比例-積分-微分（PID）是過程控制中最常用的一種控制算法。算法簡單而且容易理解，應用十分廣泛。但由于應用領(lǐng)域的不同，功能上差別很大，系統(tǒng)的控制要求及關(guān)心的控制對象也不相同。數(shù)字PID控制比連續(xù)PID控制更為優(yōu)越，因為計算機程序的靈活性，很容易克服連續(xù)PID控制中存在的問題，經(jīng)修正而得到更完善的數(shù)字PID算法。本文以三相全控整流橋阻性負載為實際電路，控制主電路電壓，旨在提出一種智能數(shù)字PID控制系統(tǒng)的設計思路，并給出了詳細的硬件設計及初步軟件設計思路。 PID控制系統(tǒng)采用高性能、低功耗的ARM微處理器S3C44BO作為核心處理單元，內(nèi)部的10位ADC作為信號采集模塊，采用了矩陣鍵盤和640*480的液晶作為人機接口；串口作為通信模塊實現(xiàn)了上位機的監(jiān)控。采用芯片內(nèi)部自帶的PWM模塊，輸出16M Hz PWM信號并經(jīng)過一階低通濾波器得到0～5V的控制信號用于觸發(fā)主電路控制器，實現(xiàn)PID整定。 軟件方面，分析和研究了uC/OSⅡ的內(nèi)核源碼，實現(xiàn)了其在32位微處理器上的移植，作為管理各個子程序執(zhí)行的系統(tǒng)軟件。選用了圖形處理軟件uC/GUI用于完成LCD顯示及控制。PID算法采用了增量式數(shù)字PID算法，采用規(guī)一化算法進行參數(shù)選取。上位機部分采用了C＃語言進行編寫。另外，采用了RTC（Real Time Clock）作為系統(tǒng)時鐘，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的定時運行、定時模式切換等。在上位機上也可以方便的控制程序的執(zhí)行，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。 在論文的最后詳細的介紹了智能PID控制系統(tǒng)在三相全控橋主電路中的具體應用?？偨Y(jié)了調(diào)試中遇到的問題，對今后工作中需要進一步改善和探索的地方進行了展望。
標簽： ARM PID 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-01
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隨著通信技術(shù)飛速發(fā)展和直放站的廣泛應用，直放站監(jiān)控系統(tǒng)在實時監(jiān)測直放站的工作狀態(tài)和遠程控制方面發(fā)揮了重大作用，然而當前的直放站監(jiān)控系統(tǒng)多采用單片機作為主控制器，通過GSM網(wǎng)絡或PSTN網(wǎng)絡傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)，隨著直放站監(jiān)控系統(tǒng)日益復雜化，目前的直放站監(jiān)控系統(tǒng)顯得處理速度慢，處理的任務有限，遠程傳輸數(shù)據(jù)效率不高；為了改善當前直放站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)有的這些缺點，采用新的主控制器ARM7系列芯片，利用新的傳輸數(shù)據(jù)技術(shù)GPRS，設計并實現(xiàn)了一款光纖直放站監(jiān)控系統(tǒng)。 在充分研究當前直放站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀和實現(xiàn)技術(shù)的基礎上，根據(jù)《中國移動直放站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)需求規(guī)范》對監(jiān)控參數(shù)和功能設置的要求，論證了光纖直放站監(jiān)控系統(tǒng)的整體設計方案和監(jiān)控終端的實現(xiàn)架構(gòu)，選擇了PHILIPS的ARM7芯片LPC2134作為主控制器，選擇了SIMCOM300作為遠程通信模塊；詳細介紹了光纖直放站監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控終端的硬件電路設計，闡釋了監(jiān)控終端嵌入軟件的設計思路流程，分析了如何把嵌入式軟件開發(fā)技術(shù)和GPRS遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)運用到項目實踐中去，說明了監(jiān)控系統(tǒng)中所用的通信協(xié)議，并且利用VC++開發(fā)環(huán)境，采用SOCKET網(wǎng)絡編程技術(shù)和ADO數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)，設計了光纖直放站監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控中心應用軟件。 經(jīng)過實驗驗證，該設備運行結(jié)果良好，提高了光纖直放站的穩(wěn)定性和可靠性，光纖直放站監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控終端處理任務的能力得到增強，遠程傳輸數(shù)據(jù)速度變快，傳輸數(shù)據(jù)所耗費用降低，為光纖直放站系統(tǒng)的監(jiān)控提供了一種新的設計實現(xiàn)。
