在直流電氣傳動系統(tǒng)中使用的可控直流電源大部分是晶閘管相控整流電源,而晶閘管觸發(fā)脈沖形成單元是晶閘管相控整流系統(tǒng)的重要組成部分.該設(shè)計采用現(xiàn)場可編程門陣列控制實現(xiàn)了晶閘管觸發(fā)器的數(shù)字化,與傳統(tǒng)的晶閘管觸發(fā)控制器相比有脈沖對稱度好等許多優(yōu)點,具有廣闊的應(yīng)用前景.該論文首先系統(tǒng)分析了晶閘管觸發(fā)器的各種性能指標(biāo),并對常見的觸發(fā)器進行了分類.通過分析不同類型觸發(fā)器的優(yōu)缺點,最終確定采用三相同步的絕對觸發(fā)方式,這種方式在控制器內(nèi)部資源允許的前提下,在外圍電路很少的情況下就能實現(xiàn)高性能控制,簡化了系統(tǒng)設(shè)計.其次,對開發(fā)硬件和軟件以及編程語言進行了介紹.另外,詳細闡述了采用現(xiàn)場可編程門陣列EPFl0K10器件實現(xiàn)具有相序自適應(yīng)、缺相保護等功能的晶閘管觸發(fā)器的軟硬件設(shè)計.最后,使用自主開發(fā)的觸發(fā)器構(gòu)成一套三相全控橋整流設(shè)備,并給出了實驗結(jié)果和波形分析.試驗結(jié)果表明,該論文設(shè)計的基于FPGA/CPLD的晶閘管智能觸發(fā)控制器能夠滿足一般工業(yè)控制要求,達到了預(yù)期的目的.
上傳時間： 2013-04-24
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雙基地合成孔徑雷達(簡稱雙基地SAR或Bistatic SAR)是一種新的成像雷達，也是當(dāng)今SAR技術(shù)的一個發(fā)展方向，在軍用及民用領(lǐng)域都具有良好的應(yīng)用前景，近年來成為研究的熱點。本文則側(cè)重于研究雙基地SAR的距離一多普勒(R-D)成像算法的實現(xiàn)。 在雙基地SAR系統(tǒng)及成像算法的研究方面，推導(dǎo)了雙基地SAR的系統(tǒng)分辨特性及雷達方程，分析了主要系統(tǒng)參數(shù)之間的約束關(guān)系。針對正側(cè)視機載雙基地SAR系統(tǒng)，本文對距離一多普勒算法進行了推廣。最后得到點目標(biāo)的仿真結(jié)果。 在成像算法的FPGA實現(xiàn)上，在System Generator環(huán)境下對算法進行定點仿真。完成距離一多普勒成像算法的硬件實現(xiàn)，其中包括了FFT快速傅立葉變換、硬件乘法器、：Rocket I/O接口設(shè)計、DCM數(shù)字時鐘管理等主要部分。針對硬件實現(xiàn)的特點，對算法的部分運算進行了簡化。 為了對算法實現(xiàn)進行驗證，設(shè)計開發(fā)了該算法的硬件測試平臺。主要基于ML310評估板上XC2VP30芯片中嵌入的Power PC 405，完成其硬件部分的設(shè)計，主要包括了Aurora協(xié)議接口、RS-232串行接口、DDR RAM接口以及其它如中斷、時鐘等部分。
上傳時間： 2013-07-26
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礦用隔爆饋電開關(guān)是煤礦井下配電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，用于含有瓦斯或煤塵等爆炸危險環(huán)境的礦井中，控制和保護低壓供電網(wǎng)絡(luò)。其性能好壞直接影響著煤礦井下的生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率。 論文將嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用到饋電開關(guān)中，通過對礦山供電系統(tǒng)工作原理、真空饋電開關(guān)工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210為處理器、ARM7為內(nèi)核)嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)了總體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計和智能饋電開關(guān)控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計；通過對嵌入式實時操作系統(tǒng)的移植、嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)和移植以及基于C/S模式下的套接字編程等的研究和分析，完成了監(jiān)控主機與嵌入式系統(tǒng)的通信軟件和保護控制算法的應(yīng)用程序的編寫，從而實現(xiàn)了礦井地面監(jiān)控主機與井下嵌入式系統(tǒng)饋電開關(guān)的快速通信，解決了地面監(jiān)控主機對井下饋電回路及電氣開關(guān)的遠程智能監(jiān)控的難題，設(shè)計完成了一套集實時保護控制和遠程監(jiān)控功能于-身的智能型饋電開關(guān)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 饋電開關(guān)
