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非負(fù)矩陣分解

基于FPGA和單片機的光柵轉(zhuǎn)矩傳感器的研究.rar

轉(zhuǎn)矩的測量對各種機械產(chǎn)品的研究開發(fā)、測試分析、質(zhì)量檢驗、安全和優(yōu)化控制等工作有重要的意義。現(xiàn)有的轉(zhuǎn)矩傳感器一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造安裝困難。本文介紹了一種結(jié)構(gòu)簡單，測量精度高的新型轉(zhuǎn)矩傳感器——基于FPGA和單片機的光柵轉(zhuǎn)矩傳感器。本文主要工作包括： 1、介紹了當(dāng)前轉(zhuǎn)矩傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了各種類型轉(zhuǎn)矩傳感器的特點和存在的不足。 2、介紹了光柵轉(zhuǎn)矩傳感器的工作原理，將光柵輸出的光電信號轉(zhuǎn)換成矩形波信號，通過分析旋轉(zhuǎn)軸的各種運動對光電輸出信號的影響，得知兩路矩形波信號的相位與扭轉(zhuǎn)角的關(guān)系，從而得到系統(tǒng)測量方案，并推導(dǎo)出具體的測量計算公式。 3、構(gòu)建了系統(tǒng)實驗平臺，主要由被測量主軸、光柵對機構(gòu)、光電裝置座三個部分構(gòu)成。 4、基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和單片機，完成系統(tǒng)硬件電路及軟件設(shè)計。 5、根據(jù)動態(tài)測量數(shù)據(jù)的時變性、隨機性、相關(guān)性和動態(tài)性等，研究了動態(tài)測量數(shù)據(jù)的處理方法。 6、對系統(tǒng)調(diào)試和實驗。采取先對各個單元模塊獨立調(diào)試與實驗的方法，對每個單元電路的性能進行分析處理，然后進行聯(lián)合調(diào)試與實驗，并對傳感器進行標(biāo)定。 7、對系統(tǒng)誤差進行分析，并提出了改進措施。

標(biāo)簽： FPGA 單片機光柵

上傳時間： 2013-06-19

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紅外焦平面陣列非均勻校正算法研究及其FPGA硬件實現(xiàn)

　本文結(jié)合中國科技大學(xué)大規(guī)模集成電路實驗室和中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所合作的星載紅外相機項目，為了解決紅外相機上的不同波段的紅外探測元陣列存在的非均勻性問題，對紅外焦平面探測元陣列存在的非均勻性問題展開了深入的分析和研究。主要研究和分析了兩類算法的基本原理，重點研究和實現(xiàn)了定標(biāo)校正算法，通過對積分球定標(biāo)數(shù)據(jù)進行深入的分析，將探測元分成線性探測元和非線性探測元，對線性探測元采用兩點校正法，對非線性探測元采用多點分段校正算法，在利用FPGA硬件實現(xiàn)非均勻校正時，分析設(shè)計了基于乘法運算和加法運算的FPGA實現(xiàn)，在基于乘加器運算的FPGA實現(xiàn)中。設(shè)計出了乘法和加法整體運算的乘加器，內(nèi)部采用流水線wallace樹壓縮結(jié)構(gòu)，大大加快乘法和加法的速度。

標(biāo)簽： FPGA 紅外焦平面校正算法研究

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：weddps
基于ARM的超聲波電機速度位置控制系統(tǒng)研究

