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: 2013-04-24
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LTC®2366 及其較慢速的版本提供了一種高性能的替代方案,如表 1 中的 AC 規格所示。您不妨將這些有保證的規格與自己現用微控制器內置的 ADC 進行一番比較。
上傳時間: 2013-11-20
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交通燈控制器的設計與實現一、實驗目的1. 了解交通燈管理的基本工作原理。2. 熟悉8253計數器/定時器、8259A中斷控制器和8255A并行接口的工作方式及應用編程。3. 掌握多位LED顯示的方法。 二、 實驗內容與要求設計一個用于十字路口的交通燈控制器。1.基本要求: 1) 東西和南北方向各有一組紅,黃,綠燈用于指揮交通,紅,黃,綠的持續時間分別為25s,5s,20s。2) 當有緊急情況(如消防車)時,兩個方向均為紅燈亮,計時停止,當特殊情況結束后,控制器恢復原來狀態,正常工作。3) 一組數碼管,以倒計時方式顯示兩個方向允許通行或禁止通行的時間。2.提高部分:1) 實時修改交通燈的持續時間。2) 根據不同時段對主要交通方向的信號進行調整。3) 可以使用LCD顯示提示信息。 三、實驗報告要求 1.設計目的和內容 2.總體設計 3.硬件設計:原理圖(接線圖)及簡要說明 4.軟件設計框圖及程序清單 5.設計結果和體會(包括遇到的問題及解決的方法) 四、總體設計交通燈的工作過程如下:設十字路口的1、3為南,北方向,2、4為東西方向,初始態為4個路口的紅燈全亮。之后,1、3路口的綠燈亮,2、4路口的紅燈亮,1、3路口方向通車,2個路口的LED數碼管開始倒計時25秒。延遲20秒后,1、3路口的綠燈熄滅,而1,3路口的黃燈開始閃爍(1HZ)。閃爍5次后,1、3路口的紅燈亮,同時2、4路口的綠燈亮,2、4路口方向開始通車,2個路口的LED數碼管重新開始倒計時25秒。延遲20秒時間后,2、4路口的綠燈熄滅,而黃燈開始閃爍。閃爍5次后,再切換到1、3路口方向。之后,重復上述過程。當有緊急情況時,2個方向都紅燈亮,倒計時停止,車輛禁止通行,當緊急情況結束后,控制器恢復以前的狀態繼續工作。 在設計中采用6個發光二極管來模擬2個路口的黃紅綠燈,每個路口用2個數碼管來顯示通行或禁止剩余的時間。緊急情況用一個單脈沖發生單元申請中斷來模擬,緊急情況結束后,再發一個中斷來恢復以前的狀態。 根據前面的介紹,本設計硬件由定時模塊、發光二極管模塊、數碼管顯示模塊和緊急中斷模塊組成。定時模塊采用硬件定時和軟件定時相結合的方法,用8253定時/計數器定時100ms,再用軟件計時實現所需的定時。發光二極管模塊由8255控制發光二極管來實現。數碼管顯示模塊由實驗平臺上的LED顯示模塊實現。緊急中斷模塊是由單脈沖發生單元和8279中斷控制器組成。 程序主要是由定時子程序、發光二極管顯示子程序、數碼管顯示子程序和中斷服務程序組成。包括對8253、8255以及8259等可編程器件的編程。 五、硬件設計 本課題的設計可通過實驗平臺上的一些功能模塊電路組成,由于各模塊電路內部已經連接,用戶在使用時只要設計模塊間電路的連接,因此,硬件電路的設計及實現相對簡單。完整系統的硬件連接如圖1所示。硬件電路由定時模塊、發光二極管模塊、數碼管顯示模塊和緊急中斷模塊組成。 定時模塊是由8253的計數器0來實現定時100ms。Clk0接實驗平臺分頻電路輸出Q6,f=46875hz。GATE0接8255的PA0,由8255輸出來控制計數器的起停。OUT0接8259的IRQ2,定時完成申請中斷,進入中斷服務程序。 發光二極管顯示模塊由8255輸出來控制發光二極管的亮滅。8255輸出為低電平時,對應的發光二極管就點亮,否則就熄滅。8255的接口電路如圖2所示。交通燈的對應關系如下:L7 L6 L5 L2 L1 L0PC7 PC6 PC5 PC2 PC1 PC013紅燈 13黃燈 13綠燈 24紅燈 24黃燈 24綠燈 實驗平臺上提供一組六個LED數碼管。插孔CS1用于數碼管段選的輸出選通,插孔CS2用于數碼管位選信號的輸出選通。本設計用4個數碼管來倒計時。 緊急中斷模塊是由單脈沖發生單元和8259中斷控制器,單脈沖發生單元主要用來請求中斷,然后做出緊急情況處理。
