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新型的數(shù)

  • 基于FPGA的FFT設計與實現.rar

    隨著數字電子技術的發展,數字信號處理技術廣泛應用于通訊、語音處理、計算機和多媒體等領域。快速傅里葉變換FFT作為數字信號處理的核心技術之一,使離散傅里葉變換的運算時間縮短了幾個數量級。 現場可編程門陣列FPGA是近年來迅速發展起來的新型可編程器件。隨著它的不斷應用,使電子設計的規模和集成度不斷提高,同時也帶來了電子系統設計方法和設計思想的不斷推陳出新。 本文主要研究如何利用FPGA實現FFT處理器,包括算法選取、算法驗證、系統結構設計、各個模塊設計、FPGA實現和測試整個流程。設計采用基-2按時間抽取算法,以XILINX公司提供的ISE6.1為軟件平臺,利用Verilog HDL描述的方式實現了512點16bits復數塊浮點結構的FFT系統,并以FPGA芯片VirtexⅡXC2V1000為硬件平臺,進行了仿真、綜合等工作。仿真結果表明其計算結果達到了一定的精度,運算速度可以滿足一般實時信號處理的要求。

    標簽: FPGA FFT

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:lwwhust

  • 基于FPGA的變頻調速控制系統設計與實現.rar

    如今電力電子電路的控制旨在實現高頻開關的計算機控制,并向著更高頻率、更低損耗和全數字化的方向發展。現場可編程門陣列器件(Field Programmable Gate Arrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路,它具有簡潔、經濟、高速度、低功耗等優勢,又具有全集成化、適用性強,便于開發和維護(升級)等顯著優點。與單片機和DSP相比,FPGA的頻率更高、速度更快,這些特點順應了電力電子電路的日趨高頻化和復雜化發展的需要。因此,在越來越多的領域中FPGA得到了日益廣泛的發展和應用。 本文提出了一種采用現場可編程門陣列(FPGA)器件實現數字化變頻調速控制系統的設計方案。該系統能產生三相六路正弦脈寬調制(SPWM)波形;調制頻率范圍為0~4KHZ,分7級控制;16位的速度控制分辨率;載波頻率分8級控制,最高可達24KHZ;系統接口兼容Intel系列和Motorola系列單片機;該系統控制簡單、精確,易修改,可現場編程;同時具有脈沖延時小、最小脈沖刪除、過壓和過流保護功能等特點,可應用于PWM變頻調速系統的全數字化控制。文中對方案的實現進行了詳細的論述,主要包括系統設計的理論分析,系統結構設計及在FPGA硬件上的實現,最終驗證了該控制系統的可行性和有效性。 數字化設計是本系統的特點,系統最終生成的三相SPWM脈沖是基于三相正弦調制波和三角載波比較得到的。設計時,充分結合FPGA器件的結構特點,利用一種改進結構的數字控制振蕩器(NCO)來產生正弦波樣本,在一定程度上解決了傳統NCO產生正弦波的精度和頻率相互制約的問題;把分時復用數字通信原理結合到系統的設計中,設計出分時運算電路,使得系統在同步時鐘下,生成三相正弦調制波而不影響系統的速度,同三角載波邏輯比較后,最終得到三相SPWM脈沖序列。

    標簽: FPGA 變頻調速控制 系統設計

    上傳時間: 2013-07-05

    上傳用戶:duoshen1989

  • 超寬帶脈沖與MB-OFDM物理層的FPGA實現

    現代通信系統對帶寬和數據速率的要求越來越高,超寬帶(ultra-wideband,UWB)通信以其傳輸速率高、空間容量大、成本低、功耗低的優點,成為解決企業、家庭、公共場所等高速因特網接入的需求與越來越擁擠的頻率資源分配之間的矛盾的技術手段。 論文主要圍繞兩方面展開分析:一是介紹用于UWB無載波脈沖調制及直接序列碼分多址調制(DS-CDMA)的新型脈沖,即Hermite正交脈沖,并且分析了這種構建UWB多元通信和多用戶通信的系統性能。二是分析了UWB的多帶頻分復用物理層提案(MBOA)的調制技術,并在FPGA上實現了調制模塊。正交Hermite脈沖集被提出用于UWB的M元雙正交調制系統,獲得高數據速率。調整脈沖的脈寬因子和中心頻率能使脈沖滿足FCC的頻譜要求。M元雙正交調制的接收機需要M/2個相關器,遠比M元正交調制所需的相關器數量少。誤碼率一定時,維數M的增加可獲得高的比特率和低的信噪比。雖然高階的Hermite脈沖易受抖動時延的影響,但當抖動時延范圍小于0.02ns時,其影響較為不明顯。本文認為1~8階的Hermite脈沖皆可用,可構成16元雙正交系統。 正交Hermite脈沖集也可以構造UWB多用戶系統。各用戶的信息用不同的Hermite脈沖同時傳輸,其多用戶的誤比特率上限低于高斯單脈沖構成的PPM多用戶系統的誤比特率,所以其系統性能更優。正交Hermite脈沖還可以用于UWB的DS-CDMA調制,在8個脈沖可用的情況下,最多可容64個用戶同時通信。 基于MBOA提出的UWB物理層協議,本文用Verilog硬件語言實現了調制與解調結構,并用Modelsim做了時序驗證。用Verilog編程實現的輸出數據與Matlab生成的UWB建模的輸出結果一致。為了達到UWBMB-OFDM系統的FFT處理器的要求,一個混和基多通道流水線的FFT算法結構被提出。其有效的實現方法也被提出。這種結構采用多通道以獲得高的數據吞吐量。此外,它用于存儲和復數乘法器的硬件損耗相比其他的FFT處理器是最少的。高基的FFT蝶算減少了復數乘法器的數量。在132MHz的工作頻率下,整個128點FFT變換在此結構模式下只需要242.4ns,滿足了MBOA的要求。

