交流電動機是一個多變量、高階、強耦合的非線性系統,不象直流電機那樣易于控制轉矩,采用矢量控制技術可解決傳統交流調速的難題,使交流電機可以按直流電機的控制規律來進行控制,而無傳感器矢量控制技術由于可以省去速度傳感器,使相應的交流調速系統變得簡便、廉價和可靠,所以成為當前研究的熱點,本論文工作就是這方面的一個嘗試。 論文首先介紹了矢量控制技術的基本理論。對感應電動機在三相靜止坐標系下強耦合和互感變參數的數學模型,通過坐標變換,導出感應電機在兩相同步旋轉坐標系下的數學模型,然后將同步坐標系按轉子磁場定向,實現了對轉子磁鏈和轉矩的分別控制,從而可以按直流電機的控制規律來控制交流電機。 其次,論文基于同步軸系下的感應電動機電壓磁鏈方程式,提出了一種感應電動機按轉子磁場定向的矢量控制方法,利用在同步軸系中T軸電流的誤差信號實現對電機速度的估算,這種速度估算方法結構簡單,有一定的自適應能力。同時在該無傳感器矢量控制系統中,由于采用了經典的PI調節器,使得控制系統更為簡單易行。 論文利用MATLAB建立了該無傳感器矢量控制系統的仿真模型。為提高系統的適應性和仿真結果的準確性,仿真模型采用了標么值系統,并考慮了控制周期和采樣信號周期對仿真結果的影響。討論了離散控制引起的相位補償問題,使仿真結果更接近實際工程系統。 最后,通過仿真進一步驗證了本文提出的無傳感器矢量控制系統的正確性和可行性,也證明了速度估計模型對速度估計準確,且對參數的變化有較強的魯棒性。
上傳時間: 2013-06-02
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儀器儀表產品的總體發展趨勢是傳統的儀器儀表將仍然朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩定、高可靠、高環保和長壽命的“六高一長”的方向發展;新型的儀器儀表與元器件將朝著微型化、集成化、電子化、數字化、多功能化、智能化、網絡化、計算機化的方向發展;其中占主導地位、起核心或關鍵的作用是微型化、智能化和網絡化。而我國儀器儀表在工業自動化儀表方面重點發展基本上是基于現場總線技術的主控系統裝置及智能化儀表和專用自動化儀表;閘門測控儀表一般的功能都是控制閘門開度、荷重,以及超限報警等基本功能。處理器核心也一般都是8/16位的單片機,8/16位單片機功能簡單難以滿足嵌入式設備的網絡、圖像傳輸等要求,而且對人際交互功能的支持也相對較弱。 本文正是針對現有閘門測控儀存在的功能單一、網絡功能差、接口標準不統一、不具備監控功能等問題,開發設計高性能新型智能儀表。以設計出一種智能型閘門測控儀表為研究出發點,在分析國內主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎上,合理地進行軟硬件設計,為在同一硬件平臺下實現多種儀表的功能進行創新性和探索性研究。提出基于ARM的嵌入式閘門智能測控儀表的設計,構建基于ARM系統的硬件平臺和基于嵌入式Linux操作系統的軟件平臺。應用嵌入式系統技術設計開發全新的智能閘門測控儀主要功能包括:閘門開度和荷重自動檢測、實時性控制;過閘流量實時自動監測;閘門運行狀態診斷與故障報警;實時工況圖像處理;工業以太網現場總線接口與網絡傳輸等。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術、網絡技術和微電子技術的深入發展,嵌入式系統在各個領域中得到廣泛應用。以ARM和以FPGA為核心的嵌入式系統是當前嵌入式研究的熱點,而相關研究的開展需要功能強大的開發平臺支持,因此基于ARM和FPGA的開發平臺設計研究具有重要意義。 本文分別設計了一款基于PXA270的ARM開發平臺和一款基于Virtex5的FPGA開發平臺,主要針對電源管理、接口設計、板級時序等關鍵技術進行了研究。