本文對TCN中的MVB技術(shù)進(jìn)行了研究，并在深入了解MVB的通信機(jī)制的基礎(chǔ)上，提出了采用FPGA替代MVB控制器專用芯片的解決方法。根據(jù)TCN協(xié)議，連接在MVB上的設(shè)備可以分為5類，其中1類設(shè)備可以在不需要CPU的基礎(chǔ)上實現(xiàn)自動通信，最為常用。本設(shè)計的目的就是采用FPGA替代MVB1類設(shè)備控制器。 文章采用自頂向下的模塊化設(shè)計方法，根據(jù)MVB1類設(shè)備控制器要實現(xiàn)的功能，將設(shè)計劃分為3個模塊：發(fā)送模塊、接收模塊和MVB1類模式控制模塊。其中發(fā)送模塊又劃分為位控制單元、CRC生成單元、FIFO單元和曼徹斯特編碼單元等。接收模塊又劃分為幀起始檢測單元、時鐘恢復(fù)單元、幀分界符檢測單元、數(shù)據(jù)譯碼單元、CRC校驗單元、譯碼控制單元和長度錯誤檢測單元等。MVB1類模式控制模塊又劃分為報文錯誤處理單元、主幀寄存器單元、TM控制單元和主控單元等。上述各模塊的RTL級設(shè)計都是采用硬件描述語言Verilog實現(xiàn)的。
標(biāo)簽： MVB1 FPGA 設(shè)備 控制器
上傳時間： 2013-07-21
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本文對基于DSP和FPGA運動控制器的設(shè)計進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下： （1）深入研究國內(nèi)外運動控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景。 （2）規(guī)劃運動控制器的硬件和軟件整體研發(fā)方案。 （3）對運動控制器的各個功能模塊進(jìn)行硬件設(shè)計。 （4）對運動控制算法和數(shù)字濾波算法進(jìn)行設(shè)計，編寫控制軟件。 （5）對運動控制系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析和訪真，調(diào)節(jié)控制器參數(shù)，使運動控制系統(tǒng)具有較好的靜態(tài)特性和動態(tài)特性。 （6）構(gòu)建實驗系統(tǒng)，編寫人機(jī)界面軟件，驗證運動控制器的性能。
上傳時間： 2013-06-13
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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(jìn)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(jìn)行了介紹.另外,詳細(xì)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(hù)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(dá)到了預(yù)期的目的.
上傳時間： 2013-04-24
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步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號變換成角位移或直線位移的執(zhí)行部件。步進(jìn)電機(jī)可以直接用數(shù)字信號驅(qū)動，使用非常方便。一般電動機(jī)都是連續(xù)轉(zhuǎn)動的，而步進(jìn)電動機(jī)則有定位和運轉(zhuǎn)兩種基本狀態(tài)，當(dāng)有脈沖輸入時步進(jìn)電動機(jī)一步一步地轉(zhuǎn)動，每給它一個脈沖信號，它就轉(zhuǎn)過一定的角度。步進(jìn)電動機(jī)的角位移量和輸入脈沖的個數(shù)嚴(yán)格成正比，在時間上與輸入脈沖同步，因此只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率及電動機(jī)繞組通電的相序，便可獲得所需的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動方向。在沒有脈沖輸入時，在繞組電源的激勵下氣隙磁場能使轉(zhuǎn)子保持原有位置處于定位狀態(tài)。因此非常適合于單片機(jī)控制。步進(jìn)電機(jī)還具有快速啟動、精確步進(jìn)和定位等特點，因而在數(shù)控機(jī)床，繪圖儀，打印機(jī)以及光學(xué)儀器中得到廣泛的應(yīng)用。步進(jìn)電動機(jī)已成為除直流電動機(jī)和交流電動機(jī)以外的第三類電動機(jī)。傳統(tǒng)電動機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，在人類的生產(chǎn)和生活進(jìn)入電氣化過程中起著關(guān)鍵的作用。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。
標(biāo)簽： 單片機(jī)控制 步進(jìn)電機(jī) 調(diào)速系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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傳統(tǒng)PLC使用時會出現(xiàn)一些問題，如程序死循環(huán)、程序跑飛、需要龐大的編譯系統(tǒng)作支持和不能實現(xiàn)精確位置控制等等；而發(fā)展到OPENPLC后，這些問題依然存在。為了更好地解決這些問題，本文提出一種全新的可編程控制器現(xiàn)場集成技術(shù)，用FPGA來實現(xiàn)PLC的功能，拋棄傳統(tǒng)PLC“程序”的概念，以“硬件線路”來實現(xiàn)控制功能，不論在經(jīng)濟(jì)上還是在性能上都具有更大的優(yōu)勢。 