JPEG 2000是為適應(yīng)不斷發(fā)展的圖像壓縮應(yīng)用而出現(xiàn)的新的靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，小波變換是JEPG 2000核心算法之一。小波變換是一種可達(dá)到時(空)域或頻率域局部化的時頻域或空頻域分析方法，其多尺度分解特性符合人類的視覺機(jī)制，更加適用于圖像信息的處理。提升小波變換是一類不采用傅立葉變換做為主要分析工具的小波變換新方法，提升小波變換的提出大大簡化了小波變換的計算，使其在實(shí)時信號處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。通過提升的方法很容易構(gòu)造一般的整數(shù)小波變換，由于圖像一般用位數(shù)較低的整數(shù)表示，整數(shù)小波變換可以將為整數(shù)序列的圖像矩陣映射成整數(shù)小波系數(shù)矩陣，這就大大簡化了小波變換的硬件電路設(shè)計。在當(dāng)今數(shù)字化和信息化時代背景下，研究具有高速硬件處理功能的可變程邏輯器件在圖像壓縮算法領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。 本文旨在探討和研制基于FPGA的小波變換模塊的可能性和方法。本文采用Xilinx公司的Spartan-Ⅲ系列芯片，根據(jù)JPEG 2000推薦無損提升小波算法和有損提升小波算法，設(shè)計圖像壓縮系統(tǒng)的小波變換模塊。主要工作如下： 第一部分介紹了傳統(tǒng)小波分析理論和提升小波分析理論。包括連續(xù)小波時頻局域性的特征，離散小波變換系數(shù)的意義，多分辨分析引出的構(gòu)造小波基的系統(tǒng)方法和計算離散小波的快速算法等。重點(diǎn)放在介紹正交小波和雙正交小波的構(gòu)造方法，并介紹了數(shù)字圖像在小波域的特點(diǎn)。討論了提升小波變換的基本思想，討論了用提升方法構(gòu)造小波基以及傳統(tǒng)小波變換的提升實(shí)現(xiàn)，討論了整數(shù)小波變換。 第二部分介紹了FPGA結(jié)構(gòu)及其設(shè)計流程。介紹了FPGA/CPLD器件的特征、發(fā)展趨勢及FPGA/CPLD基本結(jié)構(gòu)，然后重點(diǎn)介紹了本文用到的Xilinx公司Spartan-Ⅲ系列芯片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及Xilinx的FPGA開發(fā)軟件ISE，最后介紹了硬件描述語言VHDL語言的特點(diǎn)。 最后一部分是本論文研究的主要內(nèi)容，即JPEG 2000中最核心的算法-提升格式小波變換的一維變換模塊設(shè)計和二維變換模塊設(shè)計。一維提升小波變換模塊采用兩種不同的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計-低速低功耗的串行流水線結(jié)構(gòu)和高速高功耗的并行陣列結(jié)構(gòu)。同樣，二維小波變換模塊也采用了兩種不同的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計-低速低功耗的折疊結(jié)構(gòu)和高速高功耗的串行結(jié)構(gòu)。 文章對提升小波變換的FPGA實(shí)現(xiàn)中的大量細(xì)節(jié)問題進(jìn)行了討論，給出了每種結(jié)構(gòu)提升小波變換模塊的電路原理圖，并對原理圖進(jìn)行了仿真測試，仿真測試結(jié)果不僅表明了模塊功能的正確性，而且表明不同小波模塊可以滿足相應(yīng)領(lǐng)域的實(shí)際要求。
上傳時間： 2013-06-08
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正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù)，具有頻譜利用率高、抗多徑干擾能力強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，適合無線通信的高速化、寬帶化及移動化的需求，將成為下一代無線通信系統(tǒng)(4G)的核心調(diào)制傳輸技術(shù)。 本文首先描述了OFDM技術(shù)的基本原理。對OFDM的調(diào)制解調(diào)以及其中涉及的特性和關(guān)鍵技術(shù)等做了理論上的分析，指出了OFDM區(qū)別于其他調(diào)制技術(shù)的巨大優(yōu)勢；然后針對OFDM中的信道估計技術(shù)，深入分析了基于FFT級聯(lián)的信道估計理論和基于聯(lián)合最大似然函數(shù)的半盲分組估計理論，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)研究描述了用于OFDM系統(tǒng)的迭代的最大似然估計算法，并利用Matlab做了相應(yīng)的仿真比較，驗(yàn)證了它們的有效性。 