本論文針對6kV/400kW三相異步電動機(jī)的中壓變頻器試驗(yàn)裝置，從分析目前中壓變頻器常用的主回路拓?fù)淙胧郑敿?xì)闡述并分析了本文研究的單元串聯(lián)型中壓變頻器控制系統(tǒng)。 本文首先從理論上分析了多單元串聯(lián)型中壓變頻器脈寬控制原理。然后，把一種高性能的V/f控制方案引入中壓變頻器控制系統(tǒng)。通過矢量補(bǔ)償定子壓降，進(jìn)行轉(zhuǎn)差補(bǔ)償和對電機(jī)電流進(jìn)行限制控制，實(shí)現(xiàn)了具有很好的低頻性能并具有防“跳閘”等功能的V/f控制方案。 同時(shí)，本文將Siemens公司通用變頻器的時(shí)隙、連接紙的概念運(yùn)用到中壓變頻器控制領(lǐng)域。增加了系統(tǒng)的可變性，自由性和方便性。設(shè)計(jì)了具有系統(tǒng)組態(tài)功能的模塊化軟件，其中著重對控制軟件中的幾個(gè)重要功能進(jìn)行了分析討論。這些重要功能模塊有：控制字和狀態(tài)字、順序控制、V/f曲線、給定積分器、基于電壓補(bǔ)償?shù)妮敵鲎詣臃€(wěn)壓算法、通訊功能等。 中壓變頻器在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)為6kV/22kW試驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)際設(shè)計(jì)為6kV/400kW的變頻系統(tǒng)裝置。本文給出了實(shí)驗(yàn)室調(diào)試結(jié)果及分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該中壓變頻器能夠安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。
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卷積碼是廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信、無線通信等多種通信系統(tǒng)的信道編碼方式。Viterbi算法是卷積碼的最大似然譯碼算法，該算法譯碼性能好、速度快，并且硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)比較簡單，是最佳的卷積碼譯碼算法。隨著可編程邏輯技術(shù)的不斷發(fā)展，使用FPGA實(shí)現(xiàn)Viterbi譯碼器的設(shè)計(jì)方法逐漸成為主流。不同通信系統(tǒng)所選用的卷積碼不同，因此設(shè)計(jì)可重配置的Viterbi譯碼器，使其能夠滿足多種通信系統(tǒng)的應(yīng)用需求，具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文設(shè)計(jì)了基于FPGA的高速Viterbi譯碼器。在對Viterbi譯碼算法深入研究的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了Viterbi譯碼器核心組成模塊的電路實(shí)現(xiàn)算法。本設(shè)計(jì)中分支度量計(jì)算模塊采用只計(jì)算可能的分支度量值的方法，節(jié)省了資源；加比選模塊使用全并行結(jié)構(gòu)保證處理速度；幸存路徑管理模塊使用3指針偶算法的流水線結(jié)構(gòu)，大大提高了譯碼速度。在Xilinx ISE8.2i環(huán)境下，用VHDL硬件描述語言編寫程序，實(shí)現(xiàn)(2，1，7)卷積碼的Viterbi譯碼器。在(2，1，7)卷積碼譯碼器基礎(chǔ)上，擴(kuò)展了Viterbi譯碼器的通用性，使其能夠?qū)Σ煌木矸e碼譯碼。譯碼器根據(jù)不同的工作模式，可以對(2，1，7)、(2，1，9)、(3，1，7)和(3，1，9)四種廣泛運(yùn)用的卷積碼譯碼，并且可以修改譯碼深度等改變譯碼器性能的參數(shù)。 本文用Simulink搭建編譯碼系統(tǒng)的通信鏈路，生成測試Viterbi譯碼器所需的軟判決輸入。使用ModelSim SE6.0對各種模式的譯碼器進(jìn)行全面仿真驗(yàn)證，Xilinx ISE8.2i時(shí)序分析報(bào)告表明譯碼器布局布線后最高譯碼速度可達(dá)200MHz。在FPGA和DSP組成的硬件平臺上進(jìn)一步測試譯碼器，譯碼器運(yùn)行穩(wěn)定可靠。最后，使用Simulink產(chǎn)生的數(shù)據(jù)對本文設(shè)計(jì)的Viterbi譯碼器的譯碼性能進(jìn)行了分析，仿真結(jié)果表明，在同等條件下，本文設(shè)計(jì)的Viterbi譯碼器與Simulink中的Viterbi譯碼器模塊的譯碼性能相當(dāng)。
