社會發(fā)展對內(nèi)燃機車柴油機安全、節(jié)能、低污染等方面提出了更高的要求,傳統(tǒng)的機械式控制已很難滿足這些新要求。對機車柴油機采用電子控制技術(shù)成為當(dāng)前提高柴油機乃至整車性能的一種有效方法。柴油機電子控制技術(shù)包含的范圍很廣,其中標定技術(shù)決定了電控系統(tǒng)中最佳控制參數(shù)的獲取,從而影響著柴油機的工作性能,而噴油泵特性的標定是標定眾多內(nèi)容中首先要解決的問題,因此本文將機車柴油機電控系統(tǒng)中的油量特性標定作為研究重點,首先對電控單體泵的組成和原理進行了分析,確定了其作為機車應(yīng)用的合理性;其次完成了電子燃油噴射控制單元的設(shè)計,并對其實驗方法進行了研究。 噴油泵在匹配任何一種類型柴油機之前,其數(shù)學(xué)模型和控制特性應(yīng)該基本確定,能不能使得被匹配的柴油機性能達到最佳水平,將取決于能否通過有效的標定方法來獲得準確的噴油控制參數(shù)。本文在電子控制單元基本功能完成的基礎(chǔ)上,充分利用現(xiàn)場總線技術(shù)的優(yōu)勢,在實現(xiàn)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層接口的同時,針對標定應(yīng)用進行了擴展,制訂出一套完整的通信協(xié)議,并開發(fā)出上位機標定軟件,使得電子控制單元與上位機之間建立起了良好的通信平臺。標定系統(tǒng)的建立同時為機車故障診斷技術(shù)帶來了新思路,本文提出了一種基于分布式機車控制網(wǎng)絡(luò)的故障診斷策略,多個智能化節(jié)點可以共同來完成復(fù)雜的故障診斷操作,性能完備的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成和通訊協(xié)議使得大量故障信息的交互顯得有條不紊。這種思路,對電控系統(tǒng)乃至整車的故障診斷技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生著深遠的影響。 方案的確定,軟硬件的設(shè)計,實驗方法的分析,都必須結(jié)合真正的臺架實驗,在實驗過程中不斷的改進。本文最后,介紹了在機車廠單體泵試驗臺上進行的電磁閥驅(qū)動和油泵特性標定實驗,從中獲得了機車柴油機電控系統(tǒng)研究的寶貴經(jīng)驗,為后期的柴油機匹配實驗打下了堅實的基礎(chǔ)。
上傳時間: 2013-04-24
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貴州電解鋁廠供電四車間廠房內(nèi)變壓器、整流柜、電容等設(shè)備種類繁多,同系列設(shè)備安放距離跨度較大.這些電力電子器件長期運行導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部某些連接點絕緣介質(zhì)老化,甚至脫落.這種現(xiàn)象單憑肉眼很難觀察,該廠對此問題的解決方法為:技術(shù)工人攜帶小型紅外探測儀定期采集上述器件的某些連接點,從紅外圖像數(shù)據(jù)得出溫度數(shù)據(jù)以此判斷器件工作是否處于良好狀態(tài).由于人為因素,工人不一定能全部獲取所有連接點數(shù)據(jù).可見,此方法費時費力,還存在隱患. 針對現(xiàn)行探測方法存在的弊端,依托"中鋁貴州分公司電解鋁廠整流所安全運行監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)"項目,利用一臺直線行走的智能小車??吭谝堰x擇的定位點處監(jiān)測車間的電器設(shè)備,因此這就涉及到了監(jiān)控小車的精準定位問題.本文以卞位機智能監(jiān)控小車為研究對象,采用模糊PID控制技術(shù)對PLC發(fā)出的脈沖頻率進行自動調(diào)節(jié),依據(jù)脈沖頻率誤差E和誤差變化率EC的變化對PID控制的參數(shù)進行自整定,實現(xiàn)對小車速度的模糊控制,從而實現(xiàn)了小車的精準定位,為上位機的監(jiān)控工作做好了準備. 論文第一章介紹了電解鋁廠供電車間的供電情況,分析了小車定位精準的重要性,介紹了本文的研究內(nèi)容.第二章對小車主要結(jié)構(gòu)的硬件設(shè)計作了介紹.第三章論述了小車的運動控制,從分析步進電機的矩頻特性和數(shù)學(xué)模型入手,介紹了小車的啟??刂坪瓦\動中的測速.第四章論述了小車的精準定位方法,介紹了模糊PID控制器設(shè)計,重點介紹了模糊PID控制算法的程序設(shè)計.第五章列舉了實際運行調(diào)試中出現(xiàn)的幾種問題,介紹了相應(yīng)的控制方法加以克服.第六章對論文進行了總結(jié).
