不間斷電源(UPS)是一種能提供優(yōu)質(zhì)電源并保證電源供應(yīng)連續(xù)的電力電子裝置。它的應(yīng)用范圍廣泛，在很多領(lǐng)域，UPS已經(jīng)成了標(biāo)準(zhǔn)配置。采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)實(shí)現(xiàn)UPS的數(shù)字化控制是當(dāng)前許多UPS設(shè)計(jì)者關(guān)注的問題。DSP在UPS中的應(yīng)用主要集中在兩個(gè)方面：一是將各種先進(jìn)的控制方法用于逆變實(shí)時(shí)數(shù)字控制；二是利用DSP實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確更迅速的鎖相環(huán)控制。 本文分析了當(dāng)前逆變控制的各種方案，針對(duì)逆變的擾動(dòng)及諧波周期出現(xiàn)的特點(diǎn)，采用了重復(fù)控制來提高逆變輸出的穩(wěn)態(tài)特性。因?yàn)橹貜?fù)控制具有一個(gè)周期延遲控制的特點(diǎn)，本文也采用了PID控制來改善逆變控制的動(dòng)態(tài)性能。本文分析了目前重復(fù)控制的常用方案，在建立UPS逆變?yōu)V波電路數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了新的重復(fù)控制和PID控制結(jié)合的方案。對(duì)重復(fù)控制與PID復(fù)合控制方案在MATLAB中作了仿真。仿真試驗(yàn)證明了控制方案的有效性。 在硬件方面，設(shè)計(jì)了在線式UPS系統(tǒng)中DSP的接口電路，其中包括DSP供電電路，蓄電池電壓過低檢測(cè)電路，市電及輸出電壓過零檢測(cè)等電路。對(duì)DSP的資源進(jìn)行了分配，充分利用了DSP的外設(shè)多和速度快的特點(diǎn)。 在軟件方面，設(shè)計(jì)了各部分的程序，其中包括主程序，軟件鎖相及正弦參考信號(hào)生成程序，輸出有效值控制程序以及各種相關(guān)的中斷及保護(hù)程序。 本文結(jié)合實(shí)際，搭建了實(shí)驗(yàn)線路，給出了實(shí)驗(yàn)線路的原理及各部分的實(shí)驗(yàn)電路。該實(shí)驗(yàn)電路可對(duì)逆變控制過程和鎖相環(huán)節(jié)進(jìn)行控制實(shí)驗(yàn)。 本文將PID控制與重復(fù)控制相結(jié)合，對(duì)逆變器輸出進(jìn)行控制，驗(yàn)證了重復(fù)控制與PID復(fù)合控制的有效性。本文還對(duì)UPS的DSP數(shù)字化控制作了研究，這些都對(duì)UPS技術(shù)的進(jìn)步有積極的作用。
上傳時(shí)間： 2013-05-17
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隨著信息時(shí)代的到來，用戶對(duì)數(shù)據(jù)保護(hù)和傳輸可靠性的要求也在不斷提高。由于信道衰落，信號(hào)經(jīng)信道傳輸后，到達(dá)接收端不可避免地會(huì)受到干擾而出現(xiàn)信號(hào)失真。因此需要采用差錯(cuò)控制技術(shù)來檢測(cè)和糾正由信道失真引起的信息傳輸錯(cuò)誤。RS（Reed—Solomon）碼是差錯(cuò)控制領(lǐng)域中一類重要的線性分組碼，由于它編解碼結(jié)構(gòu)相對(duì)固定，性能強(qiáng)，不但可以糾正隨機(jī)差錯(cuò)，而且對(duì)突發(fā)錯(cuò)誤的糾錯(cuò)能力也很強(qiáng)，被廣泛應(yīng)用在數(shù)字通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，以滿足對(duì)數(shù)據(jù)傳輸通道可靠性的要求。因此設(shè)計(jì)一款高性能的RS編解碼器不但具有很大的應(yīng)用意義，而且具有相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 本文首先介紹了線形分組碼及其子碼循環(huán)碼、BCH碼的基礎(chǔ)理論知識(shí)，重點(diǎn)介紹了BCH碼的重要分支RS碼的常用編解碼算法。由于其算法在有限域上進(jìn)行，接著介紹了有限域的有關(guān)理論。基于RS碼傳統(tǒng)的單倍結(jié)構(gòu)，本文提出了一種八倍并行編碼及九倍并行解碼方案，并用Verilog HDL語言實(shí)現(xiàn)。其中編碼器基于傳統(tǒng)的線性反饋移位寄存器除法電路并進(jìn)行八倍并行擴(kuò)展，譯碼器關(guān)鍵方程求解模塊基于修正的歐幾里德算法設(shè)計(jì)了一種便于硬件實(shí)現(xiàn)的脈動(dòng)關(guān)鍵方程求解結(jié)構(gòu)，其他模塊均采用九倍并行實(shí)現(xiàn)。由于進(jìn)行了超前運(yùn)算、流水線及并行處理，使編解碼的數(shù)據(jù)吞吐量大為提高，同時(shí)延時(shí)更小。 本論文設(shè)計(jì)了C++仿真平臺(tái)，并與HDL代碼結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。Verilog HDL代碼經(jīng)過modelsim仿真驗(yàn)證，并在ALTERA STRATIX3 EP3SL15OF1152C2 FPGA上進(jìn)行綜合驗(yàn)證以及靜態(tài)時(shí)序分析，綜合軟件為QUATURSⅡ V8．0。驗(yàn)證及測(cè)試表明，本設(shè)計(jì)在滿足編解碼基本功能的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的高吞吐量和低延時(shí)傳輸，達(dá)到性能指標(biāo)要求。