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軟件無線電思想的出現(xiàn)帶來了接收機(jī)實(shí)現(xiàn)方式的革新。隨著近年來軟件無線電理論和應(yīng)用趨于成熟與完善，軟件無線電技術(shù)已經(jīng)被越來越廣泛地應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)和電子測量測試儀器中。數(shù)字下變頻技術(shù)作為軟件無線電的核心技術(shù)之一，在頻譜分析儀中也得到了越來越普遍的應(yīng)用。 本人參與的手持式頻譜分析儀項(xiàng)目采用的是中頻數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方式，可滿足輕巧，可重配置和低功耗的需求。數(shù)字化中頻的關(guān)鍵部件數(shù)字下變頻器DDC采用的是Intersil公司的ISL5216，這個(gè)器件和高性能FPGA共同組成手持頻譜儀的數(shù)字信號處理前端。這個(gè)數(shù)字前端就手持頻譜分析儀來說存在一定的局限性，ISL5216的信號處理帶寬單通道為1 MHz，4個(gè)通道級聯(lián)為3MHz，未能滿足譜儀分析帶寬日益增加的需求；系統(tǒng)集成度不高，ISL5216的功能要是集成到FPGA，可進(jìn)一步提高系統(tǒng)集成度，降低物料成本和系統(tǒng)功耗。基于以上兩個(gè)方面的考慮，現(xiàn)正以手持頻譜分析儀項(xiàng)目為依托，基于Xilinx Spartan3A-DSP系列FPGA實(shí)現(xiàn)高速高處理帶寬的DDC。 本論文首先描述了數(shù)字下變頻基本理論和結(jié)構(gòu)，對完成各級數(shù)字信號處理所涉及的數(shù)字正交變換、CORDIC算法、CIC、HB、多相濾波等關(guān)鍵算法做了適當(dāng)介紹；然后介紹了當(dāng)前主流FPGA的數(shù)字信號處理特性和其內(nèi)部的DSP資源。接著詳細(xì)描述了數(shù)控振蕩器NCO、復(fù)數(shù)數(shù)字混頻器MIXER、5級CIC濾波器、5級HB濾波器和255階可編程FIR的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，并對各個(gè)模塊的不同實(shí)現(xiàn)方式作了對比和仿真測試數(shù)據(jù)作了分析。最后介紹了所設(shè)計(jì)DDC在手持頻譜分析儀中的主要應(yīng)用。
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MP3音樂是目前最為流行的音樂格式，因其音質(zhì)、復(fù)雜度與壓縮比的完美折中，占據(jù)著廣闊的市場，不僅在互聯(lián)網(wǎng)上廣為流傳，而且在便攜式設(shè)備領(lǐng)域深受人們喜愛。本文以MPEG-1的MP3音頻解碼器為研究對象，在實(shí)時(shí)性、面積等約束條件下，研究MP3解碼電路的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)FPGA原型芯片，研究MP3原型芯片的驗(yàn)證方法。 論文的主要貢獻(xiàn)如下： (1)使用算法融合方法合并MP3解碼過程的相關(guān)步驟，以減少緩沖區(qū)存儲單元的容量和訪存次數(shù)。如把重排序步驟融合到反量化模塊，可以減少一半的讀寫RAM操作；把IMDCT模塊內(nèi)部的三個(gè)算法步驟融合在一起進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以省去存儲中間計(jì)算結(jié)果的緩存區(qū)單元。 (2)反量化、立體聲處理等模塊中，采用流水線設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)置寄存器把較長的組合邏輯路徑隔開，提高了電路的性能和可靠性；使用連續(xù)訪問公共緩存技術(shù)，合理規(guī)劃各計(jì)算子模塊的工作時(shí)序，將數(shù)據(jù)計(jì)算的時(shí)間隱藏在訪存過程中；充分利用頻率線的零值區(qū)特性，有效地減少數(shù)據(jù)計(jì)算量，加快了數(shù)據(jù)處理的速度。 (3)設(shè)計(jì)了MP3硬件解碼器的FPGA原型芯片。采用Verilog HDL硬件描述語言設(shè)計(jì)RTL級電路，完成功能仿真，以Altera公司Stratix II系列的EP2S180 FPGA開發(fā)板為平臺，實(shí)現(xiàn)MP3解碼器的FPGA原型芯片。MP3硬件解碼器在Stratix II EP2S180器件內(nèi)的資源利用率約為5％，其中組合邏輯查找表ALUT為7189個(gè)，寄存器共有4024個(gè)，系統(tǒng)頻率可達(dá)69.6MHz，充分滿足了MP3解碼過程的實(shí)時(shí)性要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MP3音頻解碼FPGA原型芯片可正常播放聲音，解碼音質(zhì)良好。
上傳時(shí)間： 2013-07-01
