基于微處理器的數(shù)字PID控制器改變了傳統(tǒng)模擬PID控制器參數(shù)整定不靈活的問(wèn)題。但是常規(guī)微處理器容易在環(huán)境惡劣的情況下出現(xiàn)程序跑飛的問(wèn)題，如果實(shí)現(xiàn)PID軟算法的微處理器因?yàn)閺?qiáng)干擾或其他原因而出現(xiàn)故障，會(huì)引起輸出值的大幅度變化或停止響應(yīng)。而FPGA的應(yīng)用可以從本質(zhì)上解決這個(gè)問(wèn)題。因此，利用FPGA開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能控制器算法的芯片化，使之能夠廣泛的用于各種場(chǎng)合，具有很大的應(yīng)用意義。 首先分析FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，總結(jié)FPGA設(shè)計(jì)技術(shù)及開發(fā)流程，指出實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低設(shè)計(jì)難度，是擴(kuò)展設(shè)計(jì)功能、提高芯片性能和產(chǎn)品性價(jià)比的關(guān)鍵?？刂葡到y(tǒng)由四個(gè)模塊組成，主要包括核心控制器模塊、輸入輸出模塊以及人機(jī)接口。其中控制器部分為系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。在分析FPGA設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出一種基于FPGA改進(jìn)型并行結(jié)構(gòu)的PID溫度控制器設(shè)計(jì)方法。在PID算法與FPGA的運(yùn)算器邏輯映像過(guò)程中，采用將補(bǔ)碼的加法器代替減法器設(shè)計(jì)，增加整數(shù)運(yùn)算結(jié)果的位擴(kuò)展處理，進(jìn)行不同數(shù)據(jù)類型的整數(shù)歸一化等不同角度的處理方法融合為一體，可以有效地減少邏輯運(yùn)算部件。應(yīng)用Ouartus Ⅱ圖形輸入與Verilog HDL語(yǔ)言相結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了PID控制器，用Modelsim仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性，用Synplify Pro進(jìn)行電路綜合，在Quaitus Ⅱ軟件中實(shí)現(xiàn)布局布線，最后生成FPGA的編程文件。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，論文設(shè)計(jì)完成了12位模數(shù)AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)顯示器、按鍵等相關(guān)外圍接口電路。 將一階、純滯后、大慣性電阻爐溫作為控制對(duì)象，以EP1C3T144 FPGA為核心，構(gòu)建PID控制系統(tǒng)。在采用Pt100溫度傳感器、分辨率為2℃、最大溫度控制范圍0～400℃的條件下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，達(dá)到無(wú)超調(diào)的穩(wěn)定控制要求，為降低FPGA實(shí)現(xiàn)PID控制器的設(shè)計(jì)難度提供了有效的方法。
標(biāo)簽： FPGA PID 控制器
上傳時(shí)間： 2013-05-24
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PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是當(dāng)今控制領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于PROFIBUS-DP的應(yīng)用和研究主要以西門子等國(guó)外大公司的成套設(shè)備為主，用單片機(jī)+固態(tài)程序的方法做PROFIBUS-DP接口控制器的技術(shù)比較成熟，而自主開發(fā)PROFIBUS-DP通用接口的研究卻比較少。針對(duì)這一現(xiàn)狀，本論文采用FPGA做控制器，提出了基于FPGA技術(shù)的從站接口通信模塊的設(shè)計(jì)方案，使具有RS-232接口的從站可以通過(guò)該接口通信模塊與PROFIBUS-DP主站進(jìn)行通訊連接。 論文首先對(duì)PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)進(jìn)行概述，主要從現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)特點(diǎn)、協(xié)議結(jié)構(gòu)、傳輸技術(shù)、存取協(xié)議等方面進(jìn)行介紹。對(duì)PROFIBUS-DP系統(tǒng)組成和配置、工作方式及數(shù)據(jù)傳遞、DP的功能和從站狀態(tài)機(jī)制等進(jìn)行研究和分析。然后詳細(xì)論述了基于PROFIBUS-DP的通信接口的硬件及軟件實(shí)現(xiàn)。 在硬件設(shè)計(jì)中，本文從PROFIBUS協(xié)議芯片SPC3實(shí)現(xiàn)的具體功能出發(fā)，結(jié)合EDA(Electronic Design Amomation)設(shè)計(jì)自項(xiàng)向下的設(shè)計(jì)思想，給出了總線接口的總體設(shè)計(jì)方案。