    標簽: MB-OFDM FPGA 超寬帶 脈沖

    上傳時間: 2013-07-29

    上傳用戶:TI初學者

  • 基于DSP和FPGA的四關節實驗室機器人控制器的研制

    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。

    標簽: FPGA DSP 實驗室 機器人控制器

    上傳時間: 2013-06-11

    上傳用戶:edisonfather

  • 基于FPGA的數字化通用PWM控制器設計

    如今電力電子電路的控制旨在實現高頻開關的計算機控制,并向著更高頻率、更低損耗和全數字化的方向發展。現場可編程門陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路,它具有簡潔、經濟、高速度、低功耗等優勢,又具有全集成化、適用性強,便于開發和維護(升級)等顯著優點。與單片機和DSP相比,FPGA的頻率更高、速度更快,這些特點順應了電力電子電路的日趨高頻化和復雜化發展的需要。因此,在越來越多的領域中FPGA得到了日益廣泛的發展和應用。  本文提出了一種采用現場可編程門陣列(FPGA)器件實現數字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產生多路PWM脈沖,具有開關頻率可調、各路脈沖間的相位可調、接口簡單、響應速度快、易修改、可現場編程等特點,可應用于PWM的全數字化控制。文中對方案的實現進行了比較詳細的論述,包括A/D采樣控制、PI算法的實現、PWM波形的產生、各模塊的工作原理等。  本文還提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器,詳細的分析了該變換器的工作過程,并采用基于FPGA的數字化通用PWM控制器對這種軟開關Boost變換器進行控制,給出了比較完滿的實驗結果。實驗結果驗證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性,

    標簽: FPGA PWM 數字化 制器設計

    上傳時間: 2013-06-22

    上傳用戶:yph853211

  • 基于ARMGNSS的分布式NTP精確授時服務器設計與應用

    隨著現代信息系統發展,網絡系統尤其是分布式系統日益廣泛地用于各個行業和領域,其中很多的關鍵應用需要基于時間同步進行。傳統采用精準時鐘對設備物理時鐘進行精準調節以達到時鐘同步的方式,以及單純的在局域網內部通過相關時間協議進行時間同步的方式,由于受諸多限制,不能很好地解決分布式精確時鐘同步的問題。然而人們對分布式時間精準度和時間同步的精確度要求越來越高,新型分布式網絡時間同步研究成為一個需要亟待解決的關鍵性問題。既有工程應用價值,也有一定的理論意義。 首先從分布式系統應用的角度出發,首先對GNSS衛星授時、NTP協議、嵌入式系統及uClinux操作系統等理論和技術進行了闡述。重點討論了如何解決分布式系統中的精確授時與同步問題的必要性和工程意義,分析了GNSS衛星授時特點和NTP網絡協議的機制。 其次在充分考慮到網絡同步實時性要求高的特點的基礎上,提出了一種基于GNSS的嵌入式NTP授時服務器的設計架構,對各主要模塊的功能、結構和工作原理進行了功能和性能分析。硬件具體以32位ARMS3C44B0X作為硬件控制核心的微處理器,開發了具有多通信端口的應用電路主板,并集成了GNSS衛星通信模塊。 再次在軟件方面具體對uClinux操作系統底層接口進行了較為深入的分析,在所設計的服務器硬件平臺上移植了uClinux嵌入式操作系統及相關的驅動程序,并采用模塊化的設計思想進行了NTP應用程序的設計與集成,實現了NTP協議的編譯和NTP授時服務,其中對NTP協議主要參數和具體工作過程進行了系統性分析和設置應用。 最后在獲取精準的系統統一時鐘、通過NTP協議提供授時服務的基礎上,結合實際在人工影響天氣通信指揮系統中具體應用,實現了分布式人工降雨火箭彈發射點按命令精確同步進行發射的應用集成。初步測試表明,本文所設計的授時服務器應用情況良好,實現了不同層次分布式應用對于時間精準同步的高要求。