超聲波電機(Ultrasonic motors，簡稱USM)是一種全新原理的直接驅(qū)動電機，它利用壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動作為驅(qū)動力，通過定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動轉(zhuǎn)子運動。與傳統(tǒng)的電磁電機相比，它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無電磁干擾、動作響應(yīng)快、運行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運動領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域比傳統(tǒng)的電磁電機性能優(yōu)越得多。超聲波電機在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動化設(shè)備、智能機器人等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，近年來倍受科技界和工業(yè)界的重視，成為當(dāng)前機電控制領(lǐng)域的一個研究熱點。本文主要以行波型超聲波電機的驅(qū)動控制技術(shù)為研究對象，引入嵌入式系統(tǒng)理念，設(shè)計并制作了超聲波電機的驅(qū)動控制系統(tǒng)，并對超聲波電機的速度與定位控制做了深入的研究。本文主要研究內(nèi)容及成果如下：介紹了超聲波電機的工作原理、特點及其應(yīng)用前景，總結(jié)了國內(nèi)外超聲波電機驅(qū)動控制技術(shù)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，以及今后我國超聲波電機驅(qū)動控制技術(shù)的發(fā)展方向，明確了本文的研究內(nèi)容。結(jié)合嵌入式系統(tǒng)特點及其開發(fā)方法，詳細介紹了超聲波電機嵌入式驅(qū)動控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計過程，并總結(jié)了硬件、軟件的調(diào)試過程。最后，對所設(shè)計系統(tǒng)性能進行了實驗測試和數(shù)據(jù)分析。采用DDS技術(shù)解決超聲波電機所需要的高頻驅(qū)動電源和數(shù)字控制的問題。本文設(shè)計的以ARM控制器為核心，頻率、相位、幅值均可調(diào)的雙通道信號發(fā)生器，具有頻率和相位差控制精度高的特點。本文介紹了速度與位置的常用控制策略。設(shè)計并搭建了基于增量式PID的速度和基于模糊PID的位置控制系統(tǒng)。速度控制采用增量式PID調(diào)節(jié)，其控制策略簡單、易行，通過實驗選擇合適的參數(shù)能適應(yīng)一般的控制精度要求。定位控制則采用模糊PID控制策略，該策略將模糊控制不需要精確的數(shù)學(xué)模型、收斂速度快的特點與PID簡單易行、能消除穩(wěn)態(tài)誤差的優(yōu)點相結(jié)合，改善了模糊控制器穩(wěn)態(tài)性能，使電機定位控制精度達到0.0880。

標(biāo)簽： ARM 超聲波電機位置控制

上傳時間： 2013-07-16

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基于ARM的非接觸式IC卡讀卡器設(shè)計

非接觸式IC卡是IC卡領(lǐng)域的一項新興的技術(shù)，它是射頻識別技術(shù)和IC卡技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。由于非接觸式IC卡具有操作快捷、抗干擾性強、工作距離遠、安全性高、便于一卡多用等優(yōu)點，在自動收費、身份識別和電子錢包等領(lǐng)域具有接觸式所無法比擬的優(yōu)越性，具有廣闊的市場前景。非接觸式IC卡讀卡器是非接觸式IC卡應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一。基于實際項目的需要，本課題開發(fā)了一種讀寫距離在10cm左右的非接觸式IC卡讀卡器，它可以應(yīng)用于電子消費場合，如公交和地鐵電子售票，食堂售飯等場合。本文首先研究了用于本系統(tǒng)的基本理論，包括射頻識別技術(shù)、ARM處理器體系結(jié)構(gòu)和嵌入式系統(tǒng)，然后基于這些理論，給出了非接觸式IC卡讀卡器的設(shè)計方案。系統(tǒng)由三個部分組成：第一部分是讀卡器的收發(fā)模塊，選用Philips公司的高集成度非接觸式讀寫芯片MF RC500設(shè)計射頻收發(fā)模塊，對射頻芯片接口電路設(shè)計做了詳細的論述；第二部分是核心控制模塊，以Philips公司的ARM7芯片LPC2292為核心，對電源供應(yīng)電路、存儲器電路、通信接口電路、LED顯示電路等設(shè)計做了一定的描述，并給出了電路。第三部分是系統(tǒng)的程序設(shè)計，采用移植嵌入式系統(tǒng)并添加任務(wù)的模式來實現(xiàn)讀卡器的各功能。通過對軟硬件的調(diào)試實現(xiàn)了非接觸式IC卡讀卡器的硬件與軟件平臺的構(gòu)建。