上傳時間： 2013-05-21
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傳感器是測控系統(tǒng)的重要組成部分，但有些傳感器，如增量式或絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器，因無配套的二次儀表，給使用帶來不便。有些傳感器雖然可以買到配套的儀表，但價格昂貴，功能單一且功能無法擴展。為此，本課題以設(shè)計一種通用性強，功能擴展方便的測量儀表為目的，將計算機技術(shù)與嵌入式微處理器技術(shù)用于測量儀表當(dāng)中，設(shè)計一種基于ARM的嵌入式智能儀表。課題主要研究工作包括： 1.在分析比較各種二次儀表功能的基礎(chǔ)上，提出了基于ARM的嵌入式智能儀表設(shè)計方案。搭建了儀表的硬件平臺。 2.軟件設(shè)計實現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ嵌入式系統(tǒng)在ARM7微控制器上的移植。在此基礎(chǔ)上，對嵌入式系統(tǒng)進行了一定的擴展，編寫了LCD驅(qū)動程序，調(diào)用了串口通信，A/D轉(zhuǎn)換等模塊的API函數(shù)，建立了多任務(wù)環(huán)境，使儀表兼具PWM脈寬調(diào)制功能、數(shù)據(jù)采集、顯示和傳輸功能。 3.通過增量式、絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器實驗、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器實驗、輸出模擬信號的角度傳感器實驗和PWM輸出實驗驗證儀表的功能。 RTOS平臺的構(gòu)建，降低了軟件設(shè)計的復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)的實時性和靈活性，縮短了開發(fā)周期。經(jīng)過實驗驗證，該儀表能夠準(zhǔn)確測定頻率信號、模擬信號及數(shù)字信號。
上傳時間： 2013-04-24
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本文研制了一種基于社區(qū)和家庭，以家庭為核心的“家庭——社區(qū)醫(yī)院——中心醫(yī)院”的三層體系結(jié)構(gòu)的遠程家庭監(jiān)護系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括家庭端的遠程家庭監(jiān)護智能終端和遠端的醫(yī)院監(jiān)護中心兩部分，其中，家庭端的遠程家庭監(jiān)護智能終端的軟硬件實現(xiàn)是本文的重點和關(guān)鍵。 給出了遠程家庭監(jiān)護智能終端的硬件結(jié)構(gòu)和軟件體系的總體設(shè)計方案。遠程家庭監(jiān)護的硬件平臺，以Philips的ARM內(nèi)核的32位嵌入式微處理器LPC2214為控制核心，外圍擴展藍牙模塊、ISP1160 USB主機模塊、10M以太網(wǎng)通信模塊、CF卡存儲模塊和液晶顯示模塊等模塊實現(xiàn)。對各硬件模塊的設(shè)計實現(xiàn)做了詳盡的論述。在硬件平臺的基礎(chǔ)上，移植嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，按照操作系統(tǒng)、中間件程序和應(yīng)用程序的分層軟件體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計實現(xiàn)了遠程家庭監(jiān)護智能終端的軟件，使得軟件更易維護和升級。 對家庭監(jiān)護終端的軟件實現(xiàn)進行了詳細的論述。設(shè)計實現(xiàn)了各硬件模塊的驅(qū)動程序、通信協(xié)議和應(yīng)用程序。整個應(yīng)用程序按功能劃分為9個任務(wù)，由操作系統(tǒng)內(nèi)核進行調(diào)度，提高了系統(tǒng)的可靠性和實時性。