變電站電壓無功綜合控制是通過自動調節有載變壓器的分接頭和投切并聯補償電容器組來實現的,它是確保電壓質量和無功平衡、提高供電網可靠性和經濟性的重要措施。采用九區圖控制策略的電壓無功綜合控制,實際運行時存在著頻繁調節變壓器分接頭和投切電容器組的缺陷,甚至可能會出現震蕩現象。 本文針對上述不足,根據有功功率和無功功率的負荷預測曲線,以降損收益最大為適配值函數,以電壓約束、電氣極限約束和控制約束為約束條件,提出了一種改進的禁忌搜索算法。引入最低收益閾值來限制調節次數的增加,在此基礎上建議了一種確定最佳調整次數的方法。還建議了一種有約束線性最小二乘算法,基于變電站內的量測數據以及變壓器的參數來估計系統電壓和系統阻抗參數。算例結果表明建議的方法是可行的,并且具有可以有效地減少調節次數的特點。基于ARM的LPC2292微控制器和嵌入式實時操作系統(μC/OS-II),采用ADS1.2開發工具進行編程,實現了變電站內電壓無功綜合控制功能。軟件模塊開發主要包括:嵌入式實時操作系統(μC/OS-II)和圖形用戶界面GUI移植,數據讀取任務,數據處理任務,電壓無功控制任務,基于GPRS/CDMA的通訊任務、鍵盤掃描和液晶顯示任務等。采用信號發生器產生電能信號,采用繼電器的動作模擬變壓器分接頭檔位的調節和電容器組的投切,構建了一個變電站內的電壓無功控制模擬測試臺,對提出的設計方案進行了全面的功能測試,測試結果表明提出的設計方案是可行的。
上傳時間: 2013-04-24
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偏振模色散(PMD)是限制光通信系統向高速率和大容量擴展的主要障礙,尤其是160Gb/s光傳輸系統中,由PMD引起的脈沖畸變現象更加嚴重。為了克服PMD帶來的危害,國內外已經開始了對PMD補償的研究。但是目前的補償系統復雜、成本高且補償效果不理想,因此采用前向糾錯(FEC)和偏振擾偏器配合抑制PMD的方法,可以實現低成本的PMD補償。 在實驗中將擾偏器連入光時分復用系統,通過觀察其工作前后的脈沖波形,發現擾偏器的應用改善了系統的性能。隨著系統速率的提高,對擾偏器速率的要求也隨之提高,目前市場上擾偏器的速率無法滿足160Gb/s光傳輸系統要求。通過對偏振擾偏器原理的分析,決定采用高速控制電路驅動偏振控制器的方法來實現高速擾偏器的設計。擾偏器采用鈮酸鋰偏振控制器,其響應時間小于100ns,是目前偏振控制器能夠達到的最高速率,但是將其用于160Gb/s高速光通信系統擾偏時,這個速率仍然偏低,因此,提出采用多段鈮酸鋰晶體并行擾偏的方法,彌補鈮酸鋰偏振控制器速率低的問題。通過對幾種處理器的分析和比較,選擇DSP+FPGA作為控制端,DSP芯片用于產生隨機數據,FPGA芯片具有豐富的I/O引腳,工作頻率高,可以實現大量數據的快速并行輸出。這樣的方案可以充分發揮DSP和FPGA各自的優勢。另外對數模轉換芯片也要求響應速度快,本論文以FPGA為核心,完成了FPGA與其它芯片的接口電路設計。在QuartusⅡ集成環境中進行FPGA的開發,使用VHDL語言和原理圖輸入法進行電路設計。 本文設計的偏振擾偏器在高速控制電路的驅動下,可以實現大量的數據處理,采用多段鈮酸鋰晶體并行工作的方法,可以提高偏振擾偏器的速率。利用本方案制作的擾偏器具有高擾偏速率,適合應用于160Gb/s光通信系統中進行PMD補償。
上傳時間: 2013-04-24
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遙測系統由發射機、發射天線、接收天線、接收機組成.就遙測發射系統而言,傳統的模擬調制已經很成熟,模擬發射機是利用調制信號的變化來控制變容二極管的結電容容值的變化,從而改變壓控振蕩器的震蕩頻率來實現調頻;模擬調制碼速率、調制頻偏都受變容二極管特性的限制,模擬調制功能單一、調制方式不可重組、單個系統調制頻率不可改變,無法滿足頻率多變的需求;隨著高速器件和軟件無線電技術的發展,數字調制發射機具有調制中心頻率可調、頻偏可編程、調制方式可重組、調制碼速率高、可實現較高的頻響、可以與編碼器合并擴展功能很強等優點,成為今后發射機的發展主流.本論文討論了如何利用現場可編程器件FPGA結合Max+plusⅡ及VHDL語言,在遙測系統中實現了DDS+PLL+SSB模式的數字調制發射機.數字發射機設計主要包括方案選擇、系統設計、硬件電路實現及VHDL設計四個部分.論文中首先分析了目前遙測系統中使用的模擬調制發射機的不足及數字調制發射機的優點,確定了發射機的設計方案;第二章介紹了電子設計自動化工具及數字電路設計方法;第三章詳細討論了組成發射機的各個部分的原理設計;第四章著重討論了各個部分的硬件電路實現、VHDL實現部分及設計的測試結果;最后總結了設計中需要進一步研究的問題.