標(biāo)簽： ARM 非接觸式 IC卡讀卡器

上傳時間： 2013-04-24

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單相交流串勵電動機溫升計算和振動分析

單相交流串勵電動機由于啟動轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速高、體積小等一系列的特點，在電動工具、家用電器，尤其是小家電和吸塵器上獲得了十分廣泛的應(yīng)用。論文對單相交流串勵電動機的發(fā)熱和振動特性進行研究。在第二章，通過討論電機的發(fā)熱理論及其影響因素，結(jié)合實際建立了數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)得出一個工程上比較實用的公式，用來計算馬達堵轉(zhuǎn)時的溫升，還編寫了一個電腦程序來仿真計算馬達堵轉(zhuǎn)時的溫升。在第三章，討論了電機轉(zhuǎn)子和支撐組成的振動系統(tǒng)在多自由度和各種情況下的振動。應(yīng)用杜哈梅積分式和傅立葉分析法將機械振動和電磁干擾聯(lián)系起來，將機械振動問題轉(zhuǎn)化為二階電路的問題來進行處理。并且提出觀點：1.先測量出機械振動的頻譜圖或電磁噪音的Db-Freq頻譜圖，再用反傅立葉分解的方法將它們合成，得到周期性的激勵的形狀。2.由激勵(力信號或電信號)所產(chǎn)生的波在弦內(nèi)進行傳播，信號經(jīng)過衰減，輻射，在邊界處反射，然后跟下一列波迭加，直到成為穩(wěn)定的干擾信號。在第四章，對樣機進行測試，并和電腦仿真結(jié)果進行了比較。結(jié)果表明二者的偏差在2.5％以內(nèi)。

標(biāo)簽： 單相交流分電動機溫升計算

上傳時間： 2013-07-31

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基于DSP的無刷直流電動機雙模控制及轉(zhuǎn)矩波動研究

永磁無刷直流電動機是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用前景廣闊的電動機,傳統(tǒng)的理論分析及設(shè)計方法已比較成熟,它的進一步推廣應(yīng)用,在很大程度上有賴于對控制策略的研究.該文提出了一套基于DSP的全數(shù)字無刷直流電動機模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)雙模控制系統(tǒng),將模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別引入到無刷直流電動機的控制中來.充分利用模糊控制對參數(shù)變化不敏感,能夠提高系統(tǒng)的快速性的特點,構(gòu)造適用于調(diào)節(jié)較大速度偏差的模糊調(diào)節(jié)器,加快系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度;由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)既具有非線性映射的能力,可逼近任何線性和非線性模型,又具有自學(xué)習(xí)、自收斂性,對被控對象無須精確建模,對參數(shù)變化有較強的魯棒性的特點,構(gòu)造三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)器,來實現(xiàn)消除穩(wěn)態(tài)偏差的精確控制.以速度偏差率為判斷依據(jù),實現(xiàn)模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種控制模式的切換,使系統(tǒng)在不同速度偏差段快速調(diào)整、平滑運行.此外充分利用系統(tǒng)硬件構(gòu)成的特點,采用適當(dāng)?shù)腜WM輸出切換策略,最大限度的抑制逆變橋換相死區(qū);通過換相瞬時轉(zhuǎn)矩公式推導(dǎo)和分析,得出在換相過程中保持導(dǎo)通相功率器件為恒通,即令PWM輸出占空比D=1,來抑制定子電感對換相電流影響的控制策略.上述抑制換相死區(qū)和采用恒通電壓的控制方法,減小了換相引起的轉(zhuǎn)矩波動,使系統(tǒng)電流保持平滑、轉(zhuǎn)矩脈動大幅度減小、系統(tǒng)響應(yīng)更快、并具有較強的魯棒性和實時性.在這種設(shè)計下,系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)更精確的定位和更準(zhǔn)確的速度調(diào)節(jié),而且可以使無刷直流電動機長期工作在低速、大轉(zhuǎn)矩、頻繁起動的狀態(tài)下.該文選用TMS320LF2407作為微控制器,將系統(tǒng)的參數(shù)自調(diào)整模糊控制算法,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法以及PWM輸出,轉(zhuǎn)子位置、速度、相電流檢測計算等功能模塊編程存儲于DSP的E2PROM,實現(xiàn)了對無刷直流電動機的全數(shù)字實時控制,并得到了良好的實驗結(jié)果的結(jié)果.