本課題在對國內(nèi)外可編程控制器，重點是HardPLC的開發(fā)和應(yīng)用的進(jìn)展進(jìn)行概述和分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)開展了HardPLC組成模塊原理及其仿真模擬的研究。本研究的主要貢獻(xiàn)為： 1.對比分析了CPLD和FPGA的性能特點，闡明了Xilinx公司FPGA芯片結(jié)構(gòu)的兩個創(chuàng)新概念，指出了其優(yōu)越性能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)； 2.系統(tǒng)分析了用HardPLC實現(xiàn)控制系統(tǒng)時的一些通用模塊，對每個模塊的工作原理進(jìn)行了深入的探討，用VHDL語言建立了每個模塊的模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了仿真、綜合，為進(jìn)一步研究可編程控制器的現(xiàn)場集成奠定了基礎(chǔ)； 3.在仿真綜合的基礎(chǔ)上，用所建立的模型完成了特定邏輯控制系統(tǒng)的控制要求，充分展示了其實際應(yīng)用的可行性； 4.在分析Xilinx公司SPARTANII系列FPGA芯片配置模式的基礎(chǔ)上，確定了應(yīng)用于實際的基于CPLD控制的FPGA芯片SlaveParallel配置模式。 本課題研究建立的模型對于開發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的HardPLC組成IP庫具有一定的理論意義；對特定系統(tǒng)的控制實現(xiàn)，充分展示了基于FPGA的可編程控制器現(xiàn)場集成技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于工控領(lǐng)域，加大推廣力度和建立更多的IP庫，在許多應(yīng)用場合可以取代傳統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)，為工控領(lǐng)域提供高可靠、低價格、簡單易操作的解決方案，這將帶來巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益；所確定的FPGA芯片配置模式可廣泛應(yīng)用于對FPGA芯片配置數(shù)據(jù)的加載，在實踐生產(chǎn)中具有重要的實用價值。
標(biāo)簽： FPGA 可編程控制器 集成技術(shù) 應(yīng)用研究
上傳時間： 2013-05-30
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本文將EDA技術(shù)與傳統(tǒng)的控制理論相結(jié)合,研制了一種全新的基于FPGA技術(shù)之上的PID和模糊控制器,并加以優(yōu)化后應(yīng)用于FESTO液位控制系統(tǒng)上.該控制器基于PLD組成的系統(tǒng),很自然地避開CPU的程序跑飛、死循環(huán)、復(fù)位不可靠等缺點,最大程度的提高設(shè)計效率和系統(tǒng)的可靠性;同時相對于傳統(tǒng)的硬件控制器而言,它的高集成度所需較少外圍電路,降低設(shè)計成本,為控制器地實現(xiàn)提供了一種新方案.此外,本文的模糊控制器對傳統(tǒng)規(guī)則表進(jìn)行改進(jìn),在被控量接近穩(wěn)態(tài)值時規(guī)則表部分自適應(yīng)于具體的期望值,消除了穩(wěn)態(tài)值附近的震蕩,大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性.
上傳時間： 2013-06-21
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如今電力電子電路的控制旨在實現(xiàn)高頻開關(guān)的計算機(jī)控制，并向著更高頻率、更低損耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)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(jīng)濟(jì)、高速度、低功耗等優(yōu)勢，又具有全集成化、適用性強(qiáng)，便于開發(fā)和維護(hù)(升級)等顯著優(yōu)點。與單片機(jī)和DSP相比，F(xiàn)PGA的頻率更高、速度更快，這些特點順應(yīng)了電力電子電路的日趨高頻化和復(fù)雜化發(fā)展的需要。因此，在越來越多的領(lǐng)域中FPGA得到了日益廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。 本文提出了一種采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)器件實現(xiàn)數(shù)字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產(chǎn)生多路PWM脈沖，具有開關(guān)頻率可調(diào)、各路脈沖間的相位可調(diào)、接口簡單、響應(yīng)速度快、易修改、可現(xiàn)場編程等特點，可應(yīng)用于PWM的全數(shù)字化控制。文中對方案的實現(xiàn)進(jìn)行了比較詳細(xì)的論述，包括A/D采樣控制、PI算法的實現(xiàn)、PWM波形的產(chǎn)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(xì)的分析了該變換器的工作過程，并采用基于FPGA的數(shù)字化通用PWM控制器對這種軟開關(guān)Boost變換器進(jìn)行控制，給出了比較完滿的實驗結(jié)果。實驗結(jié)果驗證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性，
標(biāo)簽： FPGA PWM 數(shù)字化 制器設(shè)計
上傳時間： 2013-07-10