標簽: 交通燈控制器
上傳時間: 2013-10-07
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家電制造業的競爭日益激烈,市場調整壓力越來越大,原始設備制造商們(OEM)為了面對這一挑戰,必須在滿足電磁兼容性的條件下,不斷降低產品的成本。由于強調成本控制,為防止由電源和信號線的瞬變所產生的電器故障而實施必要的瞬態免疫保護,對于家電設計者來說變得更具挑戰性。由于傳統的電源設計和電磁干擾(EMI)控制措施為節約成本讓路,家電設計者必須開發出新的技術來滿足不斷調整的電磁兼容(EMC)需求。本應用筆記探討了瞬態電氣干擾對嵌入式微控制器(MCU)的影響,并提供了切實可行的硬件和軟件設計技術,這些技術可以為電快速瞬變(EFT)、靜電放電(ESD)以及其它電源線或信號線的短時瞬變提供低成本的保護措施。雖然這種探討是主要針對家電制造商,但是也適用于消費電子、工業以及汽車電子方面的應用。 低成本的基于MCU 的嵌入式應用特別容易受到ESD 和EFT 影響降低性能。即使是運行在較低時鐘頻率下的微控制器,通常對快速上升時間瞬變也很敏感。這種敏感性歸咎于所使用的工藝技術。如今針對低成本8/16位的MCU的半導體工藝技術所實現的晶體管柵極長度在0.65 μm~0.25 μm范圍內。此范圍內的柵極長度能產生和響應上升時間在次納秒范圍內(或超過300 MHz 的等同帶寬)的信號。因此, MCU 能夠響應進入其引腳的ESD 或EFT 信號。除上述工藝技術之外, MCU 在ESD 或EFT 事件中的性能還會受到IC 設計及其封裝、印刷電路板(PCB)的設計、MCU 上運行的軟件、系統設計以及ESD 或EFT 波形特征的影響。各因素的相對影響(強調對最大影響的貢獻)如圖1 所示。
上傳時間: 2013-11-09
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PCC塑料管材生產控制任務的實現:溫度控制 塑料管材生產線一個明顯的工藝特征就是將聚乙烯或聚丙稀原材料通過擠出機加熱 熔融,利用特定的模具擠壓出具有特定形狀,管徑及壁厚符合國家規定標準的不同規格的成品管材。由此可見,溫度控制是管材生產工藝的重要組成部分,溫度參數的精確度直接影響到管材的性能及質量。 貝加萊智能模塊化 PIDXP 控制器,以超越傳統 PID 控制器的控制方式,有著新的積 分部分和更好的飽和度,利用 PCC 分時序、多任務的特點,將 PID 調節與加熱冷卻輸出分時控制,并且在不同季節,操作人員只要給出優化命令,系統就可以自動優化出適合當前環境條件的 PID參數,而各區參數的獨立性及準確性保證了溫度參數的精度,可將其誤差控制在 1°的偏差范圍內,控制原理圖如圖 7-32 所示。
上傳時間: 2013-10-09
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基于GAL器件的步進電機控制器的研究與設計 采用GAL控制脈沖分配的邏輯設計 若采用集成電路芯片來實現三相六拍步進電機的 控制,所用器件較多! 電路一般比較復雜# 為了滿足電機 轉速的二分頻! 在同一時鐘頻率控制下! 必須利用一個 3 型觸發器! 通過; 參與組合邏輯來實現# 其邏輯電路 如圖D 所示# ;H 為控制信號!