標(biāo)簽： DSP 無刷直流電動機雙模控制轉(zhuǎn)矩

上傳時間： 2013-06-01

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基于模糊邏輯的交流感應(yīng)電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制研究

本課題以AD 公司的ADMCF328 為控制核心，并以此為基礎(chǔ)，進行了數(shù)字化直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的研究。首先，本課題用MATLAB/SUMULINK 對一般的直接轉(zhuǎn)矩控制進行了仿真，然后又與基于模糊控制的直接轉(zhuǎn)矩仿真結(jié)果進行了比較。結(jié)果表明，加了模糊控制器的控制系統(tǒng)可以直接改善控制系統(tǒng)的質(zhì)量。然后，作者又提出了MRAS 的具體實現(xiàn)方法，此實現(xiàn)方法在SIMULINK 中進行了仿真。最后，在實驗室中又真正實現(xiàn)了直接轉(zhuǎn)矩的異步機控制。

標(biāo)簽： 模糊邏輯交流感應(yīng) 控制研究電動機

上傳時間： 2013-07-14

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基于小波分解和模糊聚類的MRI圖像去噪以及分割算法研究

磁共振成像（MRI）由于自身獨特的成像特點，使得其處理方法不同于一般圖像.根據(jù)不同的應(yīng)用目的，該文分別提出了MRI圖像去噪和分割兩個算法.首先，該文針對MRI重建后圖像噪聲分布的實際特點，提出了基于小波變換的MRI圖像去噪算法.該算法詳細闡明了MRI圖像Rician噪聲的特點，首先對與噪聲和邊緣相關(guān)的小波系數(shù)進行建模，然后利用最大似然估計來進行參數(shù)估計，同時利用連續(xù)尺度間的尺度相關(guān)性特點來進行函數(shù)升級，以便獲得最佳萎縮函數(shù)，進一步提高圖像的質(zhì)量，最終取得了一定的效果.與此同時，該文對MRI圖像的進一步的分析與應(yīng)用展開了一定研究，提出了一種改進的快速模糊C均值聚類魯棒分割算法.該算法先用K均值聚類方法得到初始聚類中心點，同時考慮鄰域?qū)Ψ指罱Y(jié)果的影響，對目標(biāo)函數(shù)加以改進，用來克服噪聲和非均勻場對MRI圖像分割的影響，達到魯棒分割的目的，為進一步圖像處理和分析打下基礎(chǔ).通過實驗，我們發(fā)現(xiàn)，無論是針對模擬圖像還是實際圖像，該文所提出的兩個算法都取得了較好的效果，達到了預(yù)期的目的.

標(biāo)簽： MRI 小波分解圖像去噪分割

上傳時間： 2013-04-24

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基于ARM的T波交替檢測技術(shù)