    標簽: ARMGNSS NTP 分布式 服務器

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:ouyangtongze

  • 基于ARM的車輛制動自動監控系統設計

    旅客列車是人們出行的重要交通工具之一,隨著我國國民經濟的發展,信息化時代的到來,車輛能否安全運行已經成為人們關注的焦點。在高速狀態下列車車輛能否安全地停下來是安全運行的一個關鍵,在車輛方面上就是解決制動問題。在這樣的前提下,對車輛制動系統的研究就顯得必然和重要。 本次設計的任務是實時監測列車車輛的運行速度,并根據車輛制動狀態,自動控制車輛的制動系統,實現車輛的制動安全防護。所以本次設計設計了一種基于ARM——高性能嵌入式微處理器、CPLD——新型高性能可編程邏輯器件、CAN總線——有效支持分布/實時控制的串行通信網絡和μC/OS-II操作系統的車輛制動自動監控系統。文中介紹了車輛制動控制原理、對系統進行了總體的方案設計,介紹了嵌入式系統開發的原理及設計方法,著重講解了以Samsung公司32位嵌入式微處理器S3C44BOX為核心的系統軟硬件設計方案,并開發了基于μC/OS-II操作系統的應用程序。 應用程序模塊主要包括遠程通訊模塊、數據采集模塊、數據處理與傳輸模塊、部件壽命記錄模塊、故障參數監視和報警模塊。遠程通訊模塊將車輛制動狀態以CAN總線的通訊方式上傳給機車控制室主機;數據采集模塊由具有高速邏輯處理能力的CPLD自動實現數據采集及電平轉換,ARM控制數據采集的啟動和采集結束后對數據的處理或傳輸;在部件壽命記錄模塊中電磁閥的動作次數、通電使用時間和總時間以及各傳感器的通電時間和使用總時間可每隔一段時間記錄下來,掉電后也不會丟失,可以作為故障發生、診斷、排除和維護的數據依據。 在實驗室及模擬實驗臺上經過多次軟、硬件結合的調試改進過程,本次設計基本上實現了車輛制動自動監控系統的功能,制動缸壓力的控制特性及控制精度得到了有效的提高,在實驗室調試中實現了車輛制動系統的故障檢測和報警及部件的壽命記錄等功能,驗證了設計方案的可行性及合理性,達到了預期的設計效果。

    標簽: ARM 制動 自動監控 系統設計

    上傳時間: 2013-07-17

    上傳用戶:yxgi5

  • 基于ARM的電網參數綜合監測儀的研制

    針對現代中低壓電網電能質量的監測及諧波治理的需要,論文綜合運用嵌入式技術、現代信號處理技術、虛擬儀器技術設計了一種新型低功耗、集成化的電網參數監測儀。此系統實現了對三相電網相/線電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、電網頻率、功率因數以及三相電壓、電流的31次以內諧波的實時監測。 論文分析了基于微處理器的電力系統基本參數的測量原理;對被測信號的交流參量通過抽樣方法獲得,由多點的抽樣數據統計得到的結果可以減小隨機誤差的影響;基于DFT和FFT的諧波測量原理,將FFT應用于諧波分析獲得信號的頻域參數;針對諧波測量中的混疊誤差設計了二階抗混疊濾波器;分析了非同步采樣和對非時限信號的截斷造成的頻譜泄露和柵欄效應及其對諧波測量精度的影響。討論了常用的幾種窗函數對頻譜泄漏的抑制作用,在此基礎上選擇加海明窗對采樣信號進行處理;針對DDS具有高精度頻率合成的特點,將其應用到電網信號的采樣上,提高了采樣的同步性,使得測量精度滿足了系統的要求。上述方法需要大量快速的迭代運算,系統微處理器選用了32位ARM芯片LPC2132,提高了系統的數據處理能力和實時性。系統供電電源采用了開關電源、減小了體積,提高了效率;完成了下位機數據采集部分、二階抗混疊濾波器、測頻電路及通信模塊電路的設計;最后介紹了軟件設計部分,主要包含了數據采集的實現過程,FFT程序的設計,給出了各部分程序的流程圖;系統上位機軟件設計了電網數據處理程序,該軟件以LabWindows/CVI6.0為開發平臺,利用CVI豐富的庫函數,完成對數據的處理、顯示和記錄等工作,并采用雙線程運行模式,在數據采集和處理的同時完成了顯示、命令的發送和運行曲線等功能。 按上述方案設計的樣機經過三次電路制作與軟件調試,主要技術參數達到了設計要求,通過了實驗室測試,目前正在電力系統諧波治理系統中進行工業實驗。

