在機器人學的研究領域中,如何有效地提高機器人控制系統的控制性能始終是研究學者十分關注的一個重要內容。在分析了工業機器人的發展歷程和機器人控制系統的研究現狀后,本論文的主要目標是針對四關節實驗室機器人特有的機械結構和數學模型,建立一個新型全數字的基于DSP和FPGA的機器人位置伺服控制系統的軟、硬件平臺,實現對四關節實驗室機器人的精確控制。 本論文從實際情況出發,首先分析了所研究的四關節實驗室機器人的本體結構,并對其抽象簡化得到了它的運動學數學模型。在明確了實現機器人精確位置伺服控制的控制原理后,我們對機器人控制系統的諸多可行性方案進行了充分論證,并最終決定采用了三級CPU控制的控制體系結構:第一級CPU為上位計算機,它實現對機器人的系統管理、協調控制以及完成機器人實時軌跡規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,實現了對機器人多個關節的高速并行驅動;第三級CPU為交流伺服驅動處理器,它實現了機器人關節伺服電機的精確三閉環誤差驅動控制,以及電機的故障診斷和自動保護等功能。此外,我們采用比普通UART速度快得多的USB來實現上位計算機.與下位控制器之間的數據通信,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的通信速度和可靠性。 機器人系統的軟件設計包括兩個部分:一是采用VC++實現的上位監控軟件系統,它主要負責機器人實時軌跡規劃等控制算法的運算,同時完成用戶與機器人系統之間的信息交互;二是采用C語言實現的下位DSP控制程序,它主要負責接收上位監控系統或者下位控制箱發送的控制信號,實現對機器人的實時驅動,同時還能夠實時的向上位監控系統或者下位控制箱反饋機器人的當前狀態信息。 研究開發出來的四關節實驗室機器人控制器具有控制實時性好、定位精度高、運行穩定可靠的特點,它允許用戶通過上位控制計算機實現對機器人的各種設定作業的控制,也可以讓用戶通過機器人控制箱現場對機器人進行回零、示教等各項操作。
上傳時間: 2013-06-11
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電力線通信技術利用分布廣泛的低壓電力線作為通信信道,實現internet高速互連,為用戶提供互聯網訪問、視頻點播等服務,形成包括電力在內的“四網合一”,目前正受到人們的關注。利用該技術,可以在居民區內建立寬帶接入網,也可以利用遍布家庭各個房間的電源插座組成家庭局域網。但是電力線是傳輸電能的,因此通過電力線傳輸數據有許多的問題需要解決。 OFDM(正交頻分復用)技術是實現電力線通信的一項熱門技術。OFDM采用添加循環前綴的技術,能有效地降低ICI(信道間干擾)和ISI(碼間干擾)。同時通過使用正交的子信道,大大提高了頻譜資源利用率。FPGA作為可編程邏輯器件,具有設計時間短、投資少、風險小的特點,而且可以反復修改,反復編程,直到完全滿足需要,具有其他方式無可比擬的方便性和靈活性,能夠加速數字系統的研發速度。本文著重研究了OFDM同步技術在FPGA上的實現。本論文主要是在項目組工作的基礎上構造雙路信號數據糾正算法流程,提出最佳采樣點與載波相位估計算法,完善中各個子模塊算法的硬件設計流程。內容安排如下:第一章介紹OFDM(正交頻分復用)技術的發展歷史、技術原理。第二章介紹了PLD的分類、工藝和結構特點,以及FPGA的開發環境、開發流程和Verilog語言的特點。第三章對OFDM系統的同步模塊進行詳細的闡述。第四章是OFDM同步算法的在FPGA上的實現,對各個子模塊進行仿真,給出了仿真波形圖和系統性能分析。最后,第五章總結了全文的工作,對OFDM技術的實現需要進一步完善的方面與后續工作進行了探討。
上傳時間: 2013-04-24