在此基礎上利用PADS Logic設計工具完成了系統原理圖設計,并借助Hyperlynx SI仿真工具,對PCB的板級設計問題進行了分析,實現了平臺PCB的可靠設計。最后對平臺各模塊進行了調試,通過在平臺上運行操作系統并加載可執行程序的方法驗證了平臺整體功能。 本文的特色體現在以下三個方面: (1)結合PXA270處理器內部的電源管理單元和MAX1586A集成電源管理芯片,實現了PXA270開發平臺的動態電源管理,有效降低了平臺功耗; (2)平臺實現了FF/BT/STUART、USB Host/Client、SD/MMC、AC'97、LCD和擴展VGA、PCMCIA/CF等多種接口,具有良好的開發靈活性和通用性; (3)對開發平臺PCB板級走線中可能出現的反射、串擾、時序沖突等問題進行評估,給出了布線約束方案,使系統可靠性得到有效提高。
上傳時間: 2013-07-06
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針對嵌入式Linux 系統中幾種常見的GUI(Graphic User Interface) 系統, 討論嵌入式GUI 實現的底層支持方式;詳細分析Microwindows、MiniGUI、Qt/Em
上傳時間: 2013-07-24
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船舶氣象儀是一套船載的自動化海洋氣象觀測系統,該系統廣泛的布置在各種船只上,可以獲得船只經過的海域內的風、濕、溫、氣壓、降雨等氣象參數。通過對海洋氣象環境實時的掌握,能夠使船舶航行安全、省時、經濟,并使因災害性天氣造成的損失減小到最低限度。通過對海洋氣象數據的存儲、統計,對我國觀測海洋環境、研究海洋、開發海洋、利用海洋都有著重要的意義。 現代測控系統除了具有高性能的數據采集、信號處理、I/O和通信接口以外,通常均需具備良好的人機接口、友好的用戶界面和強大的網絡功能等。ARM架構的嵌入式處理器和嵌入式Linux操作系統由于其優異的性能和很高的性價比,已經被廣泛地應用到各種電子產品的設計當中,并受到愈來愈多的自動化設備和智能儀表設計人員的青睞。 本課題主要研究基于ARM+Linux架構的嵌入式船舶氣象儀的設計與開發。系統硬件平臺選用ATMEL公司的AT91RM9200處理器,擴展了64M SDRAM和8M NAND FLASH,同時擴展了外圍通信設備接口包括通用串行口、CAN總線接口、網絡接口和人機交互接口等;并根據實際環境需要,進行了傳感器的選型。 軟件平臺的設計主要涉及了U-Boot引導裝載程序的建立,同時根據開發平臺的資源,配置和裁剪Linux的內核,并編寫、添加源代碼中沒有的驅動程序,如AD、鍵盤、CAN總線控制器等,重新編譯內核,下載到開發平臺。并在此基礎上,進行了應用程序的編寫。同時深入研究了嵌入式Linux下的圖形界面,將圖形界面系統MiniGUI移植到Linux系統中,設計了較完善、友好的圖形用戶界面,大大方便了用戶的操作。
上傳時間: 2013-06-12
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隨著微處理器技術與信息技術的不斷發展,嵌入式系統的應用也進入到國防、工業、能源、交通以及日常生活中的各個領域。嵌入式系統的軟件核心是嵌入式操作系統。然而,國內在嵌入式系統軟件開發上有很多困難,主要有:國外成熟的RTOS大都價格昂貴并且不公開源代碼,用好這些操作系統需對計算機體系結構有深刻理解。針對以上問題,免費公開源代碼的嵌入式操作系統就倍受矚目了,μC/OS-II就是其中之一。μC/OS-II是面向中小型應用的、基于優先級的可剝奪嵌入式實時內核,其特點是小巧、性能穩定、可免費獲得源代碼。 