而后，在Matlab中應(yīng)用Simulink工具構(gòu)建OFDM系統(tǒng)仿真平臺。在此平臺上，對OFDM系統(tǒng)在多徑衰落、高斯白噪聲等多種不同的模型參數(shù)下進(jìn)行了仿真，并給出了數(shù)據(jù)曲線，通過分析結(jié)果可正確評價OFDM系統(tǒng)在多個方面的性能。 在綜合了OFDM的系統(tǒng)架構(gòu)和仿真分析之后，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的OFDM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。首先根據(jù)802.16協(xié)議和OFDM系統(tǒng)的具體要求，設(shè)定了合理的參數(shù)；然后從調(diào)制器和解調(diào)器的具體組成模塊入手，對串/并轉(zhuǎn)換，QPSK映射，過采樣處理，插入導(dǎo)頻，添加循環(huán)前綴，IFFT/FFT，幀同步檢測等各個模塊進(jìn)行硬件設(shè)計，詳細(xì)介紹了各個模塊的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)過程，并給出了相應(yīng)的仿真波形和參數(shù)說明。其中，針對定點(diǎn)運(yùn)算的局限性，為系統(tǒng)設(shè)計并自定義了24位的浮點(diǎn)運(yùn)算格式，參與傅立葉反變換和傅立葉變換的運(yùn)算，在系統(tǒng)參數(shù)允許的范圍內(nèi)，充分利用了有限資源，提高了系統(tǒng)運(yùn)算精度；然后重點(diǎn)描述了基于FPGA的快速傅立葉變換算法的改進(jìn)、優(yōu)化和設(shè)計實(shí)現(xiàn)，針對原始快速傅立葉變換FPGA實(shí)現(xiàn)算法運(yùn)算空閑時間過多，資源占用較大的問題，提出了帶有流水作業(yè)功能、資源占用較少的快速傅立葉變換優(yōu)化算法設(shè)計方案，使之運(yùn)用于OFDM基帶處理系統(tǒng)當(dāng)中并加以實(shí)現(xiàn)，結(jié)果滿足系統(tǒng)參數(shù)的需求。最后以理論分析為依據(jù)，對整個OFDM的基帶處理系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試與性能分析，證明了設(shè)計的可行性。 綜上所述，本文完成了一個基于FPGA的OFDM基帶處理系統(tǒng)的設(shè)計、仿真和實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計為OFDM通信系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)提供了大量有用的數(shù)據(jù)。
標(biāo)簽： FPGA OFDM 調(diào)制解調(diào)器
上傳時間： 2013-07-25
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本項目完成的是中國地面數(shù)字電視融合方案發(fā)端系統(tǒng)的FPGA設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。采用Stratix系列的EP1S80F1020C5FPGA為基礎(chǔ)構(gòu)建了主硬件處理平臺。系統(tǒng)中能量擴(kuò)散、LDPC編碼、符號交織、星座映射、同步PN頭插入、3780點(diǎn)IFFTOFDM調(diào)制以及信號成形4倍插值滾降濾波器等都是基于FPGA硬件設(shè)計實(shí)現(xiàn)的。本文首先介紹了數(shù)字電視的發(fā)展現(xiàn)狀，融合方案發(fā)端系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)以及FPGA設(shè)計的相關(guān)知識。第三章重點(diǎn)、詳細(xì)地介紹了基于FPGA的融合方案發(fā)端系統(tǒng)除LDPC編碼部分的各個模塊的具體實(shí)現(xiàn)，并對級連后的整個系統(tǒng)的性能進(jìn)行了仿真、分析和驗(yàn)證。第四章簡要介紹了與融合方案發(fā)端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類似的一個窄帶LDPC解碼-誤碼測試實(shí)驗(yàn)平臺發(fā)端的FPGA設(shè)計，并對該測試平臺的性能進(jìn)行了分析驗(yàn)證。我在項目中完成的工作主要有： 1.閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解中國地面數(shù)字電視融合方案的整體結(jié)構(gòu)和原理。 2.制定了整個發(fā)端系統(tǒng)FPGA實(shí)現(xiàn)的框架以及各模塊的接口定義。 3.完成了3780點(diǎn)IFFTOFDM的FPGA設(shè)計和驗(yàn)證。 4.完成了4倍插值169階滾降濾波器的算法改進(jìn)和FPGA設(shè)計與驗(yàn)證。 5.完成了整個融合方案系統(tǒng)的功能仿真、分析和驗(yàn)證。 6.完成了窄帶LDPC解碼-誤碼測試實(shí)驗(yàn)平臺發(fā)端的FPGA設(shè)計以及仿真、驗(yàn)證。