本論文在基于FPGA的RS（255，223）編解碼器的高速并行實(shí)現(xiàn)方面的研究成果，具有通用性、可移植性，有一定的理論及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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智能電表、水表、煤/燃?xì)獗怼崃勘淼却罅康爻霈F(xiàn)在人們的生活中，同時(shí)這些儀表的抄錄工作變得越來越煩瑣，工作量大，工作效率低，不僅給用戶帶來不便，而且會(huì)存在漏抄、誤抄、估抄的現(xiàn)象。隨著電子技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人工抄表已經(jīng)逐步被自動(dòng)抄表所代替。 集中器是一個(gè)數(shù)據(jù)集中處理器，是多對(duì)象自動(dòng)抄表系統(tǒng)的通信橋梁，負(fù)責(zé)對(duì)各智能表的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和管理，及時(shí)有效地向上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)并執(zhí)行上位機(jī)發(fā)送的指令。提高多對(duì)象集中器數(shù)據(jù)處理能力，有效完成上下行通信是多對(duì)象自動(dòng)抄表系統(tǒng)AMRS（Automation Meter Reading System）目前需要解決的關(guān)鍵問題。 本文針對(duì)多對(duì)象集中器這樣一個(gè)較復(fù)雜的通信與控制系統(tǒng)，提出采用32位的高性能嵌入式微處理器。32位ARM9微處理器處理速度快、硬件性能高、低功耗、低成本，集成了相當(dāng)多的硬件資源，硬件的擴(kuò)展和設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化，ARM9（S3C2410）為工業(yè)級(jí)芯片，抗干擾能力強(qiáng)，能夠適應(yīng)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的較惡劣環(huán)境，8/16位微控制器運(yùn)算能力有限，對(duì)于較復(fù)雜的通信與控制算法難以順利完成；硬件平臺(tái)依賴性強(qiáng)，不利于軟件的開發(fā)、升級(jí)與移植；在缺乏多任務(wù)調(diào)度機(jī)制的情況下，應(yīng)用軟件不僅實(shí)現(xiàn)難度大，且可靠性難以保證。 本文首先對(duì)多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，主要研究了多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中集中器的軟件和硬件實(shí)現(xiàn)，對(duì)硬件資源進(jìn)行了外圍擴(kuò)展，對(duì)S3C2410微處理器芯片的外圍硬件進(jìn)行了擴(kuò)展設(shè)計(jì)，使之具備了滿足使用需求的最小系統(tǒng)硬件資源，包括時(shí)鐘、復(fù)位、電源、外圍存儲(chǔ)、LCD、RS-485通信模塊、CAN通信模塊等電路設(shè)計(jì)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘為多對(duì)象集中器定時(shí)抄表提供時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)；電源電路為多對(duì)象集中器系統(tǒng)提供穩(wěn)定電源；看門狗電路的設(shè)計(jì)保證多對(duì)象集中器系統(tǒng)可靠運(yùn)行，防止系統(tǒng)死機(jī)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器主要用于存儲(chǔ)參數(shù)、變量、集中器自身的參數(shù)，負(fù)責(zé)智能表的參數(shù)以及智能表用量等。上行通道即多對(duì)象集中器與上位機(jī)之間的通信線路，采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通信；下行通道即多對(duì)象集中器與智能表之間的通信，采用RS-485總線進(jìn)行通信。軟件設(shè)計(jì)上，主要針對(duì)多對(duì)象集中器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能和串行通訊功能進(jìn)行程序編寫?；贏RM的多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)集中器可以實(shí)現(xiàn)多對(duì)象遠(yuǎn)程抄表，提高了數(shù)據(jù)處理能力，有效完成了上下行通信，可靠性強(qiáng)，穩(wěn)定性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
標(biāo)簽： ARM 對(duì)象 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng) 集中器
上傳時(shí)間： 2013-06-07