同時(shí)給出其設(shè)計(jì)邏輯框圖、算法流程圖、引腳說(shuō)明以及部分模塊的仿真結(jié)果。并充分考慮了硬件的通用性及將來(lái)的擴(kuò)展。 本設(shè)計(jì)使用VHDL描述，在此基礎(chǔ)之上采用專門的綜合軟件對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了綜合優(yōu)化，最后在FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片EP1C6上得以實(shí)現(xiàn)。在軟件設(shè)計(jì)中，詳細(xì)介紹了通信接口的軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，包括狀態(tài)機(jī)的實(shí)現(xiàn)、各種通信報(bào)文的實(shí)現(xiàn)、GSD文件的編寫等。 再通過(guò)Siemens公司的CP5611網(wǎng)絡(luò)接口卡和PC機(jī)做主站，使用COMPROFIBUS組態(tài)軟件，組建系統(tǒng)進(jìn)行通訊測(cè)試，得到良好結(jié)果。
標(biāo)簽： PROFIBUSDP FPGA 接口
上傳時(shí)間： 2013-05-25
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現(xiàn)代通信系統(tǒng)要求通信距離遠(yuǎn)、通信容量大、傳輸質(zhì)量好。作為其關(guān)鍵技術(shù)之一的調(diào)制解調(diào)技術(shù)一直是人們研究的一個(gè)重要方向。用FPGA實(shí)現(xiàn)調(diào)制解調(diào)器具有體積小、功耗低、集成度高、可軟件升級(jí)、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，符合未來(lái)通信技術(shù)發(fā)展的方向。論文從以下幾個(gè)方面討論和實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。 論文首先介紹了調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及FPGA的相關(guān)知識(shí)。然后介紹了幾種常見的相位調(diào)制解調(diào)方式，重點(diǎn)是QDPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的理論算法。 論文重點(diǎn)介紹了QDPSK解調(diào)調(diào)制系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)。首先，在在MATLAB環(huán)境下對(duì)系統(tǒng)里的每個(gè)子模塊完成了功能仿真，并取得滿意的仿真結(jié)果；其次，在QDPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)功能仿真正確的基礎(chǔ)上，對(duì)每個(gè)模塊的功能編寫C++算法，并且驗(yàn)證了算法的正確性和可實(shí)現(xiàn)性；最后，在altera公司的FPGA開發(fā)平臺(tái)Quartus Ⅱ 6.0上，采用Verilog硬件描述語(yǔ)言對(duì)QDPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了時(shí)序仿真和綜合仿真。
標(biāo)簽： QDPSK FPGA 調(diào)制 解調(diào)技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-07-21
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在國(guó)家重大科學(xué)工程HIRFL-CSR的CSR控制系統(tǒng)中，需要高速數(shù)據(jù)獲取和處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通常采用存儲(chǔ)器作為數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)。同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM憑借其集成度高、功耗低、可靠性高、處理能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)成為最佳選擇。但是SDRAM卻具有復(fù)雜的時(shí)序，為了降低成本，所以采用目前很為流行的EDA技術(shù)，選擇可編程邏輯器件中廣泛使用的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA，使用硬件描述語(yǔ)言VHDL，遵循先進(jìn)的自頂向下的設(shè)計(jì)思想實(shí)現(xiàn)對(duì)SDRAM控制器的設(shè)計(jì)。 論文引言部分簡(jiǎn)單介紹了CSR控制系統(tǒng)，指出論文的課題來(lái)源與實(shí)際意義。第二章首先介紹了存儲(chǔ)器的概況與性能指標(biāo)，其次較為詳細(xì)介紹了動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器DRAM的基本時(shí)序，最后對(duì)同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM進(jìn)行詳盡論述，包括性能、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)以及最為重要的一些操作和時(shí)序。