上傳時間: 2013-04-24
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本文的目的就是研究如何應用FPGA這種大規模的可編程邏輯器件實現CCD(Charge Coupled Device,電荷耦合器件)數字圖像的實時采集及預處理。基于對實時圖像處理系統的研究與設計,本文主要研究工作及成果如下: 1.本論文詳細的介紹了圖像采集卡的結構和基本工作原理。同時,針對高分辨率的CCD攝像機,探討了有關點目標與CCD像元一一對應的圖像采集及其硬件和軟件設計方法。 2.本文分析了星圖中弱小目標、噪聲以及背景的特點,給出了點目標的場景圖像的數學模型及復雜背景下點目標檢測的預處理方法。針對星圖灰度分布的特點,采用高斯低通濾波算法和高通濾波算法對星圖進行預處理,同時還對圖像掃描聚類算法進行了研究與分析。 3.數字信號處理器常常因為在復雜性、運算速度等方面的限制,難以實時的實現復雜的檢測算法。本文采用FPGA技術,實現了復雜背景下弱點目標的預處理算法,解決了計算、數據緩沖和存儲操作協調一致的問題,同時采用并行高密度加法器和流水線的工作方式,使整個系統的數據交換和處理速度得以很大的提高,合理的解決了資源和速度之間的相互制約問題,并在實際中取得滿意的結果。
上傳時間: 2013-07-03
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本論文重點分析了PCI總線接口的設計.對PCI總線協議的分析理解是進行PCI總線接口設計的前提,而對PCI總線接口的功能分析和結構劃分是設計的關鍵.本文在理解協議的基礎上,對PCI總線接口的整體設計和子模塊的劃分以及Verilog實現進行了詳細的分析和闡述,并編寫測試激勵程序完成功能仿真,最后通過PCB試驗板進行了測試.我們設計了DMA控制器作為PCI總線接口板的應用,對DMA的Top層結構和各個子模塊及其與PCI總線的接口等都做了詳細的劃分.論文中FIFO的實現也做了詳細的描述.但由于時間的限制,代碼的編寫和仿真還沒完成.這也是本項目需要進一步完善的地方.
