比例-積分-微分（PID）是過程控制中最常用的一種控制算法。算法簡(jiǎn)單而且容易理解，應(yīng)用十分廣泛。但由于應(yīng)用領(lǐng)域的不同，功能上差別很大，系統(tǒng)的控制要求及關(guān)心的控制對(duì)象也不相同。數(shù)字PID控制比連續(xù)PID控制更為優(yōu)越，因?yàn)橛?jì)算機(jī)程序的靈活性，很容易克服連續(xù)PID控制中存在的問題，經(jīng)修正而得到更完善的數(shù)字PID算法。本文以三相全控整流橋阻性負(fù)載為實(shí)際電路，控制主電路電壓，旨在提出一種智能數(shù)字PID控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，并給出了詳細(xì)的硬件設(shè)計(jì)及初步軟件設(shè)計(jì)思路。 PID控制系統(tǒng)采用高性能、低功耗的ARM微處理器S3C44BO作為核心處理單元，內(nèi)部的10位ADC作為信號(hào)采集模塊，采用了矩陣鍵盤和640*480的液晶作為人機(jī)接口；串口作為通信模塊實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)的監(jiān)控。采用芯片內(nèi)部自帶的PWM模塊，輸出16M Hz PWM信號(hào)并經(jīng)過一階低通濾波器得到0～5V的控制信號(hào)用于觸發(fā)主電路控制器，實(shí)現(xiàn)PID整定。 軟件方面，分析和研究了uC/OSⅡ的內(nèi)核源碼，實(shí)現(xiàn)了其在32位微處理器上的移植，作為管理各個(gè)子程序執(zhí)行的系統(tǒng)軟件。選用了圖形處理軟件uC/GUI用于完成LCD顯示及控制。PID算法采用了增量式數(shù)字PID算法，采用規(guī)一化算法進(jìn)行參數(shù)選取。上位機(jī)部分采用了C＃語言進(jìn)行編寫。另外，采用了RTC（Real Time Clock）作為系統(tǒng)時(shí)鐘，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的定時(shí)運(yùn)行、定時(shí)模式切換等。在上位機(jī)上也可以方便的控制程序的執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。 在論文的最后詳細(xì)的介紹了智能PID控制系統(tǒng)在三相全控橋主電路中的具體應(yīng)用。總結(jié)了調(diào)試中遇到的問題，對(duì)今后工作中需要進(jìn)一步改善和探索的地方進(jìn)行了展望。
標(biāo)簽： ARM PID 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-08-01
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半導(dǎo)體技術(shù)的迅猛發(fā)展使得微控制器集成度越來越高，計(jì)算速度越來越快，價(jià)格和功耗越來越低。近年來異軍突起的一些32位ARM微控制器工作主頻高達(dá)幾百兆，很好的解決了困擾工程師們的實(shí)時(shí)性問題。 隨著計(jì)算機(jī)、通訊和控制技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)正在朝著網(wǎng)絡(luò)化、分布化的方向發(fā)展。現(xiàn)場(chǎng)總線既是一個(gè)開放通信網(wǎng)絡(luò)，又是一種全分布控制系統(tǒng)。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。CAN總線即是現(xiàn)場(chǎng)總線的一種，它主要應(yīng)用于各種設(shè)備檢測(cè)及控制，被公認(rèn)為最有前途的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。 本文基于ARM微控制器AT91RM9200，開發(fā)了一套帶有CAN總線接口的海洋氣象要素觀測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以掛接多個(gè)CAN總線傳感器節(jié)點(diǎn)，同時(shí)還具有以太網(wǎng)、USB、RS232、RS422、RS485等多種通信端口，并且可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。CAN總線傳感器節(jié)點(diǎn)，由傳感器、微處理器芯片(內(nèi)嵌CAN控制器)和CAN收發(fā)模塊組成，可以獨(dú)立完成某一項(xiàng)或多項(xiàng)氣象要素的數(shù)據(jù)采集，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)與CAN總線的數(shù)據(jù)交換。 論文首先介紹了海洋氣象要素觀測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，接著介紹了傳感器節(jié)點(diǎn)的CAN總線實(shí)現(xiàn)方案，然后詳細(xì)闡述了以AT91RM9200為核心的開發(fā)平臺(tái)的硬件組成及實(shí)現(xiàn)，并以此硬件平臺(tái)為基礎(chǔ)，詳細(xì)的論述了嵌入式Linux開發(fā)流程以及移植到具體硬件平臺(tái)需要完成的工作，如U－BOOT的移植、Linux內(nèi)核的編譯與裁剪、文件系統(tǒng)的制作、驅(qū)動(dòng)程序的編寫、以及應(yīng)用程序的開發(fā)。
標(biāo)簽： ARM CAN 海洋氣象 測(cè)系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-20