第三、四章分別論述本課題的SDRAM控制器硬件與軟件設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了具體芯片與FPGA設(shè)計(jì)技術(shù)。第五章為該SDRAM控制器在CsR控制系統(tǒng)中的一個(gè)經(jīng)典應(yīng)用，即同步事例處理器。最后對(duì)FPGA技術(shù)進(jìn)行總結(jié)與展望。 本論文完整論述了控制器的設(shè)計(jì)原理和具體實(shí)現(xiàn)。從測(cè)試的結(jié)果來(lái)看，本控制器無(wú)論從結(jié)構(gòu)上，還是軟硬件上設(shè)計(jì)均滿足了工程實(shí)際要求。
標(biāo)簽： SDRAM FPGA 制器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-11
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在數(shù)字電視系統(tǒng)中，MPEG-2編碼復(fù)用器是系統(tǒng)傳輸?shù)暮诵沫h(huán)節(jié)，所有的節(jié)目、數(shù)據(jù)以及各種增值服務(wù)都是通過(guò)復(fù)用打包成傳輸流傳輸出去。目前，只有少數(shù)公司掌握復(fù)用器的核心算法技術(shù)，能夠采用MPEG-2可變碼率統(tǒng)計(jì)復(fù)用方法提高帶寬利用率，保證高質(zhì)量圖像傳輸。由于目前正處廣播電視全面向數(shù)字化過(guò)渡期間，市場(chǎng)潛力巨大，因此對(duì)復(fù)用器的研究開發(fā)非常重要。本文針對(duì)復(fù)用器及其接口技術(shù)進(jìn)行研究并設(shè)計(jì)出成形產(chǎn)品。 文中首先對(duì)MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)及NIOS Ⅱ軟核進(jìn)行分析。重點(diǎn)研究了復(fù)用器中的部分關(guān)鍵技術(shù)：PSI信息提取及重構(gòu)算法、PID映射方法、PCR校正及CRC校驗(yàn)算法，給出了實(shí)現(xiàn)方法，并通過(guò)了硬件驗(yàn)證。然后對(duì)復(fù)用器中主要用到的AsI接口和DS3接口進(jìn)行了分析與研究，給出了設(shè)計(jì)方法，并通過(guò)了硬件驗(yàn)證。 本文的主要工作如下： ●首先對(duì)復(fù)用器整體功能進(jìn)行詳細(xì)分析，并劃分軟硬件各自需要完成的功能。給出復(fù)用器的整體方案以及ASI接口和DS3接口設(shè)計(jì)方案。 ●在FPGA上采用c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了PSI信息提取與重構(gòu)算法。 ●給出了實(shí)現(xiàn)快速的PID映射方法，并根據(jù)FPGA特點(diǎn)給出一種新的PID映射方法，減少了邏輯資源的使用，提高了穩(wěn)定性。 ●采用Verilog設(shè)計(jì)了SI信息提取與重構(gòu)的硬件平臺(tái)，并用c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了SDT表的提取與重構(gòu)算法，在FPGA中成功實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存空間。 ●在FPGA上實(shí)現(xiàn)了．ASI接口，主要分析了位同步的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了一種新的快速實(shí)現(xiàn)字節(jié)同步的設(shè)計(jì)。 ●在FPGA上實(shí)現(xiàn)了DS3接口，提出并實(shí)現(xiàn)了一種兼容式DS3接口設(shè)計(jì)。并對(duì)幀同步設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。 ●完成部分PCB版圖設(shè)計(jì)，并進(jìn)行調(diào)試監(jiān)測(cè)。 本復(fù)用器設(shè)計(jì)最大特點(diǎn)是將軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行合理劃分，硬件平臺(tái)及接口采用Verilog語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，PSI信息算法主要采用c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。這種軟硬件的劃分使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加靈活，且軟件設(shè)計(jì)與硬件設(shè)計(jì)可同時(shí)進(jìn)行，極大的提高了工作效率。 整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用verilog和c兩種語(yǔ)言完成，采用Altera公司的FPGA芯片EP1C20，在Quartus和NIOS IDE兩種設(shè)計(jì)平臺(tái)下設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)此方案已經(jīng)開發(fā)出兩臺(tái)帶有ASI和DS3接口的數(shù)字電視TS流復(fù)用器，經(jīng)測(cè)試達(dá)到了預(yù)期的性能和技術(shù)指標(biāo)。