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本文主要研究了認(rèn)知無線電頻譜感知功能的關(guān)鍵技術(shù)以及硬件實(shí)現(xiàn)方法。首先，提出了認(rèn)知無線電頻譜感知功能的硬件實(shí)現(xiàn)框圖，包括射頻前端部分和數(shù)字信號處理部分，接著簡單介紹了射頻前端電路的功能與特性，最后重點(diǎn)介紹了數(shù)字信號處理部分的FPGA實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證過程。 數(shù)字處理部分主要實(shí)現(xiàn)寬帶信號的短時(shí)傅立葉分析，將中頻寬帶數(shù)字信號通過基于多相濾波器組的下變頻模塊，實(shí)現(xiàn)并行多通道的數(shù)字下變頻，然后對每個(gè)信道進(jìn)行重疊加窗處理，最后再做快速傅立葉分析(FFT)，從而得到信號的時(shí)頻關(guān)系。整個(gè)系統(tǒng)主要包括：延時(shí)抽取模塊、多相濾波器模塊、32點(diǎn)開關(guān)式流水線FFT模塊、滑動窗緩沖區(qū)、256點(diǎn)流水線FFT模塊等。 本設(shè)計(jì)采用Verilog HDL硬件描述語言進(jìn)行設(shè)計(jì)，基于Xilinx公司的Virtex-4XC4VSX35芯片。整個(gè)系統(tǒng)采用全同步設(shè)計(jì)，可穩(wěn)定工作于200MHz，其分析帶寬高達(dá)65MHz，具有很高的使用價(jià)值。
標(biāo)簽： FPGA 認(rèn)知無線電 感知功能
上傳時(shí)間： 2013-07-09
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軟件無線電是近年提出的新的通信體系，由于其具有靈活性和可重配置性并且符合通信的發(fā)展趨勢，已成為通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究熱點(diǎn)。因此對基于軟件無線電的調(diào)制解調(diào)技術(shù)進(jìn)行深入細(xì)致的研究非常有意義。 本文首先從闡述軟件無線電的理論基礎(chǔ)入手，對多速率信號處理中的內(nèi)插和抽取、帶通采樣、數(shù)字變頻等技術(shù)進(jìn)行了分析與探討，為設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)8PSK調(diào)制解調(diào)器提供了非常重要的理論依據(jù)。然后，研究了8PSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)，詳細(xì)論述了它們的基本概念和原理，提出了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案，在DSP+FPGA平臺上實(shí)現(xiàn)了8PSK信號的正確調(diào)制解調(diào)。文中著重研究了突發(fā)通信的同步和頻偏糾正算法，針對同步算法選取了一種基于能量檢測法的快速位同步算法，采用相關(guān)器實(shí)現(xiàn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)位同步和幀同步。并且對于突發(fā)通信的多普勒頻偏糾正，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于自動頻率控制(AFC)環(huán)的頻偏檢測器，通過修改數(shù)控振蕩器(NCO)的頻率控制字方法來校正本地載波頻率，整個(gè)算法結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)算量小，頻偏校正速度快，具有較好的實(shí)用性。其次，對相干解調(diào)的初始相位進(jìn)行糾正時(shí)，提出了一種簡單易行的CORDIC方法，同時(shí)對FPGA編程當(dāng)中的一些關(guān)鍵問題進(jìn)行了介紹。最后，設(shè)計(jì)了自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器，根據(jù)信噪比和誤碼率來自適應(yīng)的改變調(diào)制方式，以達(dá)到最佳的傳輸性能。
標(biāo)簽： FPGA 8PSK 調(diào)制解調(diào)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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RFID被列為本世紀(jì)十大重要技術(shù)項(xiàng)目之一，經(jīng)濟(jì)部技術(shù)處為國內(nèi)科技研發(fā)推動之火車頭，92年度起即開始透過工研院系統(tǒng)中心推動高頻 RFID的研發(fā)計(jì)劃，研發(fā)內(nèi)容包括IC芯片、天線、讀取機(jī)(Reader)等重
標(biāo)簽： RFID
上傳時(shí)間： 2013-08-04
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本論文首先描述了數(shù)字下變頻基本理論和結(jié)構(gòu),對完成各級數(shù)字信號處理所涉及到的CORDIC、CIC、HB、DA、重采樣等關(guān)鍵算法做了適當(dāng)介紹;然后根據(jù)這些算法提出了基于FPGA實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)并進(jìn)一步給出了性能分析;并且從數(shù)字下變頻的系統(tǒng)層次上考慮了各模塊彼此間的性能制約,從而選擇合理配置、優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以獲得模塊間的性能均衡和系統(tǒng)性能的最優(yōu)化;最后給出了FPGA實(shí)現(xiàn)的數(shù)字下變頻器在測試中產(chǎn)生的波形和頻譜,作了測試結(jié)果分析.