標簽: 直線 智能監(jiān)控 定位
上傳時間: 2013-04-24
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在實際應(yīng)用中,對永磁同步電機控制精度的要求越來越高。尤其是在機器人、航空航天、精密電子儀器等對電機性能要求較高的領(lǐng)域,系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性和魯棒性能好壞成為決定永磁同步電機性能優(yōu)劣的重要指標。傳統(tǒng)電機系統(tǒng)通常采用PID控制,其本質(zhì)上是一種線性控制,若被控對象具有非線性特性或有參變量發(fā)生變化,會使得線性常參數(shù)的PID控制器無法保持設(shè)計時的性能指標;在確定PID參數(shù)的過程中,參數(shù)整定值是具有一定局域性的優(yōu)化值,并不是全局最優(yōu)值。實際電機系統(tǒng)具有非線性、參數(shù)時變及建模過程復(fù)雜等特點,因此常規(guī)PID控制難以從根本上解決動態(tài)品質(zhì)與穩(wěn)態(tài)精度的矛盾。永磁同步電機是典型的多變量、參數(shù)時變的非線性控制對象。先進控制方法(諸如智能控制、優(yōu)化算法等)研究應(yīng)用的發(fā)展與深入,為控制復(fù)雜的永磁同步電機系統(tǒng)開辟了嶄新的途徑。由于先進控制方法擺脫了對控制對象模型的依賴,能夠在處理不精確性和不確定性問題中有可處理性、魯棒性,因而將其引入永磁同步電機控制已成為一個必然的趨勢。本文根據(jù)系統(tǒng)實現(xiàn)目標的不同,選取相應(yīng)的先進控制方法,并與PID控制相結(jié)合,對永磁同步電機各方面性能進行有針對性的優(yōu)化,最終使其控制精度得到顯著的提高。為達到對永磁同步電機進行性能優(yōu)化的研究目的,文中首先探討了正弦波永磁同步電機和方波永磁同步電機的運行特點及控制機理,通過建立數(shù)學(xué)模型,對相應(yīng)的控制系統(tǒng)進行了整體分析。針對永磁同步電機非線性、強耦合的特點,設(shè)計了矢量控制方式下的永磁同步電機閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。結(jié)合常規(guī)PID控制,將模糊控制、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工免疫等多種先進控制方法應(yīng)用于永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和同步傳動系統(tǒng)的控制器設(shè)計中,以滿足不同控制系統(tǒng)對電機動、靜態(tài)性能的要求以及對調(diào)速性能或跟隨性能的側(cè)重。實驗結(jié)果表明,采用先進控制方法的永磁同步電機具有較好的動態(tài)性能、抗擾動能力以及較強的魯棒性能;與傳統(tǒng)PID控制相比,系統(tǒng)的控制精度得到了明顯提高。研究結(jié)果驗證了先進控制方法應(yīng)用于永磁同步電機性能優(yōu)化的有效性和實用性。
上傳時間: 2013-04-24
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溫室是設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分,國內(nèi)外溫室種植業(yè)的實踐經(jīng)驗表明,提高溫室的自動控制和管理水平可充分發(fā)揮溫室農(nóng)業(yè)的高效性。隨著傳感技術(shù),計算機技術(shù)及通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展,現(xiàn)代化溫室信息自動采集及智能控制系統(tǒng)的開發(fā)已越來越引起人們的重視,并成為一個具有重要意義的研究方向。因此設(shè)計了基于PIC單片機的溫室自動控制系統(tǒng),使其對溫室環(huán)境進行控制,為植物創(chuàng)造適宜的生長條件,從而使農(nóng)作物獲得高產(chǎn),提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。 