上傳時間: 2013-06-12
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進入20世紀90年代后,隨著全球信息化、智能化、網絡化的發展,嵌入式系統技術獲得了前所未有的發展空間。 嵌入式系統的最大特點之_是其所具有的目的性或針對性,即每一套嵌入式系統的開發設計都有其特殊的應用場合與特定功能,這也是嵌入式系統與通剛的計算機系統最主要的區別。由于嵌入式系統是為特定的目的而設計的,且常常受到體積、成本、功能、處理能力等各種條件的限制。因此,如果可以最大限度地提高應用系統硬件上和軟件上的靈活性,就可以用最低的成本,最少的時間,快速的完成功能的轉換。 本課題的目的在于提出并設計一種基于ARM(Advanced RISC Machines)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)的可擴展功能嵌入式系統平臺,并完成了系統的硬件設計和PCI(Peripheral Component Interconnect)橋的固件設計。設計過程中采用美國ALTIUM公司的ALTIUM DESIGNER 6.0 EDA軟件開發了系統的硬件部分。在整個硬件開發環節中,充分采用高速PCB(Printed Circuit Board)的設計原則,并進行全面的電路仿真試驗,保證了硬件系統的高度可靠性。本系統承襲了ARM7系列處理器高性能、低功耗、低成本的優點,并充分考慮到用戶的需要,擴展了多種常用的外部設備接口以及藍牙無線接口等,為將米各種可能的應用提供了完善的硬件基礎。概括總結起來本文具體工作如下: 1.完全自主設計了具有高擴展性的基于LPC2292嵌入式處理器的嵌入式系統應用開發平臺。基于該硬件平臺,可以實現許多基于ARM架構處理器的嵌入式應剛而無需對硬什系統作出大的改變,如多協議轉換器、CAN(Control Area Network)總線網關、以太網關、各種工業控制應用等。并在具體的設計實踐中,總結出了嵌入式系統硬件平臺的設計原則及設計方法。 2.完成了基于CPLD的PCI橋接芯片的同什設計,在ARM硬件平臺上成功擴展了PCI設備,成功解決了ARM處理器和PCI從設備之間通訊的問題。 3.完成了對所開發的嵌入式系統硬件平臺的測試工作,完成了基于AT89C51的PCI測試卡軟硬件設計。基于此測試卡,可以實現對系統中的PCI通訊功能進行有效測試,以保證整個硬件系統正常、高效、穩定地運行。本系統的設計完成,使其可以作為嵌入式應用的二次開發或實驗平臺,用于工業產品開發及高校相關專業的實踐教學。
上傳時間: 2013-05-22
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生化分析儀是醫療機構進行臨床診斷所必須的儀器之一。它通過對血液等人體體液的分析來測定諸如葡萄糖、膽固醇等生化指標,這些常規生化指標可以幫助醫生診斷疾病。生化分析儀在臨床診斷和化學檢驗中具有重要作用。 目前的半自動生化分析儀多以8位單片機為中央處理器,限制了儀器的性能。本文將嵌入式技術應用于生化分析儀的研制當中,選用了32位的ARM9處理器$3C2410A,嵌入Linux操作系統,搭建ARM+Linux的平臺,設計了智能型半自動生化分析儀。 本文介紹了生化分析儀的原理——朗伯.比爾定律及其核心部件——光電比色計。對半自動生化分析儀的整體架構進行了說明。 半自動生化分析儀硬件結構上由電源、時鐘、復位電路,存儲器系統,液路控制系統,光路控制系統,恒溫控制系統(包括溫度測量和溫度控制),數據采集系統,人機交互系統(包括鍵盤、觸摸屏、液晶顯示器LCD和微型打印機)和其他一些接口等組成,對于這些外圍硬件模塊本文給出了詳細設計。 在半自動生化分析儀軟件設計方面,本文詳細介紹了交叉編譯調試環境的建立,引導裝載程序U-Boot的移植,Linux內核的裁減與移植,設備驅動程序的設計,文件系統的建立與移植,應用程序的編寫與移植。 本生化分析儀的功能包括MiniGUI圖形用戶界面、運動控制、溫度控制、數據處理、打印功能及SQLite數據庫管理等。該新型半自動生化分析儀使用方便,性價比高,適用于國內的中小型醫療機構。
上傳時間: 2013-04-24