標簽： GPRS ARM 光纖直放站 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-02
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本文深入研究了Nios 自定制指令的軟硬件接口，基于Altera 的IP 核FFT V2.2.0實現(xiàn)了變換長度為1024 點的高速復數(shù)FFT 算法，提出了一種在Nios 嵌入式系統(tǒng)中定制用戶FFT 算
上傳時間： 2013-04-24
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設計并實現(xiàn)具有硬件濾波空氣清新器的信息采集系統(tǒng)，根據(jù)空氣的復雜性以及隨機性，結(jié)合自適應濾波器的原理，提出一種新的空氣信息采集系統(tǒng)設計方法。該方法利用最小均方(LMS)自適應濾波器進行軟件濾波，針對空氣
標簽： LMS 自適應濾波器 信息采集 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-06-14
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本文主要考慮用單片機來實現(xiàn)公交車輛的自動考核與報站。文中介紹了系統(tǒng)設計的基本思路，詳細設計分硬件和軟件兩方面，硬件主要包括：最小系統(tǒng)、顯示部分電路、計數(shù)部分電路和語音電路等。軟件部分介紹了主要
上傳時間： 2013-06-21
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瞬變電磁法作為一種重要的地球物理探測方法，由于它在時間和空間上的可分性，使得這種方法簡單易行，信息豐富，精度較高，低成本，見效快，從而在礦藏勘探、鉆井和海洋勘探等領(lǐng)域得到了廣泛的應用。隨著接收儀器的數(shù)字化和智能化，發(fā)射功率的增大，數(shù)字模型計算正反演的應用，解釋水平的提高，瞬變電磁法可解決的地質(zhì)問題不斷擴大，幾乎涉及了物探工作的各個領(lǐng)域：礦產(chǎn)勘探，構(gòu)造探測，水文與工程、地質(zhì)調(diào)查，環(huán)境調(diào)查與監(jiān)測以及考古等。近年來，在找水、市政工程、土壤鹽堿化和污染調(diào)查、淺層石油構(gòu)造填圖，以及礦井突水預測等領(lǐng)域都取得了良好效果。 瞬變電磁法探測系統(tǒng)包括發(fā)射機和接收機兩部分。接收機用作在噪聲中提取由發(fā)射機發(fā)射的一次場信號在地下導體中感應出的二次場信息，其信息反映了地下導體的電阻率差異，通過對該信息數(shù)據(jù)的處理了解探測目標的特性從而達到探測的目的。 瞬變電磁信號具有早期信號幅度大、衰減快，而中晚期信號幅度小、衰減慢的大動態(tài)范圍的特點。因此，必須設計出能適應這種瞬時變化快、動態(tài)范圍大數(shù)據(jù)信號要求的高性能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。同時，瞬變電磁探測系統(tǒng)的工作環(huán)境大都是在野外，因此，為適應野外工作的需要，數(shù)據(jù)采集卡尤其要有較低的功耗。 本論文在總結(jié)其他數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計的基礎上，提高采樣速率和采樣精度、采用分段放大技術(shù)避免放大飽和和實現(xiàn)對小信號的有效識別、改用ARM作為核心處理器實現(xiàn)對接收機的有效控制、改進USB2.0的實際傳輸速度、改用自適應濾波法等噪聲抑制方法組合實現(xiàn)抗干擾和噪聲濾除設計，成功設計和實現(xiàn)了一套基于ARM和USB2.0的瞬變電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有高性能，低功耗，抗干擾能力強，低成本的特點，已成功應用于瞬變電磁探測實踐，并取得良好效果，極大的滿足了瞬變電磁探測系統(tǒng)的需要。同時，該系統(tǒng)對于其他數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計具有一定的借鑒意義。
上傳時間： 2013-06-21
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軌道電路是列車運行實現(xiàn)自動控制和遠程控制的基礎設備之一，鐵路信號系統(tǒng)是保證運輸安全的基礎設施，是實現(xiàn)鐵路統(tǒng)一指揮調(diào)度，保證列車運行安全、提高運輸效率和質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)設備，也是鐵路信息化的重要技術(shù)領(lǐng)域。 基于ARM與DSP的鐵路信號測試儀主要作用是及時測試鐵路信號狀況，反映鐵路運行的情況。開發(fā)此套系統(tǒng)是集測試25Hz相敏軌道電路的電壓自動記錄儀以及相位差監(jiān)測儀、ZPW-2000A的載頻與低頻測試功能于一體，是性價比較高、功能齊全的監(jiān)測管理系統(tǒng)，它發(fā)揮了ARM控制性好與DSP計算速度快的優(yōu)勢，實現(xiàn)了互補。由于采用的主要是集成芯片，所以體積小，重量輕，功耗低和便于攜帶，便于現(xiàn)場檢測。在滿足要求的前提下，為降低開發(fā)成本提高可靠性，CPU采用LPC2210的ARM7芯片。