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21世紀(jì)是“信息世紀(jì)”，隨著人們生活水平的不斷進(jìn)步，對(duì)于家居環(huán)境要求也日益增高。如何將信息產(chǎn)業(yè)的最新成果，應(yīng)用于構(gòu)建一個(gè)舒適和諧的家居環(huán)境，已日益引起人們的關(guān)注和重視。傳統(tǒng)的家庭電子電器類產(chǎn)品具有單個(gè)控制的特點(diǎn)，無法進(jìn)一步構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，和外界進(jìn)行信息交互?！爸悄芗揖印备拍畹奶岢觯淖兞诉@種這種狀況。智能家居系統(tǒng)可以將相對(duì)獨(dú)立的電器產(chǎn)品“智能”地連接在一起，提供全方位信息交換功能，幫助家庭內(nèi)部及外部實(shí)現(xiàn)信息暢通，從而優(yōu)化生活環(huán)境，提高生活質(zhì)量。 本文提出了一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的以ARM和嵌入式Linux操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)的家庭網(wǎng)關(guān)無線接入方案，能通過手機(jī)短信息對(duì)控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)時(shí)獲得當(dāng)前圖像信息和家居環(huán)境的各項(xiàng)物理參數(shù)。 本文所做的主要工作為： 1．調(diào)研了國內(nèi)外智能化家居系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，并結(jié)合目前國內(nèi)智能家居的發(fā)展特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于嵌入式系統(tǒng)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)中選用了ARM9 S3C2440處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)，主要由基于ARM的主控模塊、GPRS短信發(fā)送模塊、基于nRF2401的無線（分）節(jié)點(diǎn)通信模塊幾個(gè)部分組成。 2．建立了嵌入式系統(tǒng)的平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境。主要包括嵌入式Linux的裁減、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的編寫，交叉編譯和串口驅(qū)動(dòng)的編寫，完成了USB驅(qū)動(dòng)的移植。 3．在組網(wǎng)方式上選擇了nRF2401無線射頻模塊和GPRS模塊，完成了周邊器件的電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了無線模塊的相互通信和信息傳輸。 4．實(shí)現(xiàn)了XMODOM協(xié)議，將圖片和物理信息傳送至GPRS模塊，并實(shí)現(xiàn)了彩信的MMS發(fā)送。 本文完成了智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了調(diào)試，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的有效性和實(shí)用性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明提出的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是可行的，且整個(gè)系統(tǒng)具有良好的通用性和可擴(kuò)展性。由于采用Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)，符合嵌入式的發(fā)展潮流，方便了在該設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)和擴(kuò)展。
標(biāo)簽： GPRS ARM 智能家居 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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直流電動(dòng)機(jī)由于具有良好的調(diào)速特性，寬廣的調(diào)速范圍，在某些要求調(diào)速的地方，特別是對(duì)調(diào)速性能指標(biāo)要求較高的場(chǎng)合，如軋鋼機(jī)、龍門刨床、高精度機(jī)床、電動(dòng)汽車等中，得到了廣泛地應(yīng)用。國外這類調(diào)速系統(tǒng)的價(jià)格高，而國內(nèi)的同類產(chǎn)品性能指標(biāo)不夠穩(wěn)定，因此設(shè)計(jì)一個(gè)性能價(jià)格比較高的直流調(diào)速系統(tǒng)，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文采用ARM S3C2410為控制芯片，以模糊PID為智能控制方法，設(shè)計(jì)了基于實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。首先對(duì)模糊控制及嵌入式系統(tǒng)作了簡(jiǎn)單介紹，構(gòu)建了模糊PID控制的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)模型，并在MATLAB環(huán)境下，對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行了仿真，在仿真的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)硬、軟件，主要包括MOSFET驅(qū)動(dòng)、光電隔離、鍵盤顯示、轉(zhuǎn)速測(cè)量、H橋可逆控制部分等，并將嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ移植到該系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)直流電機(jī)的良好調(diào)速性能。 