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Turbo碼是一類并行級聯的系統卷積碼,它是在綜合級聯碼、最大后驗概率(MAP)譯碼、軟輸入軟輸出及迭代譯碼等理論基礎上的一種創新。Turbo碼的基本原理是通過對編碼器結構的巧妙設計,多個子碼通過交織器隔離進行并行級聯編碼輸出,增大了碼距。譯碼器則以類似內燃機引擎廢氣反復利用的機理進行迭代譯碼以反復利用有效信息流,從而獲得卓越的糾錯能力。計算機仿真表明,Turbo碼不但在加性高斯噪聲信道下性能優越,而且具有很強的抗衰落、抗干擾能力,當交織長度足夠長時,其糾錯性能接近香農極限。 FPGA(FieldProgrammableGateArray),即現場可編程門陣列,是在PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。FPGA技術具有大規模、高集成度、高可靠性、設計周期短、投資小、靈活性強等優點,逐步成為復雜數字硬件電路設計的理想選擇。 本論文以東南大學移動通信實驗室B3G課題組提出的“支持多天線的廣義多載波無線傳輸技術”(MIMO-GMC)為背景,分析了Turbo譯碼算法,并針對MIMO-GMC系統的迭代接收機中所采用的外信息保留和聯合檢測譯碼迭代的特點,完成了采用滑動窗Log-MAP算法的軟輸入、軟輸出的Turbo譯碼器的設計。整個譯碼器模塊的設計采用Verilog語言描述,并在VirtexⅡPro系列FPGA芯片上實現。
上傳時間: 2013-04-24
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周立功公司做的一個μCOS-II微小內核分析的PPT.是初學很好一個資料,多的就不說了,下了就知道.
上傳時間: 2013-07-07
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上傳時間: 2013-04-24
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基于Altium Designer的信號完整性分析教程
上傳時間: 2013-07-28
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在信息化發展的當前,音視頻等多媒體作為信息的載體,在社會生活的各個領域,起著越來越重要的作用。數字視頻的海量性成為阻礙其應用的的瓶頸之一。在這種情況下,H.264作為新一代的視頻壓縮標準,以其高性能的壓縮效率,成為備受關注的焦點和研究問題。H.264通過運動估計/運動補償(MP/MC)消除視頻時間冗余,對差值圖像進行離散余弦變換(DCT)消除空間冗余,對量化后的系數進行可變長編碼(VLC)消除統計冗余,獲得了極高的壓縮效率。隨著嵌入式處理器性能的逐漸提升和3G網絡即將商用的推動,H.264以其優秀的壓縮性能,無論是無線信道傳輸方面,還是存儲容量有限的嵌入式設備都具有廣闊的應用前景。 但H.264在提升壓縮性能的同時付出的代價是算法復雜度的成倍增加,實際應用中人們對視頻解碼的實時性要求嚴格,已出現的對應算法代碼多基于PC通用處理器實現,而嵌入式設備的主頻和處理能力仍然相對有限,存儲容量相對較小,總線速率相對偏低,因此必須對標準對應算法進行優化移植,才能滿足實際應用的需求。 本文在對H.264標準及其新特性進行詳細介紹后,重點研究了在解碼端如何針對解碼耗時較多的模塊進行改進,然后將算法移植到ARM平臺,并針對平臺特點作出相應優化,最后完成解碼圖象顯示,并給出了測試結果。本文主要完成的工作如下: 詳細分析了H.264的參考軟件JM中解碼流程,并利用測試工具分析了各模塊耗時,針對耗時較多的模塊如插值運算及去塊濾波模塊,提出了對應的改進算法并在H.264的參考軟件JM86上進行了實現,PC測試實驗證明了算法改進的優越性和運算優化的可行性。最后針對ARM平臺,在對程序結構和對應代碼進行優化之后,將其移植到WINCE系統之下,同時給出了WINCE平臺解碼后圖象加速顯示方法,并對最終測試結果與性能做出了評價。
上傳時間: 2013-06-04
