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電子控制器

基于DSP和FPGA的四關(guān)節(jié)實驗室機(jī)器人控制器的研制

在機(jī)器人學(xué)的研究領(lǐng)域中，如何有效地提高機(jī)器人控制系統(tǒng)的控制性能始終是研究學(xué)者十分關(guān)注的一個重要內(nèi)容。在分析了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程和機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀后，本論文的主要目標(biāo)是針對四關(guān)節(jié)實驗室機(jī)器人特有的機(jī)械結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型，建立一個新型全數(shù)字的基于DSP和FPGA的機(jī)器人位置伺服控制系統(tǒng)的軟、硬件平臺，實現(xiàn)對四關(guān)節(jié)實驗室機(jī)器人的精確控制。本論文從實際情況出發(fā)，首先分析了所研究的四關(guān)節(jié)實驗室機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)，并對其抽象簡化得到了它的運動學(xué)數(shù)學(xué)模型。在明確了實現(xiàn)機(jī)器人精確位置伺服控制的控制原理后，我們對機(jī)器人控制系統(tǒng)的諸多可行性方案進(jìn)行了充分論證，并最終決定采用了三級CPU控制的控制體系結(jié)構(gòu)：第一級CPU為上位計算機(jī)，它實現(xiàn)對機(jī)器人的系統(tǒng)管理、協(xié)調(diào)控制以及完成機(jī)器人實時軌跡規(guī)劃等控制算法的運算；第二級CPU為高性能的DSP處理器，它輔之以具有高速并行處理能力的FPGA芯片，實現(xiàn)了對機(jī)器人多個關(guān)節(jié)的高速并行驅(qū)動；第三級CPU為交流伺服驅(qū)動處理器，它實現(xiàn)了機(jī)器人關(guān)節(jié)伺服電機(jī)的精確三閉環(huán)誤差驅(qū)動控制，以及電機(jī)的故障診斷和自動保護(hù)等功能。此外，我們采用比普通UART速度快得多的USB來實現(xiàn)上位計算機(jī)．與下位控制器之間的數(shù)據(jù)通信，這樣既保證了兩者之間連接方便，又有效的提高了控制系統(tǒng)的通信速度和可靠性。機(jī)器人系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括兩個部分：一是采用VC++實現(xiàn)的上位監(jiān)控軟件系統(tǒng)，它主要負(fù)責(zé)機(jī)器人實時軌跡規(guī)劃等控制算法的運算，同時完成用戶與機(jī)器人系統(tǒng)之間的信息交互；二是采用C語言實現(xiàn)的下位DSP控制程序，它主要負(fù)責(zé)接收上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱發(fā)送的控制信號，實現(xiàn)對機(jī)器人的實時驅(qū)動，同時還能夠?qū)崟r的向上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱反饋機(jī)器人的當(dāng)前狀態(tài)信息。研究開發(fā)出來的四關(guān)節(jié)實驗室機(jī)器人控制器具有控制實時性好、定位精度高、運行穩(wěn)定可靠的特點，它允許用戶通過上位控制計算機(jī)實現(xiàn)對機(jī)器人的各種設(shè)定作業(yè)的控制，也可以讓用戶通過機(jī)器人控制箱現(xiàn)場對機(jī)器人進(jìn)行回零、示教等各項操作。