應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了友好的人機界面和生理信號的自動分析功能。重點研究了ECG信號自動分析診斷算法，應(yīng)用自適應(yīng)模板法，實現(xiàn)了疾病自動分析診斷功能，能夠?qū)崿F(xiàn)10種常見心律異常的自動分析診斷。 遠程家庭監(jiān)護智能終端系統(tǒng)可實現(xiàn)對病人心電、血壓、血糖、體溫、呼吸率和血氧飽和度等參數(shù)的實時遠程監(jiān)護，可根據(jù)病人的情況定制要監(jiān)護的參數(shù)，具有良好的可擴展性和靈活性。遠程家庭監(jiān)護終端，通過藍牙模塊以無線方式采集病人的心電和體溫參數(shù)，通過USB主機下行口連接其他生理參數(shù)模塊采集血壓等參數(shù)。所采集的參數(shù)經(jīng)終端分析處理后，可在液晶上顯示生理參數(shù)值及結(jié)果，并可通過局域網(wǎng)傳送到監(jiān)護中心服務(wù)器，供社區(qū)醫(yī)院監(jiān)護醫(yī)生分析診斷。在病人出現(xiàn)生理異常時，家庭監(jiān)護智能終端能夠給出初步診斷結(jié)果并發(fā)出報警。監(jiān)護服務(wù)器收到報警后提醒監(jiān)護醫(yī)生給出診斷結(jié)果，并將診斷結(jié)果反饋到家庭監(jiān)護終端顯示，使病人能夠得到及時救治。
上傳時間： 2013-06-06
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Internet現(xiàn)已成為社會重要的信息流通渠道。嵌入式系統(tǒng)能夠連接到 Internet上面將信息傳送到幾乎世界上的任何一個地方。嵌入式設(shè)備與Internet的結(jié)合代表著嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的真正未來。隨著IPv6的應(yīng)用，設(shè)備都可能獲得一個全球唯一的IP地址，通過IP地址和互聯(lián)網(wǎng)相連成為一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。因此隨著電子技術(shù)和Internet技術(shù)的發(fā)展使的家用電子電器產(chǎn)品步向智能化網(wǎng)絡(luò)化的智能家居方向。智能家居是集成微電子技術(shù)與控制技術(shù)當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)典型的代表。 本文將嵌入式技術(shù)與電力載波通信協(xié)議X-10技術(shù)結(jié)合起來來實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)，著重研究智能家居控制系統(tǒng)的核心一基于ARM核的智能家居網(wǎng)關(guān)軟硬件設(shè)計。智能家居網(wǎng)關(guān)是一個嵌入式WEB服務(wù)器，用戶通過登陸智能家居網(wǎng)關(guān)進而實現(xiàn)對智能家居網(wǎng)關(guān)的遠程控制操作，智能家居網(wǎng)關(guān)將接收到的用戶命令進行“翻譯”之后向家庭電力線發(fā)送X-10指令，實現(xiàn)對家庭設(shè)備的控制。 本文首先分析基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的原理及X-10技術(shù)；然后給出具體基于ARM平臺的硬件電路設(shè)計，本文在以LPC2210為處理器實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計中，給出詳細設(shè)計步驟與過程。本系統(tǒng)主要電路包括有電源電路、鍵盤電路、LCD顯示電路、存儲電路、網(wǎng)口電路、及X-10電力載波電路等等；其次ARM平臺軟件實現(xiàn)是本文的一個重點。本文主要分三步來實現(xiàn)：第一步實現(xiàn)了在LPC2200系列處理器上的嵌入式操作系統(tǒng)uC/OS-Ⅱ的移植、第二步實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧LWIP在嵌入式操作系統(tǒng)上的移植、第三步實現(xiàn)WEB服務(wù)器的組建以及應(yīng)用軟件設(shè)計。最后系統(tǒng)在搭建完軟硬件平臺之后，進入調(diào)試結(jié)果環(huán)節(jié)。系統(tǒng)運行后本人使用本地示波器觀看波形，然后通過對波形的解析與X-10指令的對照來驗證基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的可行性，進而實現(xiàn)了X-10信息家電與Internet的互連控制。