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線性預(yù)測(cè)技術(shù)作為一種基于全極點(diǎn)模型假定和均方預(yù)測(cè)誤差最小準(zhǔn)則下的波形逼近技術(shù)。本文簡(jiǎn)要介紹了LPC 技術(shù)的基本原理，并利用MATLAB 這一有力工具對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行了LPC 分析，并對(duì)階數(shù)的選取
標(biāo)簽： MATLAB LPC 語音信號(hào) 技術(shù)分析
上傳時(shí)間： 2013-05-26
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較高性能的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)更新電機(jī)參數(shù)，文章中采用一種在線辨識(shí)永磁同步電機(jī)參數(shù)的方法。這種基于最小二乘法參數(shù)辨識(shí)方法是在轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下進(jìn)行的，通過MATLAB/SIMULINK對(duì)基于最小二乘法的永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果表明這種電機(jī)參數(shù)辨識(shí)方法能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地更新電機(jī)控制參數(shù)。 關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī);參數(shù)辨識(shí);最小二乘法
標(biāo)簽： 最小二乘法 參數(shù)辨識(shí) 仿真研究
上傳時(shí)間： 2013-06-06
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機(jī)械手是自動(dòng)裝配生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備，它可以模擬人手臂的部分動(dòng)作，按預(yù)定的程序、軌跡和要求，實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)和裝配等工作。在減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高裝配質(zhì)量和在惡劣環(huán)境下作業(yè)等方面，起到了積極的作用。嵌入式系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的以應(yīng)用為中心并且軟硬件可裁剪的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，它的特點(diǎn)是高度自動(dòng)化，響應(yīng)速度快等，非常適合于要求實(shí)時(shí)的和多任務(wù)的場(chǎng)合。 本文分析了機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能要求，研究設(shè)計(jì)了一種基于ARM和DSP的機(jī)械手?jǐn)?shù)控系統(tǒng)的方案。嵌入式ARM處理器，具有運(yùn)行速度快、功耗低、程序設(shè)計(jì)靈活、外圍硬件資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，但其很難在處理大數(shù)據(jù)量、復(fù)雜算法時(shí)保證系統(tǒng)的靈活性和實(shí)時(shí)性。DSP作為數(shù)字信號(hào)處理的核心器件，能夠?qū)崟r(shí)快速的完成控制算法運(yùn)算，由于DSP普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微秒左右，不適合高速輸入輸出；FPGA芯片高速輸入輸出數(shù)據(jù)，時(shí)間可縮短至幾十納秒。另外利用FPGA可以方便的實(shí)現(xiàn)各種接口的邏輯時(shí)序，豐富的接口使得該系統(tǒng)能夠方便的進(jìn)行移植，擴(kuò)展了該系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，從而提升了其性價(jià)比，通過ARM處理器和DSP以及FPGA技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，使系統(tǒng)具有程序設(shè)計(jì)靈活、以太網(wǎng)通信、大容量存儲(chǔ)、高速數(shù)據(jù)輸出、可移植等特點(diǎn)，既滿足高速機(jī)械手自動(dòng)控制的要求，同時(shí)又具有一定的通用性。 通過本課題實(shí)踐表明，基于ARM和DSP構(gòu)建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用方案全可行、合理，同傳統(tǒng)的人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，能大量地減輕研發(fā)任務(wù)，提高發(fā)速度，能夠在短時(shí)間內(nèi)得到控制性能優(yōu)秀的數(shù)控系統(tǒng)。
標(biāo)簽： ARM DSP 數(shù)控 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-06-11