標(biāo)簽： FPGA DSP 實驗室機(jī)器人控制器

上傳時間： 2013-06-11

上傳用戶：edisonfather
基于FPGA的數(shù)字化通用PWM控制器設(shè)計

如今電力電子電路的控制旨在實現(xiàn)高頻開關(guān)的計算機(jī)控制，并向著更高頻率、更低損耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)場可編程門陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路，它具有簡潔、經(jīng)濟(jì)、高速度、低功耗等優(yōu)勢，又具有全集成化、適用性強(qiáng)，便于開發(fā)和維護(hù)(升級)等顯著優(yōu)點。與單片機(jī)和DSP相比，F(xiàn)PGA的頻率更高、速度更快，這些特點順應(yīng)了電力電子電路的日趨高頻化和復(fù)雜化發(fā)展的需要。因此，在越來越多的領(lǐng)域中FPGA得到了日益廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。　　本文提出了一種采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)器件實現(xiàn)數(shù)字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產(chǎn)生多路PWM脈沖，具有開關(guān)頻率可調(diào)、各路脈沖間的相位可調(diào)、接口簡單、響應(yīng)速度快、易修改、可現(xiàn)場編程等特點，可應(yīng)用于PWM的全數(shù)字化控制。文中對方案的實現(xiàn)進(jìn)行了比較詳細(xì)的論述，包括A/D采樣控制、PI算法的實現(xiàn)、PWM波形的產(chǎn)生、各模塊的工作原理等。　　本文還提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器，詳細(xì)的分析了該變換器的工作過程，并采用基于FPGA的數(shù)字化通用PWM控制器對這種軟開關(guān)Boost變換器進(jìn)行控制，給出了比較完滿的實驗結(jié)果。實驗結(jié)果驗證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性，

標(biāo)簽： FPGA PWM 數(shù)字化制器設(shè)計

上傳時間： 2013-06-22

上傳用戶：yph853211
OFDM系統(tǒng)基于子空間的盲信道估計源代碼

本代碼實現(xiàn)了OFDM系統(tǒng)的子空間盲信道估計，實現(xiàn)了ber性能

標(biāo)簽： OFDM 子空間盲信道

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：gzming
基于ARM Cortex的嵌入式以太網(wǎng)通信的實現(xiàn)

近年來，隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和普及，以TCP/IP協(xié)議為代表的開放式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，但是大量的設(shè)備都有SPI串行接口，這些設(shè)備的串行數(shù)據(jù)需要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，因此必須要尋求一種解決方案，用來解決這些傳統(tǒng)設(shè)備與現(xiàn)今的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的互聯(lián)問題。本文針對這種情況設(shè)計了一種基于ARM處理器的嵌入式以太網(wǎng)接口系統(tǒng)。本文分別對SPI串行通信和基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)進(jìn)行研究和分析，在此基礎(chǔ)上設(shè)計一個嵌入式系統(tǒng)—基子ARM處理器的串行通信與以太網(wǎng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，來實現(xiàn)SPI串行口與網(wǎng)口的數(shù)據(jù)傳輸。首先分析了當(dāng)前串行通信的應(yīng)用現(xiàn)狀和以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，指出SPI串口設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的趨勢，然后詳細(xì)介紹了嵌入式處理器LM3S8962的特點和內(nèi)部結(jié)構(gòu)接著闡述了嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的總體設(shè)計以及每層協(xié)議的編寫過程。在硬件設(shè)計方面，對本文所設(shè)計的系統(tǒng)—基于ARM處理器的串行通信與以太網(wǎng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計，將系統(tǒng)分為三個主要模塊：處理器模塊、SPI通信模塊和以太網(wǎng)接口模塊。同時在軟件設(shè)計方面對啟動代碼流程、驅(qū)動程序設(shè)計與實現(xiàn)、軟件包的配置進(jìn)行了說明。對設(shè)計的主程序的流程圖以及各個任務(wù)參數(shù)設(shè)置加以分析。最后對系統(tǒng)進(jìn)行了測試表明通信是成功的。總之，本文完成了嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器的硬件平臺架構(gòu)設(shè)計、嵌入式操作系統(tǒng)的移植，為今后嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器的后繼開發(fā)提供了一個嵌入式平臺，研究成果對于嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域的應(yīng)用具有一定的參考價值。