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隨著現代信息系統發展,網絡系統尤其是分布式系統日益廣泛地用于各個行業和領域,其中很多的關鍵應用需要基于時間同步進行。傳統采用精準時鐘對設備物理時鐘進行精準調節以達到時鐘同步的方式,以及單純的在局域網內部通過相關時間協議進行時間同步的方式,由于受諸多限制,不能很好地解決分布式精確時鐘同步的問題。然而人們對分布式時間精準度和時間同步的精確度要求越來越高,新型分布式網絡時間同步研究成為一個需要亟待解決的關鍵性問題。既有工程應用價值,也有一定的理論意義。 首先從分布式系統應用的角度出發,首先對GNSS衛星授時、NTP協議、嵌入式系統及uClinux操作系統等理論和技術進行了闡述。重點討論了如何解決分布式系統中的精確授時與同步問題的必要性和工程意義,分析了GNSS衛星授時特點和NTP網絡協議的機制。 其次在充分考慮到網絡同步實時性要求高的特點的基礎上,提出了一種基于GNSS的嵌入式NTP授時服務器的設計架構,對各主要模塊的功能、結構和工作原理進行了功能和性能分析。硬件具體以32位ARMS3C44B0X作為硬件控制核心的微處理器,開發了具有多通信端口的應用電路主板,并集成了GNSS衛星通信模塊。 再次在軟件方面具體對uClinux操作系統底層接口進行了較為深入的分析,在所設計的服務器硬件平臺上移植了uClinux嵌入式操作系統及相關的驅動程序,并采用模塊化的設計思想進行了NTP應用程序的設計與集成,實現了NTP協議的編譯和NTP授時服務,其中對NTP協議主要參數和具體工作過程進行了系統性分析和設置應用。 最后在獲取精準的系統統一時鐘、通過NTP協議提供授時服務的基礎上,結合實際在人工影響天氣通信指揮系統中具體應用,實現了分布式人工降雨火箭彈發射點按命令精確同步進行發射的應用集成。初步測試表明,本文所設計的授時服務器應用情況良好,實現了不同層次分布式應用對于時間精準同步的高要求。
上傳時間: 2013-04-24
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諧波帶來的影響已經嚴重危及到電力系統的安全、經濟、穩定運行。解決諧波污染的關鍵在于精確實時地確定諧波的成分、幅值和相位等因素。而今普通工業控制計算機已越來越不能滿足系統運行的高效性、高實時性、高穩定運行性和高可靠性等要求,給諧波的測量帶來誤差,因而開發新一代基于ARM平臺和嵌入式Linux系統的電力諧波檢測裝置來滿足這些要求顯得很重要。 同時,友好的圖形界面也已經成為人們普遍關注的一個熱點問題。電力諧波檢測裝置的圖形用戶系統更是存在著進程獨立、網絡通信能力、跨平臺等特殊需求。在眾多的圖形用戶界面軟件中,因QT/Embedded具有跨平臺、面向對象、能設計精美的人機界面等優點,系統便選取QT/Embedded作為支撐平臺,并解決了QT/Embedded跨平臺移植和中文化等問題。 因頻譜泄露和柵欄效應以及系統基本頻率的波動,普通的FFT算法不能準確測量諧波和間諧波成份。為了提高測量精度,本文先用頻域插值法確定系統的基本頻率,以及插值多項式方法重構時域采樣信號,接下來用FFT計算整數次諧波成份,以及頻域插值方法計算間諧波成份。 系統選用長沙科瑞捷機電有限公司提供的基于ARM處理器的SAM7430模塊,在此基礎上開發諧波檢測軟件,包括數據采集、FFT分析以及界面顯示程序。經初步調試系統工作穩定可靠,具有一定的實用參考價值。
上傳時間: 2013-08-02
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隨著電子技術的不斷發展,各種智能核儀器逐步走向自動化、智能化、數字化和便攜式的方向發展。針對傳統的多道脈沖幅度分析器體積大,人機交互不友好,不方便現場分析等的缺陷[5]。新型的高速、集成度高、界面友好的多道脈沖幅度分析器的陸續出現填補了這一缺點。 隨著電子技術的發展,以ARM為核的處理器技術的應用領域不斷擴大,相比較單片機而言,它的主頻高、運算速度快,可以滿足多道脈沖幅度分析器的苛刻的時間上的要求。