標(biāo)簽： FPGA 地面數(shù)字電視 仿真 方案
上傳時間： 2013-07-05
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隨著ASIC設(shè)計規(guī)模的增長，功能驗(yàn)證已成為整個開發(fā)周期的瓶頸。傳統(tǒng)的基于軟件模擬和硬件仿真的邏輯驗(yàn)證方法已難以滿足應(yīng)用的要求，基于FPGA組的原型驗(yàn)證方法能有效縮短系統(tǒng)的開發(fā)周期，可提供更快更全面的驗(yàn)證。由于FPGA芯片容量的增加跟不上ASIC設(shè)計規(guī)模的增長，單芯片已無法容納整個設(shè)計，所以常常需要對設(shè)計進(jìn)行邏輯分割，將子邏輯塊映射到FPGA陣列中。 本文對邏輯驗(yàn)證系統(tǒng)的可配置互連結(jié)構(gòu)和ASIC邏輯分割算法進(jìn)行了深入的研究，提出了FPGA陣列的非對稱可配置互連結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有的對稱互連結(jié)構(gòu)相比，該結(jié)構(gòu)能提供更多的互連通道，可實(shí)現(xiàn)對I/O數(shù)量、電平類型和互連路徑的靈活配置。 本文對邏輯分割算法進(jìn)行了較深入的研究。針對現(xiàn)有的兩類分割算法存在的不足，提出并實(shí)現(xiàn)了基于設(shè)計模塊的邏輯分割算法，該算法有三個重要特征：1)基于設(shè)計代碼；2)以模塊作為邏輯分割的最小單位；3)使用模塊資源信息指導(dǎo)邏輯分割過程，避免了設(shè)計分割過程的盲目性，簡化了邏輯分割過程。 本文還對并行邏輯分割方法進(jìn)行了研究，提出了兩種基于不同任務(wù)分配策略的并行分割算法，并對其進(jìn)行了模擬和性能分析；驗(yàn)證了采用并行方案對ASIC邏輯進(jìn)行分割和映射的可行性。 最后基于改進(jìn)的芯片互連結(jié)構(gòu)，使用原型系統(tǒng)驗(yàn)證方法對某一大規(guī)模ASIC設(shè)計進(jìn)行了邏輯分割和功能驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用改進(jìn)后的FPGA陣列互連結(jié)構(gòu)可以更方便和快捷地實(shí)現(xiàn)ASIC設(shè)計的分割和驗(yàn)證，不但能顯著提高芯片間互連路徑的利用率，而且能給邏輯分割乃至整個驗(yàn)證過程提供更好的支持，滿足現(xiàn)在和將來大規(guī)模ASIC邏輯驗(yàn)證的需求。
標(biāo)簽： FPGA ASIC 邏輯 驗(yàn)證技術(shù)
上傳時間： 2013-06-12
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網(wǎng)絡(luò)帶寬依然在不斷增長（尤其是在本地網(wǎng)），最后一公里的高速接入日益普及;另一方面的情況是大容量的磁盤、FLASH移動存儲盤和激光盤的容量不斷增大，使得傳送和儲存數(shù)據(jù)的成本不斷地下降。不僅使人發(fā)問：我們孜孜不倦的搞視頻壓縮高級算法還有多少意義？我們可以看到，算法的復(fù)雜性日益增加，但性能的提高卻接近邊緣。 是什么還在要求更高的壓縮速率？還有被我們遺忘的地方嗎？還有什么應(yīng)用讓我們繼續(xù)追求更精妙的壓縮算法？ 在作者看來，這個應(yīng)用領(lǐng)域就是移動視頻服務(wù)。無線頻譜這種稀缺資源的有限性決定了我們必須繼續(xù)對視頻壓縮技術(shù)進(jìn)行研究。即使伴隨UMTS/IMT2000的到來，移動終端可以獲得的數(shù)據(jù)速率也限制在144Kbit/s，在微蜂窩的時候最高能達(dá)到的速率上限也在2Mbit/s。144Kbit/s的速率對于較高質(zhì)量的視頻傳輸來講，仍然是有限的。因此，可以預(yù)見，移動終端的空中接口這個瓶頸使得我們必須繼續(xù)進(jìn)行視頻壓縮。 另一方面，移動終端領(lǐng)域開發(fā)視頻壓縮算法，在其低功耗和實(shí)時性要求下，也是異常困難的。為了減少計算的復(fù)雜性和運(yùn)動估計的功耗，業(yè)界提出了許多快速算法，例如2-D的對數(shù)搜索，三步搜索，聯(lián)合搜索。盡管這些方法減少了功耗，其結(jié)果是視頻壓縮性能的降低，因?yàn)檫@些算法的本質(zhì)是減少了運(yùn)動搜索的空間。