    標簽: ARM 電網參數 儀的研制 監測

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:我好難過

  • 基于ARM的海洋臺站自動觀測系統的設計

    海洋臺站自動觀測系統是一套應用于海濱觀測的儀器設備,負責對氣象、水文參數進行實時觀測。諸多的參數通過相應的傳感器進行測量,海洋臺站自動觀測系統對測量的信息進行匯總,再將其通過有線或無線的通訊方式傳輸到各級海洋環境監測預報中心,供天氣預報和海洋預報使用。 本文以我國“海洋臺站自動觀測系統政府采購計劃”為背景,重點設計了低成本、低功耗、高性能、高可靠性的新型海洋臺站自動觀測系統。本課題主要研究基于arm7+uClinux海洋臺站自動觀測系統的設計與開發。根據實際的需要,分析海洋臺站自動觀測系統的整體要求,對傳感器進行選型,進行方案設計,完成整個系統的搭建。為了降低系統功耗,CPU所采用的是Samsung公司推出的無內存管理單元的處理器S3C44BO,設計了8MFLASH、64MSDRAM、液晶、USB以及鍵盤等相關電路。同時,為了減少驅動開發所帶來的不便,使用TL16C554A對串口電路進行了擴展,便于數據處理,也使得系統具有更好的可擴展性。軟件方面設計主要涉及了BootLoader引導裝載程序的建立,選用uClinux操作系統,并對其內核進行配置和裁剪,添加源代碼中沒有的驅動程序。為了縮短研發周期和降低開發難度,選用MiniGUI作為圖形用戶界面系統,深入分析了MiniGUI的結構、原理,并將其移植到uClinux系統中。本系統采用的是MiniGUI-Threads多線程模式,主線程協調各個線程進行相應的數據處理。為了使系統操作變得直觀、簡單,對用戶界面進行了初步設計,使用復用I/O的方法解決多串口通訊容易造成的數據阻塞問題。此外,為了更好的將臺站所測得的信息量發送給海洋環境監測預報中心,需要完善通訊協議以便于數據交換。 最后,根據本系統實際研究開發結果,總結分析了系統的特點,并對下一步設計工作進行了展望。

    標簽: ARM 海洋 測系統 自動

    上傳時間: 2013-07-12

    上傳用戶:juyuantwo

  • 橫向磁通永磁同步電動機的三維磁場計算與結構性能分析

    橫向磁通電機是近些年來出現的一種新型結構的電機,由于其轉矩密度和功率密度大的優點受到了廣泛的關注,但我國對該種電機的研究尚處于起步階段。 本課題是國家863計劃項目——“新型稀土永磁電機設計與集成技術(課題編號:2002AA324020)”中有關橫向磁通永磁同步電動機的部分。本課題的目標就是要充分發揮橫向磁通電機功率密度和轉矩密度大的優點,克服其功率因數低的缺點,對橫向磁通永磁同步電動機的磁場進行計算、分析,找出功率因數偏低的原因,并提出相應的改進方法和建議。在此基礎上進行樣機的研制,對理論成果進行驗證,并力爭樣機在性能和工藝指標上有所突破,部分指標達到國際領先水平。 本文介紹了橫向磁通永磁電機的特點及運行原理,并按照不同的分類方式介紹了橫向磁通電機的各種結構。三維磁場的有限元計算十分復雜、計算量大,因此傳統電機均采用簡化的二維磁場進行計算。但是橫向磁通電機由于結構特殊,無法采用簡化的二維磁場的計算方法進行分析。因此本文利用ANSYS軟件建立了樣機模型,對樣機進行了三維電磁場分析。在電磁場計算的基礎上,進行了電機空載反電勢,空載漏磁系數,電磁轉矩等相關參數的計算,討論了橫向磁通永磁同步電動機的結構變化對參數的影響。本文特別針對橫向磁通永磁電機功率因數較低這一問題進行了分析,找出了功率因數偏低的原因,提出了相應的改善方法和建議,對橫向磁通電機的理論研究和設計應用分析方法進行了探討。本文利用電磁場計算的結果,完成了電機運行特性仿真,克服了采用傳統磁路等效的方法帶來的誤差。最后,通過與樣機測試結果的對照研究,驗證和完善分析方法,并為進一步獲得性能更加優異的樣機奠定了基礎。

    標簽: 磁通 永磁同步電動機 性能分析 磁場

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:a296386173

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