標(biāo)簽： Cortex ARM 嵌入式以太網(wǎng)通信

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：jiiszha
基于ARMLinux的移動終端的研究和實現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)的普及和計算機(jī)微型化的趨勢使得移動終端成為未來人們生活中的必備。移動終端具有體積小，重量輕，易于攜帶的特點。它將PC的部分功能與手機(jī)的通訊功能結(jié)合起來，可以進(jìn)行無線通訊，還可以通過互聯(lián)網(wǎng)得到豐富多彩的服務(wù)。因此，針對移動終端的研究具有非常重要的意義。本文針對移動終端的移動性和無線上網(wǎng)功能提出一套基于ARM Linux平臺的解決方案。移動終端硬件部分采用基于S3C2410控制器的硬件平臺。采用USB接口的WiFi模塊作為無線網(wǎng)卡。采用FPGA模塊做信息加密處理。軟件部分采用嵌入式Linux系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)，采用基于Qt的嵌入式Konqueror瀏覽器作為應(yīng)用程序。采用移動IPv6技術(shù)支持終端的移動性。本文闡述了移動終端軟件部分從底層到頂層的實現(xiàn)。包括了引導(dǎo)加載程序移植，Linux內(nèi)核的移植，NOR Flash驅(qū)動移植，網(wǎng)卡驅(qū)動移植，無線網(wǎng)卡驅(qū)動移植，LCD驅(qū)動的移植，觸摸屏驅(qū)動的移植，根文件系統(tǒng)的實現(xiàn)，Qt/Embedded和Qtopia的移植以及嵌入式Konqueror的移植。并對原理、相關(guān)知識點以及實現(xiàn)過程進(jìn)行了詳細(xì)的說明。本文介紹了如何在移動終端上支持移動IPv6技術(shù)，搭建基于Linux的移動IPv6的實驗網(wǎng)絡(luò)，并測試移動終端在不同的WiFi子網(wǎng)之間移動過程中與通信對端的連接情況。經(jīng)過測試表明，該移動終端可以在無線條件下通過瀏覽器訪問Internet，支持中文網(wǎng)頁并能通過鼠標(biāo)、鍵盤和觸摸屏進(jìn)行操作。在移動性上，移動終端在從家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)和外地網(wǎng)絡(luò)之間的漫游過程中能夠在一定的切換延遲下保持和通信對端的連接。

標(biāo)簽： ARMLinux 移動終端

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：R50974
SD卡控制器原理圖

目前在用在 LED護(hù)欄管最普遍的控制器，只要你做好網(wǎng)格圖就能出你想要的效果

標(biāo)簽： SD卡控制器原理圖

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：onewq
基于ARM的駕駛員語音控制器的設(shè)計與實現(xiàn)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通的壓力越來越大，很多城市都開始建設(shè)地鐵項目，發(fā)展地下軌道交通事業(yè)。在地鐵列車上，駕駛員需要方便、快捷地控制各種語音功能，保障列車可靠、安全的運行，從而為乘客提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。駕駛員語音控制器就是為了滿足這一需求而提出來的。在描述列車乘客信息系統(tǒng)的發(fā)展、介紹了公共廣播系統(tǒng)的功能的之后，本文分析了駕駛員語音控制器的設(shè)計需求，設(shè)計了一種具有人機(jī)交互功能的駕駛員語音控制器。它帶有LCD顯示屏和輸入鍵盤；能夠在內(nèi)部存儲路線、站點和緊急信息等用戶數(shù)據(jù)。通過窗口菜單以圖形化的方式向駕駛員顯示列車運行信息。通過通信端口，按照雙方約定的通訊格式，將運行模式，路線站點，緊急信息等內(nèi)容發(fā)送給列車顯示與廣播控制單元，完成語音及顯示控制。根據(jù)需求分析，提出了一種基于ARM的控制器設(shè)計平臺。設(shè)計了該控制器的硬件和軟件的整體方案，采用模塊化設(shè)計的思想給出了系統(tǒng)各主要模塊的具體設(shè)計與實現(xiàn)方法，并給出了相關(guān)電路的實現(xiàn)原理圖。最后介紹了本控制器的測試方法與過程，并給出了具體應(yīng)用。該駕駛員語音控制器實現(xiàn)了人工廣播、司機(jī)對講、緊急對講和系統(tǒng)設(shè)置等功能。具有操作方便、便于維護(hù)、可配置、成本低等優(yōu)點，滿足了駕駛員以及列車語音與顯示控制的實際需求。關(guān)鍵詞：ARM；RS485；乘客信息系統(tǒng)；圖形用戶界面；嵌入式系統(tǒng)