本文在深入研究μC/OS-II內核基礎上,將其運用于實際課題,完成了基于ARM架構的μC/OS-II移植及實時同步交流采樣的誤差補償研究。本文主要工作內容和研究成果如下: 1.剖析了μC/OS-II操作系統內核,重點研究了μC/OS-II內核的任務管理與調度算法機理,得出了μC/OS-II內核優點:任務調度算法簡潔、高效、實時性較好(與Linux相比)。 2.介紹了ARM9體系架構,重點講敘了MMU(存儲管理單元)功能。為了提高交流采樣系統的取指令和讀數據速度,成功將MMU功能應用于本嵌入式系統中。 3.完成了μC/OS-II操作系統在目標板上的移植,主要用匯編語言編寫了啟動代碼、開關中斷、任務切換和首次任務切換等函數。 4.針對國內外提出的同步交流采樣誤差補償算法的局限性,本文從理論上對同步交流采樣的準確誤差進行了研究,并嘗試根據被測信號周期的首尾過零點的三角形相似法,求出誤差參數并對誤差進行補償。此外,考慮到采樣周期△T不均勻,經多次采樣后會產生累積誤差,本文也給出了采樣周期△T的優化算法。 5.完成了系統硬件設計,并根據補償算法和△T優化法則,編寫了相應采樣驅動和串口驅動。最后對實驗數據進行了分析和比較,得出重要結論:該補償算法實現簡單,計算機工作量小,精度較高。
上傳時間: 2013-04-24
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數字視頻監控系統是一門集計算機技術、通信技術和數字視頻技術于一體的綜合系統,它充分利用大規模集成電路和網絡的科技成果,體積小巧、性能穩定、通訊便利,被廣泛應用于交通、銀行、醫院、視頻會議、無人監控等諸多領域。 本系統基于ARM微處理器平臺,移植嵌入式Linux操作系統,并完成視頻采集、壓縮、傳輸等任務。為降低產品成本,系統采用ARM9微處理器S3C2410作為主處理器,以USB攝像頭作為視頻采集設備,用軟件對視頻數據進行MPEG—4壓縮。 論文首先從整體上分析了嵌入式數字視頻監控系統的總體設計方案,給出了硬件框架和軟件體系。其次在ARM硬件平臺成功構建了armlinux嵌入式系統,包括引導程序Bootloader的設計、修改配置Linux內核以及制作JFFS2文件系統,完成USB數碼攝像頭的驅動。在應用程序開發過程中,設計了基于Video4Linux的視頻采集程序,采用mmap(內存映射)方式截取圖片,分析了MPEG—4編碼模型XVID程序中的運動估計部分,研究了半像素快速搜索算法,從而減少了搜索點數提高了運算速度。最后利用開源JRTPLIB庫實現視頻數據流的RTP傳送。 整個設計是在S3C2410硬件平臺上進行的,采用2.4.18版本的Linux內核。其中MPEG—4編碼優化測試是在ARMDeveloperSuite(ADS)version1.2中完成的。 本課題為在ARM平臺實現數字視頻監控的設計做了有益的探索性嘗試,對今后進一步完成遠程嵌入式視頻監控系統的設計有著積極的意義。
上傳時間: 2013-06-10
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隨著科技的進步,視頻監控系統正在向嵌入式、數字化、網絡化方向發展。嵌入式視頻監控系統充分利用大規模集成電路和網絡的科技成果,實現了體積小巧、性能穩定、通訊便利的監控產品。 本文以S3C2410為核心硬件平臺開發了基于嵌入式的遠程視頻監控系統,并對關鍵技術進行了論述和研究。首先給出了系統總體軟硬件設計方案,針對本系統硬件對vivi進行了修改和移植,對編譯和移植Linux內核以及制作YAFFS文件系統也做了深入的研究,重點討論了在嵌入式Linux操作系統下開發USB接口攝像頭驅動程序和利用linux提供的Video4Linux API函數實現視頻數據采集,其次采用背景差法實現了對視頻圖像中運動目標的檢測,然后通過MJPEG壓縮算法實現了視頻數據壓縮,接著介紹了在Linux下基于TCP/IP協議的socket編程,實現了視頻數據的網絡發送。