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)字下變頻
上傳時(shí)間： 2013-05-25
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工程機(jī)械監(jiān)控系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、無線通信技術(shù)以及衛(wèi)星定位技術(shù)對工程機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)、位置等進(jìn)行監(jiān)測，是一個(gè)既復(fù)雜又龐大的系統(tǒng)，涉及的領(lǐng)域廣，而且由于其工作環(huán)境的特殊性，對系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性要求特別高。現(xiàn)在隨著嵌入式技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，高可靠性、小型化、人性化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化將是其發(fā)展方向。 本文采用底層單元控制系統(tǒng)、車載監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)三級網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)，對起重機(jī)底層安全控制單元進(jìn)行監(jiān)控。在底層單元中引入CAN總線，研究基于CAN總線協(xié)議的Hilon A協(xié)議實(shí)現(xiàn)底層各單元的通信。中間層以S3C2410和Linux為核心，融合嵌入式技術(shù)，開發(fā)Qt.Embedded界面，對實(shí)時(shí)采集起重機(jī)的吊重、風(fēng)速、仰角信號狀態(tài)參數(shù)，以及通過計(jì)算比較判斷是否發(fā)生異常的狀態(tài)進(jìn)行顯示。最后研究了GPRS網(wǎng)絡(luò)，完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程終端監(jiān)控的通訊。 文中詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的各部分硬件設(shè)計(jì)，結(jié)合硬件平臺實(shí)現(xiàn)了Linux操作系統(tǒng)的移植、引導(dǎo)加載程序BootLoader，構(gòu)建了根文件系統(tǒng)。結(jié)合Linux操作系統(tǒng)平臺，實(shí)現(xiàn)了CAN總線通信、GPRS通訊、PPP腳本撥號、Socket網(wǎng)絡(luò)編程、LCD幀緩沖顯示設(shè)備Framebuffer、觸摸屏、A/D轉(zhuǎn)換器驅(qū)動程序的開發(fā)，并通過嵌入式圖形用戶Qt/Embedded在嵌入式Linux平臺上的移植，開發(fā)了友好的人機(jī)交互界面。
標(biāo)簽： ARMLinux 車載監(jiān)控
上傳時(shí)間： 2013-06-30
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嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前最為熱門的研究領(lǐng)域之一，也是“后PC時(shí)代”最有發(fā)展前景的方向之一。目前，它已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于信息家電、手持通信設(shè)備、儀器儀表、汽車、航空航天、工業(yè)控制以及數(shù)據(jù)采集等應(yīng)用領(lǐng)域，為人們的工作和生活帶來了極大的便利。其中，GPRS DTU是嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的重要應(yīng)用，它可以實(shí)現(xiàn)將串口數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，提供了無線備份鏈路，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴０殡S著對智能化的需求日益增長，提出了智能化GPRS DTU的概念。除了原有的基本功能，還需要增加智能化功能模塊，比如支持自動心跳、保持永久在線，支持遠(yuǎn)程登錄，遠(yuǎn)程Web管理，遠(yuǎn)程自動更新等。這樣就極大地節(jié)省了后期維護(hù)費(fèi)用，降低了成本。因此，對智能化GPRS DTU的研究具有廣泛的意義和良好的商業(yè)前景。 本文主要是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)智能化GPRS DTU的應(yīng)用平臺，對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究。首先從理論的層次介紹了嵌入式系統(tǒng)的基本概念和設(shè)計(jì)流程，在理論研究和項(xiàng)目實(shí)踐的基礎(chǔ)上，總結(jié)了抓住本質(zhì)、分層整合、協(xié)同分工、情景分析等學(xué)習(xí)方法；介紹GPRS DTU硬件平臺的組成，以ATMEL公司的AT91RM9200為核心控制單元，以Telit的GM862作為GPRS功能模塊，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)級指標(biāo)要求；總結(jié)出Linux下ELF文件轉(zhuǎn)換為binary文件的方法，然后重點(diǎn)解決了U-boot應(yīng)用于AT91RM9200重映射機(jī)制的修正，設(shè)計(jì)出面向智能化GPRS DTU的嵌入式混合文件系統(tǒng)（Cramfs+JFFS2+Initramfs），針對該文件系統(tǒng)對Linux-2．6．20進(jìn)行了移植和裁剪；最后以串口/Ethernet數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)來說明應(yīng)用開發(fā)的基本模型。 本系統(tǒng)研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)均已獲得相應(yīng)的成果，對智能化GPRS DTU的發(fā)展給予了有力的技術(shù)支持。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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