為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)動搜索的低功耗，在電路領(lǐng)域又提出了搜索窗口和時鐘管理的措施。但這些方法都是在犧牲視頻壓縮比性能的基礎(chǔ)進(jìn)行的折中，并沒有強(qiáng)調(diào)算法映射結(jié)構(gòu)上做出處理。 本論文提出了一種新的解決MPEG-4運(yùn)動估計運(yùn)算的低功耗實(shí)時處理器架構(gòu)。其基礎(chǔ)是采用了心肌陣列并行處理技術(shù)和低功耗控制電路。運(yùn)動估計的繁復(fù)運(yùn)算通過心肌陣列分布式運(yùn)算得到有效處理。從理論上看，心肌陣列有其簡單易理解性，然后，由于FPGA的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有限性，設(shè)計這樣一個陣列仍有許多值得注意的問題。論文提出使用保守近似處理在全局運(yùn)動估計中減少功耗，其本質(zhì)是消除不必要的冗余運(yùn)算。宏塊的最小誤差匹配是一個典型的串行操作過程。論文新提出的方法是在進(jìn)行絕對匹配前使用保守計算，如果保守誤差值與最小誤差差別過大，則不進(jìn)行絕對誤差計算。 總的說來，論文實(shí)現(xiàn)了兩個目標(biāo)：通過心肌陣列實(shí)現(xiàn)了實(shí)時的運(yùn)動估計編碼，通過在算法層次引入控制電路，降低運(yùn)動估計電路的功耗。
上傳時間： 2013-06-23
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通信領(lǐng)域的主導(dǎo)技術(shù)有兩種：用于內(nèi)部商業(yè)通信的局域網(wǎng)(LAN)中的以太網(wǎng)(Ethernet)和廣域網(wǎng)(WAN)中的SDH(SynchronousDigitalHierarchy)。因?yàn)樵赟DH網(wǎng)絡(luò)上不直接支持以太網(wǎng)，當(dāng)企業(yè)(客戶)間需要彼此通信或企業(yè)(客戶)內(nèi)需要將其總部與分部連至同一LAN網(wǎng)時互連問題便應(yīng)運(yùn)而生。 該研究課題的目的是研究在EoS(EthernetoverSDH)實(shí)現(xiàn)過程中存在的技術(shù)難題和協(xié)議實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性，提出一種簡單、快速、高效的協(xié)議實(shí)現(xiàn)方法。主要關(guān)注的是EoS系統(tǒng)中與協(xié)議幀映射相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，例如：自定義幀結(jié)構(gòu)、幀定位、全數(shù)字鎖相技術(shù)、流量控制技術(shù)等，最終完成EoS中這些關(guān)鍵技術(shù)模塊的設(shè)計。 該課題簡單分析EoS系統(tǒng)相關(guān)協(xié)議幀結(jié)構(gòu)及EoS系統(tǒng)的原理，闡述了FPGA技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法，重點(diǎn)在于利用業(yè)界最先進(jìn)的EDA工具實(shí)現(xiàn)EoS系統(tǒng)中幀映射技術(shù)。系統(tǒng)中采用一種簡化了的點(diǎn)對點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方案，對以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀直接進(jìn)行HDLC幀格式封裝，采用多通道的E1信道承載完整的HIDLC幀方式將HDLC幀映射到E1信道中，然后采用單通道承載多個完整的E1幀方式將E1映射到SDH信道中，從而把以太網(wǎng)幀有效地映射到SDH的負(fù)荷中，實(shí)現(xiàn)“透明的局域網(wǎng)服務(wù)”。這對在現(xiàn)有的SDH傳輸設(shè)備上承載以太網(wǎng)，開發(fā)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)的廣域連接設(shè)備，將會具有重要的意義。
標(biāo)簽： FPGA EoS 點(diǎn)對點(diǎn) 幀
上傳時間： 2013-04-24