文中論述了國內(nèi)外溫室環(huán)境控制技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀,分析了溫室的內(nèi)部機理,給出了所采用的溫室小氣候溫濕度模型;通過對溫室環(huán)境歷史數(shù)據(jù)的分析,得出了溫室溫度控制系統(tǒng)的近似數(shù)學(xué)模型。 系統(tǒng)采用模糊控制算法實現(xiàn)對溫濕度的控制。詳細研究了模糊控制的機理,建立了針對幾種執(zhí)行機構(gòu)的模糊控制規(guī)則表;在模糊推理中采用了T-S模型的推理方法,此方法確定的控制規(guī)則工程意義明確,易于調(diào)整。并以溫度控制系統(tǒng)為對象,使用MATLAB對模糊算法進行仿真;仿真結(jié)果表明,這種算法具有超調(diào)量小、穩(wěn)定性強、適應(yīng)性好等特點,能夠達到預(yù)期的控制效果,是一種較為理想的智能控制方案。 溫室自動控制系統(tǒng)的硬件部分由上位機和下位機及其外圍電路組成。上位機采用PC機,通過與下位機間的通信實現(xiàn)對溫室的統(tǒng)一管理;下位機及其外圍電路實現(xiàn)溫室環(huán)境參數(shù)的檢測、顯示和實時控制,微處理器采用的是PIC16F877A單片機。這種以單片機為核心的控制器還可以在不依賴上位機的情況下獨立實現(xiàn)參數(shù)的測控。 在軟件設(shè)計方面,將模糊控制算法引入其中,給出了主程序、模糊算法程序、通信程序等程序流程圖。使用MSComm控件實現(xiàn)上下位機間通信;并采用VB6.0對上位機界面進行了設(shè)計,使程序簡單、清晰、為用戶提供了直觀友好的管理平臺。整個系統(tǒng)軟硬件搭配合理,設(shè)計、開發(fā)、維護方便,具有較高的性價比。
上傳時間: 2013-07-21
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全功能交通燈設(shè)計+智能交通燈 全功能交通燈設(shè)計+智能交通燈
上傳時間: 2013-06-19
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本文在分析了嵌入式技術(shù)及控制系統(tǒng)的發(fā)展概況后,首先對現(xiàn)場總線,主要是CAN總線的技術(shù)特點進行了全面的介紹,并重點對CAN總線網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性問題及改善的方案進行了分析和研究。之后利用嵌入式技術(shù)實現(xiàn)了基于CAN總線的網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主控節(jié)點,即ARM平臺采用32位的嵌入式處理器AR2M和嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ來實現(xiàn),并在該平臺上完成了系統(tǒng)多任務(wù)的建立,包括與底層CAN網(wǎng)絡(luò)的通信、液晶顯示輸出和嵌入式Web服務(wù)器等。 論文共分六章。第一章介紹了控制系統(tǒng)的發(fā)展過程、嵌入式技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀,并引出了課題的背景和研究意義,給出了主要研究內(nèi)容。第二章著重介紹了CAN現(xiàn)場總線技術(shù),并對其工作原理和CAN總線系統(tǒng)的實時性進行了分析。第三章論述了CAN總線測控網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)以及CAN測控網(wǎng)絡(luò)與Internet集成的必要性,并給出了本文的系統(tǒng)設(shè)計方案、工作原理和組成。第四章論述了基于CAN總線的嵌入式測控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn),詳細闡述了系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計思路和實現(xiàn)方法。硬件方面,介紹了硬件平臺中的主處理器LPC2292和整個硬件邏輯模塊。軟件設(shè)計上實現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)在ARM7上的移植,并完成了嵌入式系統(tǒng)下多任務(wù)的建立。第五章介紹了以QXLPC-Ⅲ過程控制系統(tǒng)為應(yīng)用對象,進行的實際應(yīng)用實驗,該實驗對被控過程的部分物理量進行了檢測,驗證了本方案的可行性。第六章對全文進行了總結(jié),給出了有待進一步研究的問題,并對后續(xù)工作進行了展望。