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隨著星載電子系統(tǒng)復(fù)雜度、小型化需求的提高，SoC已經(jīng)成為應(yīng)對未來星載電子系統(tǒng)設(shè)計需求的解決途徑。為了簡化設(shè)計流程并且提高部件的可重用性，在目前的SoC設(shè)計中引入了稱之為平臺的體系結(jié)構(gòu)模板，用它來描述采用已有的標(biāo)準(zhǔn)核來開發(fā)SoC的方法。在星載電子系統(tǒng)中常用部件的分類設(shè)計，最終建立一個包括多種功能部件，互連部件和處理部件的設(shè)計平臺，從而有效的提高星載電子系統(tǒng)的設(shè)計能力。在當(dāng)前NASA和ESA的空間應(yīng)用中，PCI總線廣泛作為背板總線和局部總線，有鑒于此，本研究選擇PCI總線作為星載電子系統(tǒng)設(shè)計平臺要提供的一個互連部件對其進(jìn)行設(shè)計。 針對這一需求，本論文采用自項向下的設(shè)計方法對PCI總線從設(shè)備控制器的設(shè)計與實現(xiàn)進(jìn)行了研究，對PCI總線協(xié)議做了深刻的分析，完成了PCI總線目標(biāo)設(shè)備控制器的設(shè)計，采用Verilog HDL對其進(jìn)行了RTL級的描述。 在該課題的研究中，采用了目前集成電路設(shè)計中常見的自頂向下設(shè)計方法，使用硬件描述語言Verilog HDL對其進(jìn)行描述，重點分析了PCI總線設(shè)備控制器的設(shè)計。以PCI總線協(xié)議的分析和理解為基礎(chǔ)，對PCI總線設(shè)備控制器進(jìn)行了功能分析和結(jié)構(gòu)劃分。根據(jù)PCI總線設(shè)備控制器的功能和結(jié)構(gòu)劃分，對PCI總線目標(biāo)設(shè)備控制器的設(shè)計思路和各個子模塊電路的設(shè)計和實現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析闡述，并且通過編寫測試激勵程序完成了功能仿真。應(yīng)用FPGA作為物理驗證和實現(xiàn)載體，進(jìn)行了面向FPGA的電路綜合，進(jìn)行了布局布線后的時序仿真，證明所實現(xiàn)的PCI目標(biāo)設(shè)備控制器符合基本功能要求，在以上基礎(chǔ)上完成了PCI目標(biāo)設(shè)備控制器的FPGA實現(xiàn)。通過這整個論文的工作，按照設(shè)計、仿真、綜合驗證及布局布線的步驟，完成了PCI總線目標(biāo)設(shè)備控制器IP軟核的設(shè)計。
標(biāo)簽： FPGA PCI 設(shè)備 控制器
上傳時間： 2013-06-07
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基于ARM的嵌入式運動控制器是集計算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)、ARM技術(shù)、運動控制技術(shù)以及嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)等技術(shù)為一體的技術(shù)含量高的運動控制器；是對低成本、高性能運動控制器研究的一個新的嘗試。本論文的研究重是點基于雙端口RAM上下位機(jī)通訊的數(shù)控系統(tǒng)總體軟件架構(gòu)設(shè)計、嵌入式運動控制器軌跡規(guī)劃算法的研究、嵌入式系統(tǒng)軟件的構(gòu)建以及運動控制器外設(shè)驅(qū)動程序的開發(fā)，其主要工作及成果如下： 1．針對數(shù)控系統(tǒng)上下位機(jī)信息交互頻繁，提出了一種基于雙端口RAM通訊結(jié)構(gòu)的上下位機(jī)交互方式，實現(xiàn)了上下位機(jī)信息的高速、穩(wěn)定通訊；且完成了基于雙端口RAM上下位機(jī)通訊結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)總體軟件架構(gòu)設(shè)計。 2. 針對目前高速數(shù)控加工軌跡規(guī)劃中存在的一些關(guān)鍵問題進(jìn)行深入的探討。提出一種軌跡拐角的速度平滑方法，當(dāng)高速加工不在同一直線方向而形成拐角的加工段時，在拐角過渡時能獲得很好的速度響應(yīng)和較小的輪廓誤差；還提出了一種高速數(shù)控加工小線段的前瞻平滑算法，當(dāng)高速加工多段微小直線段時，能夠優(yōu)化規(guī)劃多段微小線段的加工速度，有效避免了頻繁的加減速給系統(tǒng)帶來較大沖擊以及加工效率低的問題。 3. 構(gòu)建了適合本運動控制器系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件；研究了嵌入式運動控制器引導(dǎo)程序的移植、嵌入式Linux內(nèi)核的優(yōu)化配置以及根文件系統(tǒng)的構(gòu)建。 4．探討了Linux驅(qū)動程序開發(fā)的原理以及流程；并以雙端口RAM為例介紹了運動控制外設(shè)驅(qū)動程序開發(fā)的方法。
上傳時間： 2013-07-02
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文中介紹了一種應(yīng)用于舞臺電腦燈控制系統(tǒng)的高性能步進(jìn)電機(jī)運動控制系統(tǒng)，以及步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動原理和自適應(yīng)調(diào)速算法。使用細(xì)分驅(qū)動可以顯著地減小步進(jìn)電機(jī)的低頻振動；使用自適應(yīng)調(diào)速法，可以在保證系統(tǒng)的
標(biāo)簽： 性能 步進(jìn)電機(jī) 運動控制 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間： 2013-04-24
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