而且ARM處理器功耗小,適合于功耗要求比較苛刻的地方,這些方面的特點正好滿足了便攜式多道脈沖幅度分析器野外勘察的要求。同時,由于以ARM為核的處理器具有豐富的外設資源,這樣就簡化了外設電路及芯片的使用,降低了功耗并增強了產品的信賴性。另外,ARM芯片可以方便的移植操作系統,為多道脈沖幅度分析器多任務的管理和并行的處理,甚至硬實時功能的實現提供了前提。而且在ARM平臺使用嵌入式linux操作系統使多道脈沖幅度分析器的軟件易于升級。 智能化和小型化是多道脈沖幅度分析器的發展趨勢。智能化要求系統的自動化程度高、操作簡便、容錯性好。智能化除了需要控制軟件外,還需要軟件命令的執行者即硬件控制電路來實現相應的控制邏輯,兩者的結合才能真正的實現智能化。小型化要求系統的體積小、功耗小、便于攜帶;小型化除了要求采用微功耗的器件,還要求電路板的尺寸盡量的小且所用元件盡量的少,但小型化的同時必須保持系統的智能化,即不能減少智能化所要求的復雜的邏輯和時序的控制功能。為此采用高集成度的ARM芯片實現控制電路能滿意地同時滿足智能化和小型化的要求。在研制的多道脈沖幅度分析器中,幾乎所有的控制都可以用控制芯片來實現,如閾值設定、自動穩譜以及多道數據采集,在節省了元件的數目和電路板的尺寸的同時仍能保持系統的智能化程度。 Linux內核精簡而高效,可修改性強,支持多種體系結構的處理器等,使得它是一個非常適合于嵌入式開發和應用的操作系統。嵌入式Linux可以運行的硬件平臺十分廣泛,從x86、MIPS、POWERPC到ARM,以及其他許多硬件體系結構。目前在世界范圍內,ARM體系結構的SOC逐漸占領32位嵌入式微處理器市場,ARM處理器及技術的應用幾乎已經深入到各個領域,例如:工業控制,無線通訊,網絡,消費類電子,成像等。 本課題采用三星公司生產的ARM(Advanced RISC Machines,先進精簡指令集機器)芯片S3C2410A設計并研制了一種便攜式的核數據采集系統設計方案。利用ARM芯片豐富的外設資源對傳統的多道脈沖幅度分析器進行改進和簡化。系統由前端探測器系統,以及由線性脈沖放大器、甄別電路、控制電路、采樣保持電路組成的前置電路,中央處理器模塊,顯示模塊,用戶交互模塊,存儲模塊,網絡傳輸模塊等多個模塊組成。本設計基于ARM9芯片S3C2410,并在此平臺上移植了嵌入式linux操作系統來進行任務的調度和處理等。 電路板核心板部分設計采用6層PCB板結構,這樣增加了系統可靠性,提高了電磁兼容的穩定性。數據采集系統是多道脈沖幅度分析器的核心,A/D轉換直接使用了S3C2410內置的ADC(Analog to Digital Converter,模數轉換器),在2.5 MHz的轉換時鐘下最大轉換速度500 KSPS(Kilo-Samples per second,千采樣點每秒),滿足了系統最低轉換時間≤5 μs的要求,并且控制簡單,簡化了外部接口電路。由于SD(Secure Digital Card,安全數碼卡)卡存儲容量大、攜帶方便、成本低等優點,所以設計中采用其作為外部的數據存儲設備,其驅動部分采用SD卡軟件包,為開發帶來了方便。本設計采用640*480的6.4寸LCD(Liquid Crystal Display,液晶顯示)屏作為人機交互的顯示部分,并且通過Qt/Embedded為系統提供圖形用戶界面的應用框架和窗口系統。其中包括了波形顯示部分和用戶菜單設置部分,這樣方便了用戶操作。系統的數據存取方面是基于SQLite嵌入式小型數據庫而進行的。為了方便數據向上位機的傳輸,系統設計中采用XML(Extensible Markup Language,可擴展標記語言)格式來組織傳輸的數據,通過基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)協議的Linux下Socket套接字編程,來進行與上位機或PC(Personal Computer,個人計算機或桌面機)等的連接和數據傳輸。
上傳時間: 2013-04-24
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