標(biāo)簽： TS流 復(fù)用器 接口
上傳時(shí)間： 2013-06-10
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隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，在科研和生產(chǎn)過(guò)程中為了更加真實(shí)的反映被測(cè)對(duì)象的性質(zhì)，對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的性能要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)的測(cè)試裝置，由于傳輸速度低或安裝不便等問(wèn)題已不能滿足科研和生產(chǎn)的實(shí)際需要。USB技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了上述問(wèn)題。USB總線具有支持即插即用、易于擴(kuò)展、傳輸速率高(USB2.0協(xié)議下為480Mbps)等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸得到廣泛的應(yīng)用。 本課題研究并設(shè)計(jì)了一套基于USB2.0的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。論文首先詳細(xì)介紹了USB總線協(xié)議，然后從系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、硬件電路、軟件程序以及系統(tǒng)性能檢測(cè)等幾個(gè)方面，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方案。系統(tǒng)采用雙12位A/D轉(zhuǎn)換器，提供兩條模擬信號(hào)通道，可以同時(shí)采集雙路信號(hào)，最高的采樣率為200KHz。USB接口芯片采用Cypress公司的CY7C68013。論文詳細(xì)介紹了其在SlaveFIFO接口模式下的電路設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)。系統(tǒng)應(yīng)用FPGA芯片作系統(tǒng)的核心控制，控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和與USB接口芯片的數(shù)據(jù)交換，并產(chǎn)生其中的邏輯控制信號(hào)和時(shí)序信號(hào)。同時(shí)應(yīng)用FPGA芯片作系統(tǒng)的核心控制可提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性、減小設(shè)備的體積。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，主要包括FPGA芯片中的邏輯、時(shí)序控制程序、8051固件程序、客戶應(yīng)用程序及其驅(qū)動(dòng)程序。客戶端選擇了微軟的Visual Studio6.0 C++作開發(fā)平臺(tái)，雖然增加了復(fù)雜程度，但是軟件執(zhí)行效率及重用性均得到提高。 最后，應(yīng)用基于USB2.0的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)及電木的導(dǎo)熱系數(shù)，以驗(yàn)證測(cè)試系統(tǒng)的可靠信與準(zhǔn)確性。
標(biāo)簽： FPGA USB 接口 數(shù)據(jù)采集
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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感應(yīng)加熱電源以其環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，逆變控制電路是直接影響感應(yīng)加熱電源能否安全、高效運(yùn)行的關(guān)鍵因素。目前的感應(yīng)加熱裝置很多采用模擬電路控制，而模擬控制電路觸點(diǎn)多，焊點(diǎn)多，系統(tǒng)可靠性低，對(duì)一些元件的工藝性要求高，電路中控制參數(shù)不容易進(jìn)行修改，靈活性較差。近年來(lái)隨著微處理機(jī)的發(fā)展，數(shù)字式控制精確，軟件設(shè)計(jì)靈活，因而整個(gè)控制系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)，在感應(yīng)加熱領(lǐng)域中運(yùn)用數(shù)字式控制已是一個(gè)發(fā)展方向。 本文在模擬逆變控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在可編程邏輯器件(FPGA)上進(jìn)行了數(shù)字式并聯(lián)逆變控制系統(tǒng)的研究。 首先，本文針對(duì)感應(yīng)加熱并聯(lián)逆變控制的數(shù)字化進(jìn)行了詳細(xì)的研究。