標(biāo)簽： ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-04
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在國內(nèi)新的電力市場形勢的變化下，配電網(wǎng)自動化尤其是配電網(wǎng)自動化中的無功補償和配電數(shù)據(jù)監(jiān)測在電力企業(yè)中的重要性越來越顯著。另一方面，我國電力供需矛盾趨于緩和，電力負(fù)荷控制系統(tǒng)的控制功能變得很少使用，造成了資金、資源的很大浪費。為了使這些資源更有效地服務(wù)于配電網(wǎng)自動化建設(shè)，在充分整合電力負(fù)荷控制系統(tǒng)原有硬件資源的基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于ARM的智能控制器來實現(xiàn)對電網(wǎng)的無功補償和配電監(jiān)測，對原有的數(shù)據(jù)資源進行了進一步的開發(fā)利用。 本論文主要完成了以下幾個方面的工作： 1、研究電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集方法、高速數(shù)字信號處理算法、智能無功補償算法。 2、研究基于GPRS的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及國家電網(wǎng)公司通信協(xié)議《電力負(fù)荷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約—2004》的實現(xiàn)。 3、研究基于高性能嵌入式系統(tǒng)的終端軟、硬件平臺的實現(xiàn)
上傳時間： 2013-04-24
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汽車儀表是駕駛員與汽車進行交流的重要窗口，也是汽車高新技術(shù)的重要部分。傳統(tǒng)汽車儀表多使用指針型顯示器件為主，如步進電機、十字線圈，輔以液晶顯示，顯示的信息量相對較少，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。一方面隨著汽車電子化程度的不斷提高，進行技術(shù)創(chuàng)新，研制開發(fā)新一代汽車儀表產(chǎn)品；另一方面，由于能源和環(huán)保問題，汽車也將從內(nèi)燃機汽車發(fā)展到包括純電動汽車(BEF)、混合電動汽車(HEV)以及燃料電池汽車(FCV)的新能源汽車時代，因此結(jié)合新能源汽車信息量多、電子化程度高的特點，開發(fā)新一代汽車智能儀表具有重要的現(xiàn)實和長遠意義。 本文正是在這樣的背景下，以同濟大學(xué)汽車學(xué)院自主研發(fā)的ROVER燃料電池轎車為研究對象，進行了汽車智能儀表的一些功能研究與開發(fā)。所做的主要工作有： (1)根據(jù)要實現(xiàn)的功能確定所需的硬件資源，選擇合適的嵌入式硬件系統(tǒng)。 (2)嵌入式操作系統(tǒng)的選擇和二次開發(fā)。在選擇操作系統(tǒng)時要考慮到系統(tǒng)的硬件可移植性、實時性、對內(nèi)存的需求以及提供哪些開發(fā)工具等。 (3)應(yīng)用軟件的開發(fā)。主要是儀表界面設(shè)計，包括數(shù)字圖形顯示，動畫顯示，數(shù)據(jù)庫開發(fā)等。 (4)基于無線數(shù)據(jù)傳輸模塊下的GPRS無線通訊實驗。包括客戶端和服務(wù)器端系統(tǒng)配置，動態(tài)域名解析等。 該儀表已應(yīng)用于ROVER燃料電池轎車，實踐表明，在嵌入式平臺上顯示車載信息，同傳統(tǒng)儀表相比具有較大的優(yōu)勢。可滿足小型化、輕量化的要求；造型美觀，可動畫顯示、可讀性、可視性強；可實現(xiàn)一表多用。從軟件方面來講，引入了操作系統(tǒng)的概念，增強了代碼的可讀性、可維護性、可擴展性以及靈活性；信息顯示自由度高，顯示界面人性化，可定制；即使更換硬件平臺，也只需對操作系統(tǒng)和底層驅(qū)動程序進行少量的移植工作，而無需修改與硬件無關(guān)的應(yīng)用代碼。
上傳時間： 2013-04-24