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隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各科學(xué)領(lǐng)域?qū)y(cè)試技術(shù)提出了越來越高的要求。調(diào)速器試驗(yàn)臺(tái)是調(diào)試、校驗(yàn)調(diào)速器性能的一種試驗(yàn)工具，是船舶修造廠、尤其調(diào)速器修造專業(yè)廠必須具有的試驗(yàn)設(shè)備。基于ARM嵌入式平臺(tái)和uC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的嵌入式控制調(diào)速器試驗(yàn)臺(tái)是基于國(guó)內(nèi)外調(diào)速器測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和工作的實(shí)際要求。本調(diào)速試驗(yàn)臺(tái)充分利用了嵌入式單片機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)，通過采用多種傳感器采集系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)，例如直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速、調(diào)速器的齒條位移等等，經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)處理并輸出結(jié)果來實(shí)現(xiàn)調(diào)速器試驗(yàn)臺(tái)的功能，并運(yùn)用新型的全彩液晶顯示屏將各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示出來。 本文主要是針對(duì)調(diào)速試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的研究，在分析了嵌入式軟硬件可實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，借鑒了“開發(fā)平臺(tái)”的設(shè)計(jì)思想，首先，在ARM嵌入式最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上架構(gòu)通用的硬件平臺(tái)，對(duì)測(cè)控平臺(tái)的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，特別是對(duì)于關(guān)鍵的接口電路進(jìn)行了比較深入的研究，針對(duì)不同的應(yīng)用，集成了多種接口電路。其次，在實(shí)現(xiàn)嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)uC/OS-II在ARM上可移植的基礎(chǔ)上，架構(gòu)了通用的軟件平臺(tái)，對(duì)接口電路驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。最后，研究了基于參數(shù)實(shí)時(shí)可變型的一種新型的PID控制算法，并將此PID算法作為調(diào)速試驗(yàn)臺(tái)的控制算法。 通過對(duì)本系統(tǒng)的研究開發(fā)，提高了調(diào)速器試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試精度，也使性能更加穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)測(cè)試過程的自動(dòng)化，從而減輕了試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，降低了試驗(yàn)成本，也同時(shí)消除了安全隱患，因此對(duì)本課題的研究具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。
標(biāo)簽： ARM COS 調(diào)速器 試驗(yàn)臺(tái)
上傳時(shí)間： 2013-07-20
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最詳細(xì)的QuartusII中文教程,最詳細(xì)的QuartusII中文教程
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：haobin315
本文以電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)課題為背景，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的π/4-DOPSK全數(shù)字中頻發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。π/4-DQPSK廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信中，具有頻帶利用率高、頻譜特性好、抗衰落性能強(qiáng)的特點(diǎn)。 近年來現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)器件在芯片邏輯規(guī)模和處理速度等方面性能的迅速提高，用硬件編程實(shí)現(xiàn)無線功能的軟件無線電技術(shù)在理論和實(shí)用化上都趨于成熟和完善，因此可以把數(shù)字調(diào)制，數(shù)字上/下變頻，數(shù)字解調(diào)在同一塊FPGA上實(shí)現(xiàn)，即實(shí)現(xiàn)了中頻發(fā)射機(jī)和接收機(jī)一體化的片上可編程系統(tǒng)(SOPC，System On Programmabie Chip)。 本文首先根據(jù)指標(biāo)要求對(duì)數(shù)字收發(fā)機(jī)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定了適合不停車收費(fèi)系統(tǒng)的全數(shù)字發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的結(jié)構(gòu)，接著根據(jù)π/4-DQPSK發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的理論，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的成形濾波器SRRC、半帶濾波器HB和定時(shí)算法并給出性能分析，最后給出硬件測(cè)試平臺(tái)上結(jié)果和測(cè)試結(jié)果分析。
