動控制技術的研究起步較晚的現狀,結合當前運動控制領域的具體需要,緊跟當前運動控制技術研究的發(fā)展趨勢,吸收了數控技術和相關運動控制技術的最新成果,提出了基于PCI和FPGA的方案,研制了一款比較新穎的、功能強大的、具有很大柔性的四軸多功能運動控制卡。 本課題的具體研究主要有以下幾方面: 首先,通過對運動控制卡及運動控制系統(tǒng)等行業(yè)現狀的全面調研,和對運動控制技術的深入學習,在比較了幾種常用的運動控制方案的基礎上,提出了基于FPGA的運動控制設計方案,并規(guī)劃了板卡的總體設計。 其次,根據總體設計,規(guī)劃了板卡的結構,詳細劃分并實現了FPGA各部分的功能;利用光電隔離原理設計了數字輸入/輸出電路。 再次,利用FPGA的資源實現了PCI從設備接口,達到跟控制卡通信的目的,針對運動控制中的一些具體問題,如運動平穩(wěn)性、實時控制以及多軸聯動等,在FPGA上設計了四軸運動控制電路,定義了各個寄存器的具體功能,設計了功能齊全的加/減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個功能各異的計數器電路等,自動降速點運動、A/B相編碼器倍頻計數電路等特殊功能。最后,進行了本運動控制卡的測試,從測試和應用結果來看,該卡達到預期的要求。
上傳時間: 2013-07-27
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圖像縮放在圖像處理領域中,發(fā)揮著重要作用。圖像的分辨率調整和格式變換,都需要用到圖像縮放技術。隨著多媒體技術和大規(guī)模集成電路的發(fā)展,利用硬件實現視頻圖像無級縮放已成為圖像處理研究的一個重要課題。 圖像縮放通常由插值算法實現。傳統(tǒng)的插值算法由于實現原理的局限性,在縮放時容易引起邊緣鋸齒或細節(jié)模糊現象。針對傳統(tǒng)插值算法的這個不足,出現了許多基于邊緣改進的算法。但這些算法一般只能完成2k倍數插值,無法真正做到基于邊緣的無級縮放。 為了實現基于邊緣改進的無級縮放,本文做了如下五個方面的研究工作: 1.系統(tǒng)回顧了圖像縮放技術,包括傳統(tǒng)圖像縮放技術和多邊緣檢測插值,分析了這些圖像縮放技術的優(yōu)缺點。 2.重點研究了新興的方向多項式插值算法,該算法能夠真正完成基于邊緣改進的無級縮放。 3.提出改進的方向多項式插值算法(IOPI算法),該算法針對硬件實現,做了兩個方面改進:提出EDV算法,簡化邊緣方向的確定;提出Cubic6逼近插值算法(A-Cubic6算法),改善平坦區(qū)域縮放效果。其中的EDV算法通過加減、比較模塊,完成邊緣方向的確定。相比原算法中的乘除法、直方圖計算,大大簡化了硬件實現,降低了硬件實現成本。A-Cubic6算法利用查找表簡化了Cubic6點插值算法的實現,而且明顯改善了非邊緣區(qū)域的縮放效果。 4.研究縮放算法與圖像質量的評價方法。比較、分析各算法的軟件仿真結果,得出結論:本文提出的IOPI算法在平坦區(qū)域和邊緣區(qū)域都具有比其它算法更突出的效果。 5.結合實時視頻處理要求,研究了IOPI算法的FPGA實現。已完成最近鄰域插值和A-Cubic6算法的FPGA實現,可以在硬件平臺上穩(wěn)定工作。
上傳時間: 2013-06-05
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集成運放線性應用電路分析方法的研究 集成運放線性應用電路分析方法的研究
上傳時間: 2013-06-06
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基于LabVIEW與單片機串口的信號處理的研究:介紹了一種利用單片機采集數據,LabVIEW作為開發(fā)平臺,二者之間通過串口實現數據通信的數據采集系統(tǒng),利用LabVIEW的圖形環(huán)境進行頻譜分析。通
上傳時間: 2013-06-24
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