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嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)前最為熱門的研究領(lǐng)域之一，也是“后PC時代”最有發(fā)展前景的方向之一。目前，它已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于信息家電、手持通信設(shè)備、儀器儀表、汽車、航空航天、工業(yè)控制以及數(shù)據(jù)采集等應(yīng)用領(lǐng)域，為人們的工作和生活帶來了極大的便利。其中，GPRS DTU是嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的重要應(yīng)用，它可以實(shí)現(xiàn)將串口數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，提供了無線備份鏈路，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴０殡S著對智能化的需求日益增長，提出了智能化GPRS DTU的概念。除了原有的基本功能，還需要增加智能化功能模塊，比如支持自動心跳、保持永久在線，支持遠(yuǎn)程登錄，遠(yuǎn)程Web管理，遠(yuǎn)程自動更新等。這樣就極大地節(jié)省了后期維護(hù)費(fèi)用，降低了成本。因此，對智能化GPRS DTU的研究具有廣泛的意義和良好的商業(yè)前景。 本文主要是設(shè)計并實(shí)現(xiàn)智能化GPRS DTU的應(yīng)用平臺，對關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究。首先從理論的層次介紹了嵌入式系統(tǒng)的基本概念和設(shè)計流程，在理論研究和項目實(shí)踐的基礎(chǔ)上，總結(jié)了抓住本質(zhì)、分層整合、協(xié)同分工、情景分析等學(xué)習(xí)方法；介紹GPRS DTU硬件平臺的組成，以ATMEL公司的AT91RM9200為核心控制單元，以Telit的GM862作為GPRS功能模塊，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)級指標(biāo)要求；總結(jié)出Linux下ELF文件轉(zhuǎn)換為binary文件的方法，然后重點(diǎn)解決了U-boot應(yīng)用于AT91RM9200重映射機(jī)制的修正，設(shè)計出面向智能化GPRS DTU的嵌入式混合文件系統(tǒng)（Cramfs+JFFS2+Initramfs），針對該文件系統(tǒng)對Linux-2．6．20進(jìn)行了移植和裁剪；最后以串口/Ethernet數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計來說明應(yīng)用開發(fā)的基本模型。 本系統(tǒng)研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)均已獲得相應(yīng)的成果，對智能化GPRS DTU的發(fā)展給予了有力的技術(shù)支持。
上傳時間： 2013-04-24
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永磁無刷直流電動機(jī)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用前景廣闊的電動機(jī),傳統(tǒng)的理論分析及設(shè)計方法已比較成熟,它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用,在很大程度上有賴于對控制策略的研究.該文提出了一套基于DSP的全數(shù)字無刷直流電動機(jī)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)雙模控制系統(tǒng),將模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別引入到無刷直流電動機(jī)的控制中來.充分利用模糊控制對參數(shù)變化不敏感,能夠提高系統(tǒng)的快速性的特點(diǎn),構(gòu)造適用于調(diào)節(jié)較大速度偏差的模糊調(diào)節(jié)器,加快系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度;由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)既具有非線性映射的能力,可逼近任何線性和非線性模型,又具有自學(xué)習(xí)、自收斂性,對被控對象無須精確建模,對參數(shù)變化有較強(qiáng)的魯棒性的特點(diǎn),構(gòu)造三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)器,來實(shí)現(xiàn)消除穩(wěn)態(tài)偏差的精確控制.以速度偏差率為判斷依據(jù),實(shí)現(xiàn)模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種控制模式的切換,使系統(tǒng)在不同速度偏差段快速調(diào)整、平滑運(yùn)行.