標(biāo)簽： DQPSK FPGA 全數(shù)字 中頻
上傳時(shí)間： 2013-07-18
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本文提出了一種高速Viterbi譯碼器的FPGA實(shí)現(xiàn)方案。這種Viterbi譯碼器的設(shè)計(jì)方案既可以制成高性能的單片差錯(cuò)控制器，也可以集成到大規(guī)模ASIC通信芯片中，作為全數(shù)字接收的一部分。 本文所設(shè)計(jì)的Viterbi譯碼器采用了基四算法，與基二算法相比，其譯碼速率在理論上約提升一倍。加一比一選單元是Viterbi譯碼器最主要的瓶頸所在，本文在加一比一選模塊中采用了全并行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，這種方法雖然增加了硬件的使用面積，卻有效的提高了譯碼器的速率。在幸存路徑管理部分采用了兩路并行回溯的設(shè)計(jì)方法，與寄存器交換法相比，回溯算法更適用于FPGA開發(fā)設(shè)計(jì)。為了提高譯碼性能，減小譯碼差錯(cuò)，本文采用較大譯碼深度的回溯算法以保證幸存路徑進(jìn)行合并。實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的誤碼測(cè)試儀，在FPGA內(nèi)部完成誤碼驗(yàn)證和誤碼計(jì)數(shù)的工作。 與基于軟件實(shí)現(xiàn)譯碼過程的DSP芯片不同，F(xiàn)PGA芯片完全采用硬件平臺(tái)對(duì)Viterbi譯碼器加以實(shí)現(xiàn)，這使譯碼速率得到很大的提升。針對(duì)于具體的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)，本文采用了硬件描述語言VHDL來完成設(shè)計(jì)。通過對(duì)譯碼器的綜合仿真和FPGA實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證了該方案的可行性。譯碼器的最高譯碼輸出速率可以達(dá)到60Mbps。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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卷積碼是無線通信系統(tǒng)中廣泛使用的一種信道編碼方式。Viterbi譯碼算法是一種卷積碼的最大似然譯碼算法，它具有譯碼效率高、速度快等特點(diǎn)，被認(rèn)為是卷積碼的最佳譯碼算法。本文的主要內(nèi)容是在FPGA上實(shí)現(xiàn)約束長(zhǎng)度為9，碼率為1/2，采用軟判決方式的Viterbi譯碼器。 本文首先介紹了卷積碼的基本概念，闡述了Viterbi算法的原理，重點(diǎn)討論了決定Viterbi算法復(fù)雜度和譯碼性能的關(guān)鍵因素，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了采用“串-并”結(jié)合運(yùn)算方式的Viterbi譯碼器，并在Altera EP1C20 FPGA芯片上測(cè)試通過。本文的主要工作如下： 1.對(duì)輸入數(shù)據(jù)采用了二比特四電平量化的軟判決方式，對(duì)歐氏距離的計(jì)算方法進(jìn)行了簡(jiǎn)化，以便于用硬件電路方式實(shí)現(xiàn)。 2.對(duì)ACS運(yùn)算單元采用了“串-并”結(jié)合的運(yùn)算方式，和全并行的設(shè)計(jì)相比，在滿足譯碼速度的同時(shí)，節(jié)約了芯片資源。本文中提出了一種路徑度量值存儲(chǔ)器的組織方式，簡(jiǎn)化了控制模塊的邏輯電路，優(yōu)化了系統(tǒng)的時(shí)序。 3.在幸存路徑的選擇輸出上采用了回溯譯碼方法，與傳統(tǒng)的寄存器交換法相比，減少了寄存器的使用，大大降低了功耗和設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。 4.本文中設(shè)計(jì)了一個(gè)仿真平臺(tái)，采用Modelsim仿真器對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了功能仿真，結(jié)果完全正確。同時(shí)提出了一種在被測(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)部插入監(jiān)視器的調(diào)試方法，巧妙地利用了Matlab算法仿真程序的輸出結(jié)果，提高了追蹤錯(cuò)誤的效率。 5.該設(shè)計(jì)在Altera EP1C20 FPGA芯片上通過測(cè)試，最大運(yùn)行時(shí)鐘頻率110MHz，最大譯碼輸出速率10.3Mbps。 本文對(duì)譯碼器的綜合結(jié)果和Altera設(shè)計(jì)的Viterbi譯碼器IP核進(jìn)行了性能比較，比較結(jié)果證明本文中設(shè)計(jì)的Viterbi譯碼器具有很高的工程實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽： Viterbi FPGA 軟判決 譯碼器
上傳時(shí)間： 2013-07-23
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