上傳時間: 2013-06-03
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對一些信號的監(jiān)測尤其是對電壓、電流、溫度等模擬量的監(jiān)測有著很廣泛的應(yīng)用,通過監(jiān)測到的數(shù)據(jù),可以對系統(tǒng)相關(guān)設(shè)置進行及時調(diào)整,為人們的生產(chǎn)生活帶來便利與保證。 系統(tǒng)采用Actel公司先進的模數(shù)混合FPGA以及Actel公司的SOPC設(shè)計解決方案,單芯片實現(xiàn)以CortexMI處理器為核心的片上監(jiān)測系統(tǒng)。它可以完成對電壓、電流、溫度等模擬量的監(jiān)測,系統(tǒng)模擬模塊將采集到的數(shù)據(jù)ADC后送給處理器Cortex-MI進行處理,通過串行口,以太網(wǎng)口和OLED,實現(xiàn)與PC主機交互,板上實時顯示以及遠程主機檢測功能。借助于Actel的先進的新型fusion模數(shù)混合FPGA器件,單芯片實現(xiàn)可直接對外部模擬信號進行處理的數(shù)?;旌舷到y(tǒng),簡化了設(shè)計;對電壓,電流,溫度等模擬量的測控在日常生活中有很重要的意義,該系統(tǒng)在智能家電,電源監(jiān)控以及微控制器等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。 本文研究的主要內(nèi)容包括: 1.對現(xiàn)有嵌入式設(shè)計方法進行比較,確定系統(tǒng)設(shè)計目標并選擇SOPC方案設(shè)計系統(tǒng); 2.系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計; 3.系統(tǒng)軟件設(shè)計。
標簽: FPGA 電壓電流 溫度監(jiān)測
上傳時間: 2013-06-14
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基于CMOS攝像頭的智能尋跡車的設(shè)計與實現(xiàn)
上傳時間: 2013-07-28
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自20世紀90年代以來,隨著計算機技術(shù)、超大規(guī)模集成電路技術(shù)和通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,微機保護和測控裝置的性能得到大幅提升,以此為基礎(chǔ)的變電站自動化系統(tǒng)在我國的電力系統(tǒng)中得到長足的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。 @@ 為增加產(chǎn)品的市場競爭力,電力系統(tǒng)二次設(shè)備生產(chǎn)廠商緊跟市場需求,將各種具有高性價比的新型處理器芯片和外圍芯片大量應(yīng)用到變電站自動化系統(tǒng)的保護、測控裝置上,如32位CPU、數(shù)字信號處理芯片DSP、高速高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片、大容量Flash存儲芯片、可編程邏輯器件CPLD、FPGA等。這些功能強大的器件的應(yīng)用使保護測控裝置在外形上趨于小型化集成化,而在功能上則較以前有顯著提升。同時,各種成熟的商用嵌入式實時操作系統(tǒng)的采用使處理器的性能得到充分發(fā)揮,裝置通信、數(shù)據(jù)存儲及處理能力更強,性能大幅提高,程序移植升級更加方便快捷。 @@ 本論文以現(xiàn)階段國內(nèi)外變電站自動化系統(tǒng)測控技術(shù)為參考,根據(jù)變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢和要求,研究一種基于ARM和FPGA技術(shù)并采用嵌入式實時操作系統(tǒng)的高性能測控裝置,并給出硬軟件設(shè)計。 @@ 裝置硬件采用模塊化設(shè)計,按照測控裝置基本功能設(shè)計插件板。