此外充分利用系統(tǒng)硬件構(gòu)成的特點(diǎn),采用適當(dāng)?shù)腜WM輸出切換策略,最大限度的抑制逆變橋換相死區(qū);通過換相瞬時轉(zhuǎn)矩公式推導(dǎo)和分析,得出在換相過程中保持導(dǎo)通相功率器件為恒通,即令PWM輸出占空比D=1,來抑制定子電感對換相電流影響的控制策略.上述抑制換相死區(qū)和采用恒通電壓的控制方法,減小了換相引起的轉(zhuǎn)矩波動,使系統(tǒng)電流保持平滑、轉(zhuǎn)矩脈動大幅度減小、系統(tǒng)響應(yīng)更快、并具有較強(qiáng)的魯棒性和實(shí)時性.在這種設(shè)計下,系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)更精確的定位和更準(zhǔn)確的速度調(diào)節(jié),而且可以使無刷直流電動機(jī)長期工作在低速、大轉(zhuǎn)矩、頻繁起動的狀態(tài)下.該文選用TMS320LF2407作為微控制器,將系統(tǒng)的參數(shù)自調(diào)整模糊控制算法,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法以及PWM輸出,轉(zhuǎn)子位置、速度、相電流檢測計算等功能模塊編程存儲于DSP的E2PROM,實(shí)現(xiàn)了對無刷直流電動機(jī)的全數(shù)字實(shí)時控制,并得到了良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的結(jié)果.
標(biāo)簽： DSP 無刷直流電動機(jī) 雙模控制 轉(zhuǎn)矩
上傳時間： 2013-06-01
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開關(guān)磁阻電機(jī)(SwitchedReluctanceMotor，SRM)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、效率高和成本較低等優(yōu)點(diǎn)，在很多領(lǐng)域都顯示出強(qiáng)大的競爭力，但是位置傳感器的存在不僅削弱了SRM結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)勢，而且降低了系統(tǒng)高速運(yùn)行的可靠性，增加了成本，探索實(shí)用的無位置傳感器檢測轉(zhuǎn)子位置的方案成為開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)(SwitchedReluctanceMotorDrive，SRD)研究的熱點(diǎn)。SRM高度非線性的電磁特性決定了在精確的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)無位置傳感器控制十分困難，而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)為解決這個問題提供了新的思路。徑向基函數(shù)(RadialBasisFunction，RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種映射能力極強(qiáng)的前向型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，具有收斂速度快、全局逼近能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本文提出一種利用自適應(yīng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對SRM進(jìn)行控制的新方法，所采用的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以電機(jī)繞組的相電流、磁鏈作為輸入，轉(zhuǎn)子位置作為輸出，通過離線和在線相結(jié)合的方法對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，建立SRM電流、磁鏈與轉(zhuǎn)子位置之間的非線性映射，從而實(shí)現(xiàn)SRM的無位置傳感器控制。 常規(guī)的PID控制以其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、易于工程實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)至今仍被廣泛采用。在系統(tǒng)模型參數(shù)變化不大的情況下，PID控制效果良好，但當(dāng)被控對象具有高度非線性和不確定性時，僅靠PID調(diào)節(jié)效果不好。對于SRM，它的電磁關(guān)系高度非線性，固定參數(shù)的PID調(diào)節(jié)器無法得到很理想的控制性能指標(biāo)。論文提出了一種基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線辨識的SRM單神經(jīng)元PID自適應(yīng)控制新方法。