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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)程序跑飛的問題，如果實現(xiàn)PID軟算法的微處理器因為強干擾或其他原因而出現(xiàn)故障，會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)上解決這個問題。因此，利用FPGA開發(fā)技術(shù)，實現(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，總結(jié)FPGA設(shè)計技術(shù)及開發(fā)流程，指出實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，降低設(shè)計難度，是擴展設(shè)計功能、提高芯片性能和產(chǎn)品性價比的關(guān)鍵。控制系統(tǒng)由四個模塊組成，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)計結(jié)構(gòu)類型和特點的基礎(chǔ)上，提出一種基于FPGA改進型并行結(jié)構(gòu)的PID溫度控制器設(shè)計方法。在PID算法與FPGA的運算器邏輯映像過程中，采用將補碼的加法器代替減法器設(shè)計，增加整數(shù)運算結(jié)果的位擴展處理，進行不同數(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算部件。應(yīng)用Ouartus Ⅱ圖形輸入與Verilog HDL語言相結(jié)合設(shè)計實現(xiàn)了PID控制器，用Modelsim仿真驗證了設(shè)計結(jié)果的正確性，用Synplify Pro進行電路綜合，在Quaitus Ⅱ軟件中實現(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，實驗結(jié)果表明，達到無超調(diào)的穩(wěn)定控制要求，為降低FPGA實現(xiàn)PID控制器的設(shè)計難度提供了有效的方法。
上傳時間： 2013-05-24
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基于FPGA的智能小車系統(tǒng)就是本地計算機通過接入Internet小車實現(xiàn)對遠端工作現(xiàn)場、危險工作地段等特殊環(huán)境進行監(jiān)視和控制的系統(tǒng)。智能小車是智能行走機器人的一種，這種智能小車可以適應(yīng)不同環(huán)境，不受溫度、濕度、空間、磁場輻射、重力等條件的影響，可以在人類無法進入或生存的環(huán)境中完成人類無法完成的探測任務(wù)。適用于國防及民用多個領(lǐng)域。整個系統(tǒng)以遙控小車裝置為基礎(chǔ)，通過配置在上面的攝像頭實現(xiàn)圖像的采集及對行車道的檢測，通過配置的紅外測溫儀探測環(huán)境和目標(biāo)的溫度，具有一定的智能性。其明顯的優(yōu)點是可以通過網(wǎng)絡(luò)遠程控制小車運行及采集現(xiàn)場的溫度、圖像等相關(guān)信息，完成人類在特定條件下無法完成的工作。對人類的科學(xué)研究、探索未知領(lǐng)域、遠程監(jiān)控等有著重要的意義。 論文在深入研究SOPC和嵌入式操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了基于FPGA的智能小車遠程監(jiān)控方案。采用FPGA來實現(xiàn)，可以充分利用現(xiàn)有的IP核，功能擴展容易，設(shè)計開發(fā)成本低，上市時間快，修改方便，甚至可以遠程重構(gòu)系統(tǒng)。與單片機相比，集成度高，可靠性好，調(diào)試和維護方便。 論文主要內(nèi)容包括以下幾個部分：在對智能小車功能分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計了硬件系統(tǒng)，并在FPGA上構(gòu)建了基于Nios Ⅱ的嵌入式系統(tǒng)，配置了SPI、串行口和以太網(wǎng)接口模塊和驅(qū)動程序，以及各種存儲器。移植了μClinux操作系統(tǒng)，配置嵌入式Web服務(wù)器，編寫CGI程序，設(shè)計了動態(tài)網(wǎng)頁；并對行車道檢測系統(tǒng)進行了研究，在DSP Builder中構(gòu)建了該模塊，并在Matlab中進行了仿真。在研究數(shù)碼相機模塊和紅外測溫模塊的基礎(chǔ)上，編寫了圖像采集和溫度測量程序以及小車運動控制程序，并對系統(tǒng)進行了調(diào)試，初步達到通過Internet實現(xiàn)遠程監(jiān)控的目的。
上傳時間： 2013-08-05
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