最后著重論述了嵌入式Web服務器的設計,編寫了視頻監控主界面程序,并實現了基于B/S模式的視頻監控系統結構。 本系統采用模塊化設計方法,使得設計更加簡潔、高效,具有良好的擴展性和易用性,有利于系統升級。另外采用嵌入式的方法,系統成本較低,易于推廣使用。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著社會的不斷進步,人們的生活與銀行的關系越來越密切,在銀行辦理業務占去了人們很大一部分時間,據日常生活經驗,在銀行辦理業務的人均排隊時間達到了兩個小時,這種等待大大的影響了人們的生活質量。為了解決這個問題,本文設計了一種具有操作方便、價格低廉等特性的銀行繳費系統,該系統以當前強大的網絡系統為基礎,能夠讓用戶足不出戶就可以向銀行繳納水、電、燃氣、電話等費用,極大的方便了人們的生活,具有廣泛的應用前景。 本文首先介紹了銀行卡繳費系統的硬件設計方案,包括串口、JTAG、以太網、音頻、USB、LCD觸摸屏等接口電路的設計及各模塊之間的關聯關系;接著詳細介紹了基于單片機的磁卡讀卡器的軟、硬件工作原理,為其設計了基于串口的驅動程序;然后介紹了觸摸屏的工作原理,重點介紹了觸摸屏的校正算法。最后介紹了基于MiniGUI的繳費通系統軟件的設計,給出了系統的聯合調試結果。 本繳費系統使用ARM9內核的2440處理器作為核心處理器,其主要外設有網卡、磁卡讀卡器和觸摸屏,其中網卡用于系統和網絡的連接,提供局域網、電話線、ADSL三種上網方式;讀卡器用于讀入用戶銀行卡信息;觸摸屏用于人機交互,包括用戶輸入密碼、繳費金額及向用戶顯示歷史繳費信息等功能。軟件部分底層采用嵌入式Linux操作系統,使用MiniGUI集成開發環境,通過觸摸屏向用戶提供友好的人機交互界面。 文章最后針對本課題的研究內容進行了總結,指出不足并對未來發展進行展望。
上傳時間: 2013-05-21
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現在,下一代嵌入式微處理器和軟件面臨著不斷減小的產品壽命。而由此產生的縮短的研發周期則要求設計者能夠在更短的時間內開發出更為復雜的處理器和軟件。為了解決這個問題,嵌入式系統的仿真逐漸成為在新的可編程結構的開發中必不可少的工具。對于嵌入式系統仿真核心的指令集仿真器,由于普遍使用的解釋型仿真器的性能較低,從十幾年前開始,人們就開始了對編譯型指令集仿真器的研究。但是,由于編譯技術的限制,它從來沒有能夠在商業產品中推廣。 ARM公司06年新推出的Cortex-M3系列芯片已經廣泛應用在無線傳感器網絡等領域。本文將針對基于ARM Cortex-M3的嵌入式系統設計出一個仿真平臺,以ARM Cortex-M3 所采用最新的Thumb-2 指令集作為目標指令集,設計了其仿真器,給出了一種優化的解釋型指令仿真機。 1.首先介紹了Thumb-2 指令集的編程模型,包括目標指令集支持的處理器的模式、寄存器和存儲器的組織。 2.其次建立了仿真平臺。在平臺的建立過程中,設計了結合編譯技術速度和解釋技術靈活性的仿真機;完成了Thumb-2 指令集體系結構的描述;實現了存儲器接口,從而可以滿足目標指令集對存儲器的訪問要求;介紹了ELF 文件格式,并設計了將ELF 文件中的指令和數據裝入存儲器的裝載程序。 3.最后以一個基于ARM Cortex-M3 處理器的機器小車嵌入式系統為例,對仿真平臺進行功能上的驗證。
上傳時間: 2013-07-19
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