為使測試儀直觀、操作簡便，系統(tǒng)提供了良好的人機界面，包括顯示，按鍵操作等。 論文對FFT以及相關(guān)算法進行了分析和Matlab仿真；論文中給出了時鐘電路、LCD電路、數(shù)據(jù)存儲器Flash、JTAG等各功能模塊的設計原理，完成了硬件電路設計；系統(tǒng)軟件設計遵循模塊化、自頂向下的設計思路。在軟件設計方面，首先采用的是傳統(tǒng)主循環(huán)控制方法，功能上主要實現(xiàn)了A/D采樣程序、LCD顯示程序、數(shù)據(jù)存儲程序等的設計，對兩路25Hz信號電壓相位差的計算，其誤差不人于1度。為了改善系統(tǒng)性能提高系統(tǒng)的實時性，系統(tǒng)中引入實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，也有利于代碼移植及系統(tǒng)功能擴展。
上傳時間： 2013-04-24
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文章介紹了一種在現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）上實現(xiàn)UART 的方法。UART 的波特率可設置調(diào)整，工作狀態(tài)可讀取。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行了模塊化分解，使之適應自頂向下（Top-Down）的設計方
上傳時間： 2013-04-24
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課題分析了目前國內(nèi)外減搖鰭控制技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀，重點講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的功能設計與實現(xiàn)方案。 減搖鰭是一種由微機控制的自動化程度很高的船舶減搖裝置。減搖鰭控制系統(tǒng)根據(jù)人為輸入的信號和來自鰭本身的反饋信號，及時輸出不同的控制指令，控制鰭轉(zhuǎn)動到期望的角度，達到減小船舶橫搖的目的。但目前大多數(shù)的減搖鰭控制器使用單片機作為主處理器或者以工控機為基礎開發(fā)而來的，前者集成度不高，穩(wěn)定性也不好，而后者成本較高。因此，課題設計了一款新型的基于ARM嵌入式處理器的嵌入式減搖鰭控制器，解決了上述問題。 該系統(tǒng)主要由硬件平臺和軟件平臺兩部分組成。硬件平臺主要包括基于飛利浦公司的LPC2290的控制器核心電路和輔助實現(xiàn)控制的驅(qū)動電路；軟件平臺主要是基于ARM的軟件，包括啟動代碼和應用程序；為實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠運行，同時也采取了一些保證系統(tǒng)可靠性的措施。 目前，減搖鰭系統(tǒng)大多采用基于力矩對抗原理的PID控制器。由于船舶橫搖運動的非線性、復雜性、時變性以及海況的不確定性，經(jīng)典PID控制很難獲得令人滿意的控制效果。因此，如何實現(xiàn)PID參數(shù)的自整定就顯得猶為重要。模糊控制事先不需要獲知對象的精確數(shù)學模型，而是基于人類的思維以及經(jīng)驗，用語言規(guī)則描述控制過程，并根據(jù)規(guī)則去調(diào)整控制算法或控制參數(shù)。本論文將模糊控制與PID控制相結(jié)合，實現(xiàn)了無須精確的對象模型，只須將操作人員和專家長期實踐積累的經(jīng)驗知識用控制規(guī)則模型化，然后用模糊推理在線辨識對象特征參數(shù)，實時改變控制策略，便可對PID參數(shù)實現(xiàn)最佳調(diào)整。 研究結(jié)果表明：采用該控制手段能較好的滿足設計要求，開發(fā)的嵌入式減搖鰭控制系統(tǒng)具有設計合理、集成度高、性價比高、性能優(yōu)越、抗干擾能力強、穩(wěn)定性好、實時性高等優(yōu)點。同時能夠適應減搖鰭控制系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢，所以該減搖鰭控制器具有很好的使用價值及意義。
上傳時間： 2013-06-06
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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)測量及保護原理和算法，并進行了具體的硬件和軟件模塊的設計，旨在實現(xiàn)斷路器的智能保護。 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，主要進行數(shù)據(jù)的實時采集處理和斷路器的故障保護。硬件設計采用了標準化模塊設計方法，硬件電路盡可能選擇標準化、模塊化結(jié)構(gòu)的典型電路，以便擴展。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功能的可靠實現(xiàn)，論文中對智能控制器的干擾源進行了分析，從硬件和軟件兩個方面采取了多項設計措施，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。
上傳時間： 2013-06-10
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