在參閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合已有模擬并聯(lián)逆變控制電路的工作原理，設(shè)計(jì)了全數(shù)字鎖相環(huán)、它激轉(zhuǎn)自激掃頻啟動(dòng)模塊等逆變控制功能模塊，并對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了相關(guān)的數(shù)學(xué)分析和功能仿真，結(jié)果證明可以達(dá)到預(yù)定的功能指標(biāo)和設(shè)計(jì)要求。 然后，分析了感應(yīng)加熱電源的整體工作流程，針對(duì)模擬控制電路中控制參數(shù)不易進(jìn)行修改、靈活性較差等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、顯示等功能模塊，有利于系統(tǒng)的調(diào)試，參數(shù)修改等實(shí)際操作。 最后，以模擬逆變控制策略為基礎(chǔ)，分析了數(shù)字控制器的控制要求和策略。由硬件狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)，完成對(duì)整個(gè)逆變控制系統(tǒng)的整體控制操作。通過(guò)自上而下的總體設(shè)計(jì)，將各個(gè)部分組合起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)SOC系統(tǒng)。在FPGA集成軟件中進(jìn)行了各部分和整體的仿真驗(yàn)證，結(jié)果證明該設(shè)計(jì)可以完成逆變控制的各項(xiàng)需求和預(yù)定的人機(jī)交互操作。
標(biāo)簽： FPGA 感應(yīng)加熱電源 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-09
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在數(shù)字通信中，采用差錯(cuò)控制技術(shù)(糾錯(cuò)碼)是提高信號(hào)傳輸可靠性的有效手段，并發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。糾錯(cuò)碼主要有分組碼和卷積碼兩種。在碼率和編碼器復(fù)雜程度相同的情況下，卷積碼的性能優(yōu)于分組碼。 卷積碼的譯碼方法主要有代數(shù)譯碼和概率譯碼。代數(shù)譯碼是基于碼的代數(shù)結(jié)構(gòu)；而概率譯碼不僅基于碼的代數(shù)結(jié)構(gòu)，還利用了信道的統(tǒng)計(jì)特性，能充分發(fā)揮卷積碼的特點(diǎn)，使譯碼錯(cuò)誤概率達(dá)到很小。 卷積碼譯碼器的設(shè)計(jì)是由高性能的復(fù)雜譯碼器開始的，對(duì)于概率譯碼最初的序列譯碼，隨著譯碼約束長(zhǎng)度的增加，其譯碼錯(cuò)誤概率可達(dá)到非常小。后來(lái)慢慢地向低性能的簡(jiǎn)單譯碼器演化，對(duì)不太長(zhǎng)的約束長(zhǎng)度，維特比(Viterbi)算法是非常實(shí)用的。維特比算法是一種最大似然的譯碼方法。當(dāng)編碼約束度不太大(小于等于10)或者誤碼率要求不太高(約10-5)時(shí)，Viterbi譯碼算法效率很高，速度很快，譯碼器也較簡(jiǎn)單。 目前，卷積碼在數(shù)傳系統(tǒng)，尤其是在衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信等領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用。 本論文對(duì)卷積碼編碼和Viterbi譯碼的設(shè)計(jì)原理及其FPGA實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了研究。同時(shí)，將交織和解交織技術(shù)應(yīng)用于編碼和解碼的過(guò)程中。 首先，簡(jiǎn)要介紹了卷積碼的基礎(chǔ)知識(shí)和維特比譯碼算法的基本原理，并對(duì)硬判決譯碼和軟判決譯碼方法進(jìn)行了比較。其次，討論了交織和解交織技術(shù)及其在糾錯(cuò)碼中的應(yīng)用。然后，介紹了FPGA硬件資源和軟件開發(fā)環(huán)境Quartus Ⅱ，包括數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)規(guī)則。再有，對(duì)基于FPGA的維特比譯碼器各個(gè)模塊和相應(yīng)算法實(shí)現(xiàn)、優(yōu)化進(jìn)行了研究。最后，在Quartus Ⅱ平臺(tái)上對(duì)硬判決譯碼和軟判決譯碼以及有無(wú)交織等不同情況進(jìn)行了仿真，并根據(jù)仿真結(jié)果分析了維特比譯碼器的性能。 分析結(jié)果表明，系統(tǒng)的誤碼率達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，從而驗(yàn)證了譯碼器設(shè)計(jì)的可靠性，所設(shè)計(jì)基于FPGA的并行Viterbi譯碼器適用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)合。
標(biāo)簽： FPGA 卷積 編碼 譯碼