該方法針對開關(guān)磁阻電機(jī)的非線性，利用具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力的單神經(jīng)元來構(gòu)成開關(guān)磁阻電機(jī)的單神經(jīng)元自適應(yīng)控制器，不但結(jié)構(gòu)簡單，而且能適應(yīng)環(huán)境變化，具有較強(qiáng)的魯棒性。同時構(gòu)造了一個RBF網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)進(jìn)行在線辨識，建立其在線參考模型，由單神經(jīng)元控制器完成控制器參數(shù)的自學(xué)習(xí)，從而實(shí)現(xiàn)控制器參數(shù)的在線調(diào)整，能取得更好的控制效果。 仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，自適應(yīng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的準(zhǔn)確換相，從而實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的無位置傳感器控制；基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線辨識的單神經(jīng)元自適應(yīng)控制能夠達(dá)到在線辨識在線控制的目的，控制精度高，動態(tài)特性好，具有較好的自適應(yīng)性和魯棒性。
標(biāo)簽： RBF PID 控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：skfreeman
對溫度、濕度、壓力等數(shù)據(jù)的采集在很多工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都普遍存在著。目前大部分的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用8位單片機(jī)作為控制器，由于單片機(jī)自身功能的限制，它的采樣速率，數(shù)據(jù)采集的方式等均受到一定的限制，而且它沒有自己的操作系統(tǒng)，可視性和可操作性相對比較差。因此，研究一種新型的、具有高速的采樣速率、多樣化的數(shù)據(jù)采集方式以及操作性非常強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)非常的有必要。 本論文采用三星公司的ARM9內(nèi)核的S3C2410作為主控制器，嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)，通過S3C2410的RS-485、I2C總線來控制和傳輸由不同類型數(shù)據(jù)采集器采集到的數(shù)據(jù)；利用嵌入式圖形用戶界面GUI的編程工具Qt/E(Qt/Embedded)設(shè)計的用戶界面，結(jié)合開源嵌入式數(shù)據(jù)庫Sqlite3，實(shí)現(xiàn)對各種不同數(shù)據(jù)采集器的控制和數(shù)據(jù)的采集；利用Linux系統(tǒng)中的Video4linux編程實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的視頻監(jiān)視；同時利用S3C2410的GPIO和中斷口設(shè)計的鍵盤能夠像PC鍵盤那樣方便的對用戶界面進(jìn)行操作，整個系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲、監(jiān)視等功能。此系統(tǒng)不但減少了使用處理器的數(shù)量，而且采樣速率，采樣精度等都有比較大幅度的提高，同時通過實(shí)時的視頻監(jiān)視還可以及時知道數(shù)據(jù)現(xiàn)場的情況，這些對復(fù)雜環(huán)境下的數(shù)據(jù)采集尤為有利。 本論文的重點(diǎn)是完成用戶界面的設(shè)計、鍵盤驅(qū)動及與Qt/E的鍵值映射、RS-485及I2C總線驅(qū)動和視頻監(jiān)視的實(shí)現(xiàn)。本論文完成了整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的初步設(shè)計，在油氣田開采現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集中運(yùn)行效果良好，雖功能尚待進(jìn)一步完善，但具有一定的實(shí)用價值。
標(biāo)簽： Linuz ARM 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-12
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