心血管系統(tǒng)疾病是現(xiàn)今世界上發(fā)病率和死亡率最高的疾病之一。T波交替(T-wavealtemans,TWA)作為一種非穩(wěn)態(tài)的心電變異性現(xiàn)象，是指心電T波段振幅、形態(tài)甚至極性逐拍交替變化。大量研究表明，TWA與室性心律失常、心臟性猝死等有直接密切的關(guān)系，已成為一種無創(chuàng)獨立性預(yù)測指標(biāo)。隨著數(shù)字信號處理技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，微伏級的TWA已經(jīng)可以被檢出，并且精度越來越高。本文以T波交替檢測為中心，基于ARM給出了T波交替檢測技術(shù)原理性樣機的硬件及軟件，實現(xiàn)實時監(jiān)護的目的。在TWA檢測研究中，需要對心電信號進行預(yù)處理，即信號去噪和特征點檢測。小波分析以其多分辨率的特性和表征時頻兩域信號局部特征的能力成為我們選取的心電信號自動分析手段。文中采用小波變換將原始心電信號分解為不同頻段的細節(jié)信號，根據(jù)三種主要噪聲的不同能量分布，采用自適應(yīng)閾值和軟硬閾值折衷處理策略用閾值濾波方法對原始信號進行去噪處理：同時基于心電信號的特征點R峰對應(yīng)于Mexican-hat小波變換的極值點，因此我們使用Mexican-hat小波檢測R峰，通過附加檢測方案確保了位置的準(zhǔn)確性，并根據(jù)需要提出了T波矩陣提取方法。隨后文章介紹了T波交替的產(chǎn)生機理及研究進展，分別從臨床應(yīng)用和檢測方法上展現(xiàn)了目前TWA的發(fā)展進程，并利用了譜分析法、相關(guān)分析法和移動平均修正算法分別從時域和頻域?qū)σ恍颖緮?shù)據(jù)進行T波交替檢測。在檢測中譜分析法抗噪能力較強，但作為一種頻域檢測方法，無法檢測非穩(wěn)態(tài)TWA信號，而相關(guān)分析法受呼吸、噪聲影響較大，數(shù)據(jù)要求較高，因此可以在譜分析檢測為陽性TWA基礎(chǔ)上，再對信號進行相關(guān)分析，從而克服自身算法缺陷，確定交替幅度和時間段。最后對影響檢測結(jié)果的因素進行討論研究，從而降低檢測誤差。文章還設(shè)計了T波交替檢測技術(shù)原理性樣機的關(guān)鍵部分電路和軟件框架。硬件部分圍繞ARM核的Samsung S3C44BOX為核心，設(shè)計了該樣機的關(guān)鍵電路，包括采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊(外部存儲電路、通信接口電路等)。其中在采集模塊中針對心電信號是微弱信號并且干擾大的特點，采用了具有高共模抑制比和高輸入阻抗的分級放大電路，有效的提取了信號分量：A/D轉(zhuǎn)換電路保證了信號量化的高精度。利用USB接口芯片和刪內(nèi)部異步串行通訊實現(xiàn)系統(tǒng)與外界聯(lián)系。系統(tǒng)軟件中首先介紹了系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境，然后給出了心電信號分析及處理程序設(shè)計流程圖及實現(xiàn)，使它們共同完成系統(tǒng)的軟件監(jiān)護功能。

標(biāo)簽： ARM 檢測技術(shù)

上傳時間： 2013-07-27

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基于ARM的超聲波電機嵌入式驅(qū)動控制系統(tǒng)研究

超聲波電機是一種全新原理的直接驅(qū)動電機，它利用壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動作為驅(qū)動力，通過定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動轉(zhuǎn)子運動。與傳統(tǒng)的電磁電機相比，它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無電磁干擾、動作相應(yīng)快、運行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運動領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域要比傳統(tǒng)的電磁電機性能優(yōu)越得多。超聲波電機在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動化設(shè)備、智能機器人等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，近年來倍受科技界和工業(yè)界的重視，成為當(dāng)前機電控制領(lǐng)域的一個研究熱點。本文主要研究了行波型超聲波電機的嵌入式驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計。系統(tǒng)是基于ARM嵌入式微控芯片設(shè)計的。全文共分為6部分。第一章主要介紹了國內(nèi)外超聲波電機驅(qū)動控制技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，ARM芯片的結(jié)構(gòu)原理以及本課題的選題意義。第二章在前人的研究基礎(chǔ)上做了系統(tǒng)仿真，為系統(tǒng)的硬件設(shè)計提供設(shè)計指導(dǎo)。第三章提出了基于ARM的超聲波電機嵌入式驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計方案，并介紹了系統(tǒng)各個模塊的設(shè)計與調(diào)試的過程和結(jié)果。第四章介紹了uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)在ARM上的移植，以及基于該操作系統(tǒng)的電機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計流程。第五章介紹了系統(tǒng)各子程序的設(shè)計，速度控制與定位控制的算法設(shè)計，以及系統(tǒng)調(diào)試的結(jié)果。第六章總結(jié)了本論文的主要貢獻、存在問題以及后續(xù)課題的研究方向。

標(biāo)簽： ARM 超聲波電機嵌入式

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：gpyz253344