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汽車工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。近幾年，雖然我國(guó)的汽車工業(yè)已經(jīng)得到了飛速的發(fā)展，但汽車ECU(Electronic Control Unit)的設(shè)計(jì)制造一直無(wú)法實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，嚴(yán)重制約了汽車工業(yè)的發(fā)展。針對(duì)這個(gè)現(xiàn)狀，本課題對(duì)于ECU的設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步研究。首次嘗試了基于SOPC技術(shù)的ECU系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并利用dSPACE實(shí)時(shí)仿真發(fā)動(dòng)機(jī)，完成了ECU的硬件在回路仿真，對(duì)控制效果進(jìn)行了測(cè)試和分析。 目前，市場(chǎng)上的ECU系統(tǒng)都是基于專用單片機(jī)的。本文首先對(duì)現(xiàn)有的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析比較，總結(jié)出ECU的主要組成部件；而后通過(guò)各類方案的對(duì)比，確定了本課題采用基于FPGA的嵌入NIOS Ⅱ軟核的SOPC技術(shù)方案。 之后，進(jìn)行了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)模型搭建和控制算法的設(shè)計(jì)。發(fā)動(dòng)機(jī)模型以Hendricks提出的均值模型為基礎(chǔ)，參考mathworks公司的發(fā)動(dòng)機(jī)建模方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。并在該模型基礎(chǔ)上，參考Fekete提出的針對(duì)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的基于模型的空燃比控制策略和mathworks發(fā)動(dòng)機(jī)控制方案，建立了以控制空燃比為核心的發(fā)動(dòng)機(jī)噴油控制算法。并通過(guò)simulink的仿真，驗(yàn)證了模型和算法的合理有效性。 基于系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案，完成了ECU硬件電路設(shè)計(jì)，并在該系統(tǒng)中完成了上述算法的移植和優(yōu)化。最后，利用dSPACE實(shí)時(shí)仿真發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行ECU的硬件在回路仿真，對(duì)本文設(shè)計(jì)的ECU系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。證實(shí)了該ECU方案在空燃比控制方面取得了較好的效果。 本論文以大量的圖示形式介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)模型和系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟件流程等一目了然，淺顯易懂。同時(shí)論文中采用的基于SOPC技術(shù)的ECU設(shè)計(jì)具有一定創(chuàng)新性，對(duì)于其他ECU系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)具有一定指導(dǎo)意義。
標(biāo)簽： FPGA 汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 控制器
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雷達(dá)即無(wú)線電探測(cè)和測(cè)距。雷達(dá)裝在船上用于航行避讓、船舶定位和引航的稱為船用導(dǎo)航雷達(dá)。船用導(dǎo)航雷達(dá)是測(cè)定本船位置和預(yù)防沖撞事故所不可缺少的系統(tǒng)。它能夠準(zhǔn)確捕獲其它船只、陸地、航線標(biāo)志等物標(biāo)信息，并將其顯示在顯示屏上。 本文圍繞船用導(dǎo)航雷達(dá)展開了研究，研究?jī)?nèi)容分為以下幾個(gè)部分： 首先介紹了雷達(dá)的概念、基本原理和主要應(yīng)用，而且詳細(xì)敘述了船用導(dǎo)航雷達(dá)的發(fā)展和工作原理及特性。 然后根據(jù)雷達(dá)的基本原理和船用導(dǎo)航雷達(dá)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于FPGA、ARM、DSP的船用導(dǎo)航雷達(dá)系統(tǒng)，并采用了DDR SDRAM存儲(chǔ)器。ARM、DSP和FPGA是當(dāng)今主流的高速數(shù)字信號(hào)處理芯片，滿足了船用導(dǎo)航雷達(dá)系統(tǒng)的要求。 最后根據(jù)VGA顯示器的原理和雷達(dá)圖像的疊加原理，實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的VGA雷達(dá)圖像疊加顯示，并得到了所需的雷達(dá)圖像。從結(jié)果可以看出，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是符合要求的。
標(biāo)簽： FPGA 嵌入式 導(dǎo)航雷達(dá) 顯示系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-20
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