標(biāo)簽： ARM 駕駛員語音控制器

上傳時間： 2013-07-30

上傳用戶：電子世界
基于ARM的減搖鰭智能控制器的研究

減搖鰭是船舶與海洋工程中的一種重要系統(tǒng)，目前已在多種船舶中廣泛應(yīng)用。減搖鰭對于提高船舶耐波性，增加船舶使用壽命，改善設(shè)備與人員的工作條件，提高艦艇的戰(zhàn)斗力具有重要作用。減小船舶橫搖是目前船舶運動控制領(lǐng)域的重要課題之一。本文以船舶減搖鰭系統(tǒng)作為研究對象，重點講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的設(shè)計與實現(xiàn)方案。減搖鰭系統(tǒng)目前大多采用基于力矩對抗原理的PID控制器。控制器的性能對船舶自然橫搖周期和無因次橫搖衰減系數(shù)有著很大的依賴關(guān)系。由于船舶橫搖運動的復(fù)雜性、非線性、時變性和海況的不確定性，經(jīng)典PID控制難以獲得滿意的控制效果。采用先進(jìn)的控制策略是解決這一問題的有效方法。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)，便可對PID參數(shù)實現(xiàn)自整定。另外，浪級調(diào)節(jié)器做為減搖鰭控制器的一個重要組成部分，本論文也對其設(shè)計進(jìn)行了研究，提出了一種基于海浪譜估計的浪級調(diào)節(jié)器的設(shè)計方法，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)浪級調(diào)節(jié)器不能充分利用海浪信息的不足。目前大多數(shù)的減搖鰭控制器使用單片機(jī)作為主處理器或者以工控機(jī)為基礎(chǔ)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，本課題設(shè)計了一款新型的基于ARM處理器的減搖鰭控制器，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LPC2214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(yīng)用程序。研究結(jié)果表明：開發(fā)的嵌入式減搖鰭控制系統(tǒng)不僅具有集成度高、性價比高、性能優(yōu)越、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、實時性高等優(yōu)點。同時更能夠適應(yīng)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。

標(biāo)簽： ARM 減搖鰭智能控制器

上傳時間： 2013-07-10

上傳用戶：giser
基于ARM的流體網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

隨著計算機(jī)、通信、電子技術(shù)的進(jìn)步，嵌入式系統(tǒng)和以太網(wǎng)技術(shù)的融合將成為嵌入式技術(shù)未來的重要發(fā)展方向。基于ARM的嵌入式系統(tǒng)由于具有低功耗、高性能、低成本、可以進(jìn)行多任務(wù)操作等優(yōu)點，在控制領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本選題來自中山大學(xué)與北京航天五院合作研制的流體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)地面原理樣機(jī)控制器設(shè)計項目。論文研究的主要目的是利用基于ARM920T內(nèi)核的嵌入式微處理器AT91RM9200融合多傳感器設(shè)計一種可以在地面實驗室環(huán)境中可靠運行的數(shù)據(jù)采集與溫度控制系統(tǒng)。本文從嵌入式測控系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)和軟件設(shè)計兩方面進(jìn)行分析。在硬件設(shè)計上，主控制板以Atmel公司生產(chǎn)的AT91RM9200 CPU為核心，主要包括串口模塊、存儲模塊、以太網(wǎng)接口模塊、基于SPI串行接口設(shè)計的數(shù)據(jù)采集模塊（A/D）、基于I2C接口設(shè)計的PID控制信號輸出模塊（D/A）和采用PIO接口設(shè)計的開關(guān)控制輸出模塊等電路，其中后三個模塊承擔(dān)了流體網(wǎng)絡(luò)回路的傳感器數(shù)據(jù)采集，關(guān)鍵點的溫度控制和多路電磁閥的開關(guān)控制等任務(wù)，后文將重點介紹。在軟件設(shè)計方面，主要分兩個方面進(jìn)行討論，分別為主控制器上基于嵌入式Linux系統(tǒng)的軟件和上位機(jī)采用Visual C++編寫的監(jiān)控軟件。主控制器軟件采用多線程進(jìn)行設(shè)計，包括主線程、服務(wù)器子線程和數(shù)據(jù)采集子線程，三個線程同時運行，提高了系統(tǒng)的運行效率。上位機(jī)和主控制器通過接入以太網(wǎng)中，然后由服務(wù)器線程和上位機(jī)客戶端利用socket套接字實現(xiàn)通信。同時上位機(jī)軟件也提供形象美觀的圖形用戶界面，配合主控制器實現(xiàn)特定的溫度、流量和壓力監(jiān)控。本論文設(shè)計的嵌入式測控系統(tǒng)充分利用了AT91RM9200內(nèi)嵌的的強(qiáng)大功能模塊，包括SPI接口模塊和I2C接口模塊等，可廣泛應(yīng)用于控制領(lǐng)域。對該系統(tǒng)的一些研究成果和設(shè)計方法具有一定的先進(jìn)性和良好的實用性，具有良好的應(yīng)用前景。