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在工業生產中,二次自動化儀表是構成自動化系統的基本單元之一。我國的單元儀表己基本完成由電動Ⅲ型儀表向基于八位或十六位單片機為基礎設計的數字化儀表的轉換。由于常規單片機資源的限制,以單片機為基礎設計的單元儀表基本上還是在功能上替代電動Ⅲ型儀表,并按電動Ⅲ型功能進行分類。這樣造成國內自動化儀表生產廠家生產的二次數字化儀表品種繁雜,標準難以統一,設計隨意性大。因此帶來如下現實問題: 1.自動化系統設計單位的儀表選型、系統調試、使用中操作、維修和系統的功能優化及備件的準備非常的不方便: 2.儀表生產廠家的批量生產困難,產品質量的提高及成本的節約不利: 3.國內現在自動化儀表廠家數量眾多,但都無法形成規模生產,質量不佳,而國外進口的二次儀表往往依附于特定的集散系統,也存在標準不統一,難以靈活替換的問題,且價格昂貴。 自動化系統設計、生產及應用迫切需要一種使用方便、通用性強的智能型二次儀表,以解決上述問題,改變傳統設計、生產及應用方式,這將是未來自動化儀表的發展趨勢,也就是本課題的努力方向。 本論文正是針對上述問題,以設計出一種可靈活組態的通用智能型二次儀表為研究對象,在深入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了創新性和探索性研究。主要內容為: 1.各種常規二次儀表功能、標準、接線、操作習慣及結構方式的歸類分析; 2.多信號多量程的柔性測量方法研究; 3.系統整機設計以及系統可靠性設計; 4.u-boot的向ARM的移植、uClinux向ARM的移植、uClinux下的通用組態軟件設計。 本文設計了一種以三星公司的ARM7TDMI系列處理器S3C44BOX為核心,輔以外圍電路,實現同一硬件平臺下多種儀表的功能,并成功制作了樣品系統。 本文所討論的基于$3C44BOX和uClinux的智能儀表系統的開發技術同樣適用于其它項目的開發,對其它嵌入式的應用系統開發有重要的參考價值。
上傳時間: 2013-05-16
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隨著計算機技術的發展,機器視覺在工農業生產和國防等領域已得到成功的應用,利用機器視覺進行檢測更是其典型應用。根據運行環境的不同,機器視覺系統可分為PC-BASED系統和PLC-BASED系統。由于這兩種系統成本都相對較高、軟硬件系統相對復雜、體積相對較大,因此,在應用中受到一定的限制。嵌入式系統是當前發展迅速的熱門技術,具有體積小、價格低、開發環境簡單、運用靈活、現場運行可靠等優點。因此,將機器視覺技術建立在嵌入式系統平臺上不僅是機器視覺的發展趨勢,同時也實現了兩者的優勢互補。 在現代工程領域,常常需要檢測各種振動。相對傳統方法而言,視覺測振技術具有明顯優點。本文主要研究了在ARM平臺上利用機器視覺技術進行振動檢測的相關技術及方法。 根據嵌入式機器視覺系統的特點,本文分析了攝像系統標定的方法,建立空間物體的實際位置與圖像上點的對應關系,并改進數據處理的方法,提高標定的精度。分析了目前常用的圖像處理方法,根據系統平臺實際工作能力,設計了有針對性的處理算法,提高圖像處理的效率;為了方便對被測對象的識別和跟蹤,采用基于顏色閾值的分割技術,從而有效地降低了對系統測量環境、光照條件等的要求,提高了系統的適應性。 本文以二維振動物體為被測對象,利用機器視覺技術,對低頻小振幅的二維振動進行了檢測,并對振動信號進行分析。實驗證明利用視覺技術檢測振動的可行性和可靠性。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,LED(light emitting diode,發光二極管)電子顯示屏作為一種高科技產品日益引起人們的重視。它可以實時顯示或循環播放文字、圖形和圖像信息,具有顯示方式豐富、觀賞性強、顯示內容修改方便、亮度高、顯示穩定且壽命長等多種優點,被廣泛應用于商業廣告、體育比賽、交通信息報導等諸多領域。 LED顯示屏的核心技術主要集中在控制器中。目前,大部分異步顯示屏采用的是8位或16位的微控制器,由于受到微處理器的處理速度、體系架構、尋址范圍、外圍接口資源等諸多限制,已難以在要求顯示較多像素、顯示內容幀頻較高、動態顯示效果復雜的情況下得到良好的動態視覺效果。 針對以上情況,本文研究開發了一種全新的,由32位高性能ARM微處理器組成的LED顯示屏控制系統,就控制平臺、硬件結構和軟件開發實現給出了驅動部分和控制部分的詳細分析與設計。 本文根據LED顯示屏在列車車廂和火車、汽車車站旅客導向系統中為應用背景,結合LPC2138的功能特點和LED顯示屏的功能需求。詳細介紹了顯示屏控制系統中包括電源模塊、復位模塊、RS485通訊電路等主要模塊的設計。成功實現了數據掃描、數據發送、數據通訊等LED顯示屏所需的功能。 結合控制系統RS485通訊協議和系統顯示的要求,分析了LED顯示屏通訊和控制系統的軟件開發流程。并詳細分析了顯示屏的靜、動態圖文顯示軟件流程結構;系統從上位機接受數據到信息顯示的整個軟件處理流程。 最后本文分析了LED顯示屏控制系統研發中所遇到的幾個難點問題,包括:提高RS485總線可靠性和抗干擾問題、系統在頻繁更換內容死機的問題、顯示內容較多時視覺效果的處理問題,并給出了解決方法。 經過實際測試,本文所述LED顯示屏控制系統性能良好,工作穩定可靠,易于維護升級,具有很高的性價比。
上傳時間: 2013-05-28
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