上傳時間: 2013-11-10
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1.設計目的 (1)設計交通燈控制器; (2)學習狀態機的設計方法; (3)學習原理圖、狀態機等多種的設計方法進行混合設計; (4)熟練掌握器件設計輸入、編譯、仿真和編程的過程。 2.設計內容 位于十字路口的交通燈,在A方向和B方向各有紅、黃、綠三盞燈,按所列順序進行循環,交通燈循環順序見表1所示。其中1表示燈亮,0表示燈滅。
上傳時間: 2016-03-13
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該控制器能實現城市“十字”路口正常情況下以及特殊情況和緊急情況下交通信號燈的模擬控制。 1、在十字路口東西南北各設置紅、黃、綠三種信號燈,如圖1所示。正常情況下,東西、南北方向輪流放行。當東西方向(A線)放行、南北方向(B線)禁行時,東西方向(A線)綠燈亮25秒,然后黃燈亮5秒,南北方向(B線)紅燈亮30秒;當南北方向(B線)放行、東西方向(A線)禁行時,南北方向(B線)綠燈亮25秒,然后黃燈亮5秒,東西方向(A線)紅燈亮30秒。如此循環,實現交通燈定時控制。 2、有急救車優先通過功能。當有急救車到達時,路口的信號燈全部變紅燈,以便急救車通過,急救車的通行時間為10秒,急救車過后,交通燈恢復先前狀態。 3、交通燈在紅、綠燈交替點亮中,用兩個數碼管顯示點亮的燈還能持續的時間。
上傳時間: 2014-01-31
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PicoBlaze 處理器放大器和 A/D 轉換器控制器 展示了 Linear Technology LTC6912-1 可編程增益放大器和 Linear Technology LTC1407A 模數(A/D)轉換器的基本操作。 結果如字符 LCD 屏幕所示。 利用 PicoBlaze 處理器控制器與放大器、A/D 轉換器和 LCD 屏幕進行基于 SPI 的通信。
標簽: Technology Linear PicoBlaze LTC
上傳時間: 2013-12-04
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0引言隨著科技的迅猛發展,高科技產品替代人力的趨勢越來越明顯,和生活息息相關的例子就是遠程無線抄表。作為居民,家家戶戶都要安裝的水表,人工抄表的工作量大、時效慢、不能做到即時讀取和狀態檢測,而遠程無線抄表則能夠做到實時狀態檢測和抄收數據,不需要工作人員親臨現場進行抄收數據,因此,效率大大提高。遠程抄表系統的功能是能夠實時地、可靠地計量水用量和對水表實施遠程抄收數據。在此背景下,本文設計了基于SX1278水表端無線抄表控制器。1硬件設計1.1控制器特性SX1278收發器主要采用 LoRa遠程調制解調器[1用于長距離擴頻通信,不僅抗干擾性強,而且功耗低,適用于電池待機的收發電路。當SX1278工作在LoRa模式時,能獲得超過-148dBm的高靈敏度,并集成+20dBm的功率放大器,通信距 5km.SX1278頻率范圍137 ~ 1020MHz,帶寬7.8-37.5kHz,數據傳輸速率180bps ~ 37.5kbps,能夠檢測信號強度,并對數據進行CRC校驗。片上采用 8位超低功耗單片機 STMBL 151G,通過SPI接口對SX1278進行初始化,并實現計水表計數和開關閥門。1.2電路設計1.2.1接收和發送電路選擇開關由于SX1278是半雙工收發器,因此收發數據時要進行模式切換。圖 1所示為U1模擬開關,通過CTR引腳和Vdd引腳的高低電平來選擇天線連接的是接收電路還是發射電路。當 Vdd為低電平,CTRL為高電平,RF1通RFC當Vdd高電平,CTRL為低電平,RF2接通RFC
上傳時間: 2022-06-19
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