標(biāo)簽： ARM 流體網(wǎng)絡(luò)測控

上傳時間： 2013-06-30

上傳用戶：hmy2st
基于ARM的汽車防撞系統(tǒng)平臺的研究

隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的的人擁有了自己的汽車，基于汽車安全的汽車輔助系統(tǒng)也日益受到了人們的重視。汽車輔助安全系統(tǒng)可以對汽車駕駛過程中出現(xiàn)的緊急情況進(jìn)行報警和控制。可以預(yù)見，基于汽車安全的輔助駕駛系統(tǒng)有著良好的發(fā)展前景和廣闊的應(yīng)用空間。本文通過將圖像檢測技術(shù)和激光測距技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用ARM+DSP的雙核架構(gòu)，設(shè)計出一款高性能的汽車主動安全系統(tǒng)。系統(tǒng)通過圖像識別技術(shù)對行車路況進(jìn)行監(jiān)控，并通過激光測距技術(shù)對前方車距進(jìn)行檢測。當(dāng)自車與前方的車距小于系統(tǒng)計算出來的安全車距，并有可能發(fā)生碰撞時，系統(tǒng)將予以報警，提醒駕駛員注意減速或制動，從而達(dá)到有效預(yù)防追尾碰撞事故發(fā)生的目的。本文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面： 1)完成系統(tǒng)的整體硬件設(shè)計工作。針對汽車安全系統(tǒng)對準(zhǔn)確性和實時性的要求，系統(tǒng)設(shè)計采用S3C2410作為系統(tǒng)的主控制器、TMS320DM6437作為系統(tǒng)的協(xié)處理器。雙核架構(gòu)的應(yīng)用將大幅度提升系統(tǒng)在圖像檢測方面的運算能力。 2)為提高系統(tǒng)與各子模塊的通信效率，系統(tǒng)采用CAN總線作為主控制器與其他子模塊的主要通信總線。并開發(fā)出相應(yīng)的驅(qū)動軟件。 3)系統(tǒng)采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，應(yīng)用Linux強(qiáng)大的事務(wù)管理能力，來提高系統(tǒng)的處理能力和響應(yīng)速度。 4)通過對汽車碰撞過程的分析，研究開發(fā)出一套汽車防撞決策算法，對駕駛員預(yù)警和對車輛進(jìn)行輔助制動，保障駕駛?cè)藛T的安全。最后，論文在總結(jié)全文工作的基礎(chǔ)上，指出了系統(tǒng)的不足之處和進(jìn)一步研究的工作方向。總之，在汽車安全技術(shù)在國內(nèi)剛剛起步的今天，對該系統(tǒng)的研究對于中國自主的汽車主動安全系統(tǒng)無論是在理論研究還是實際應(yīng)用上都具有一定的價值。

標(biāo)簽： ARM 汽車防撞系統(tǒng)

上傳時間： 2013-07-08

上傳用戶：y307115118