分為主CPU插件、交流采樣插件、遙信采集插件、遙控出口插件、直流采樣及輸出插件。除主CPU插件,其他插件的數(shù)量可以根據(jù)需要任意增減,滿足不同用戶的需求。 @@ 裝置主CPU采用目前先進的基于ARM技術(shù)的微處理器AT91RM9200,通過數(shù)據(jù)、地址總線和其他插件板連接,構(gòu)成裝置的整個系統(tǒng)。交流采樣插件采用FPGA技術(shù),利用ALTERA公司的FPGA芯片EP1K10實現(xiàn)交流采樣的控制,降低了CPU的負擔(dān)。 @@ 軟件采用Vxworks嵌入式實時操作系統(tǒng),增加了系統(tǒng)的性能。以任務(wù)來管理不同的軟件功能模塊,利于裝置軟件的并行開發(fā)和維護。 @@關(guān)鍵詞:測控裝置;嵌入式實時操作系統(tǒng);ARM;現(xiàn)場可編程門陣列
上傳時間: 2013-04-24
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人臉自動識別技術(shù)是模式識別、圖像處理等學(xué)科的一個最熱門研究課題之一。隨著社會的發(fā)展,各方面對快速有效的自動身份驗證的要求日益迫切,而人臉識別技術(shù)作為各種生物識別技術(shù)中最重要的方法之一,已經(jīng)越來越多的受到重視。對于具有實時,快捷,低誤識率的高性能算法以及對算法硬件加速的研究也逐漸展開。 本文詳細分析了智能人臉識別算法原理,發(fā)展概況和前景,包括人臉檢測算法,人眼定位算法,預(yù)處理算法,PCA和ICA 算法,詳細分析了項目情況,系統(tǒng)劃分,軟硬件平臺的資源和使用。并在ISE軟件平臺上,用硬件描述語言(verilog HDL)對算法部分嚴格按照FPGA代碼風(fēng)格進行了RTL 硬件建模,并對C++算法進行了優(yōu)化處理,通過仿真與軟件算法結(jié)果進行比對,評估誤差,最后在VirtexII Pro FPGA 上進行了綜合實現(xiàn)。 主要研究內(nèi)容如下: 首先,對硬件平臺xilinx的VirtexII Pro FPGA 上的系統(tǒng)資源進行了描述和研究,對存儲器sdram,RS-232 串口,JTAG 進行了研究和調(diào)試,對Coreconnect的OPB總線仲裁機理進行了兩種算法的比較,RTL 設(shè)計,仿真和綜合。利用ISE和VC++軟件平臺,對verilog和C++算法進行同步比較測試,使每步算法對應(yīng)正確的結(jié)果。對軟硬件平臺的合理使用使得在項目中能盡可能多的充分利用硬件資源,制板時正確選型,以及加快設(shè)計和調(diào)試進度。其次,對人臉識別算法流程中的人臉檢測,人眼定位,預(yù)處理,識別算法分別進行了比較研究,選取其中各自性能最好的一種算法對其原理進行了分析討論。人臉檢測采用adaboost 算法,因其速度和精度的綜合性能表現(xiàn)優(yōu)異。人眼定位采用小塊合并算法,因為它具有快速,準確,弱時實的特點。預(yù)處理算法采用直方圖均衡加平滑的算法,簡單,高效。 識別算法采用PCA 加ICA 算法,它能最大的弱化姿態(tài)和光照對人臉識別的影響。 最后,使用Verilog HDL 硬件描述語言進行算法的RTL 建模,在C++算法的基礎(chǔ)上,保證原來效果的前提下,根據(jù)FPGA 硬件特點對算法進行了優(yōu)化。視頻輸入輸出是人臉識別的前提,它提供FPGA 上算法需要處理的數(shù)據(jù),預(yù)處理算法在C++算法的基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化,最大的減少了運算量,提高了運算速度,16 位計算器模塊使得在算法實現(xiàn)時可以根據(jù)系統(tǒng)要求,在FPGA的ip 核和自己設(shè)計的模塊之間選擇性能更好的一個來調(diào)用,F(xiàn)IFO的設(shè)計提供同步和異步時鐘域的數(shù)據(jù)緩存。設(shè)計在ISE和VC++軟件平臺同時進行,隨時對verilog和C++數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和比對。全部設(shè)計模塊通過仿真,達到預(yù)定的性能要求,并在FPGA 上綜合實現(xiàn)。
上傳時間: 2013-07-13
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