控制系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，線路簡(jiǎn)單，可靠性高。軟件設(shè)計(jì)采用可讀性強(qiáng)的C語言，自底層向上層的原則設(shè)計(jì)，程序邏輯性強(qiáng)、易于修改維護(hù)。以ARM為核心的控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，性價(jià)比高。仿真和試驗(yàn)表明：基于模糊PID智能控制的直流電機(jī)調(diào)速方法是可行的，有很好的應(yīng)用前景。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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傳統(tǒng)的家電采用各自獨(dú)立的工作模式，不同家電之間無法通信，這樣就不能有效地安排各種家電協(xié)同工作，容易造成浪費(fèi)。同時(shí)它們無法自動(dòng)獲取外界的信息，人們無法對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，難以滿足現(xiàn)代生活的需求。所以開發(fā)智能化的家電及其控制系統(tǒng)己成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。 傳統(tǒng)的電話只能進(jìn)行語音通信，它存在利用率低、功能有限和安全性不好等缺點(diǎn)。近年來，以ARM為代表的高性能專用微處理器的出現(xiàn)，以及Linux、Windows CE等操作系統(tǒng)的完善，使嵌入式技術(shù)迅速發(fā)展，這為智能IP電話的研發(fā)提供了軟硬件基礎(chǔ)。 現(xiàn)階段家庭網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng)的方式主要為有線接入，因?yàn)檫@種方式網(wǎng)絡(luò)性能比無線隱定，延時(shí)性相對(duì)要小，用它來遠(yuǎn)程控制智能家電比無線網(wǎng)要安全可靠。要實(shí)現(xiàn)智能家電的網(wǎng)絡(luò)化，如果采用PC機(jī)進(jìn)行直接進(jìn)行控制，或者讓每臺(tái)家電接入網(wǎng)絡(luò)，這樣成本很高，不利于一般家庭的普及。 為此，筆者采用基于.ARM9芯片、Windows CE 4.2嵌入式操作系統(tǒng)的IP電話作為家電的控制中心，智能家電采用ARM9芯片和linux2.4操作系統(tǒng)。各個(gè)智能家電與IP電話采用串口進(jìn)行通信，IP電話采用網(wǎng)口與因特網(wǎng)通信。這樣可以大量的降低成本，而且通信方式比PLC和藍(lán)牙通訊技術(shù)更安全可靠。 本文以IP電話與智能家電互聯(lián)為切入點(diǎn)，結(jié)合ARM、嵌入式Linux和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)出一種較為完善的IP電話與智能家電的控制系統(tǒng)。采用這種方式，使智能家電集電腦、電信和消費(fèi)類電子產(chǎn)品的特征于一體，讓家電具有信息的獲取、加工、傳遞等功能，提供全方位的信息交換，幫助家電與外部保持信息交流暢通，這樣可以優(yōu)化人們的生活方式，節(jié)約能源費(fèi)用資金。 筆者完成了系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了調(diào)試，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的有效性和實(shí)用性。并力爭(zhēng)將其拓展成為完善的智能家電控制系統(tǒng)。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著現(xiàn)代控制技術(shù)的飛速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實(shí)現(xiàn)，能夠獨(dú)立工作的溫度檢測(cè)和顯示系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可靠性和實(shí)時(shí)性相對(duì)較差，溫度測(cè)量的精度和準(zhǔn)確度較低，而且大多采用有線方式對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，這不利于應(yīng)用的擴(kuò)展。近年來，嵌入式系統(tǒng)和無線通信技術(shù)(特別是短消息業(yè)務(wù))受到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域研究者的密切關(guān)注，成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文提出了一種將帶有I2C總線的ARM嵌入式微處理器和短消息業(yè)務(wù)(SMS)用于溫度檢測(cè)系統(tǒng)中的方法，實(shí)現(xiàn)了溫度的多點(diǎn)監(jiān)測(cè)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。采用以ARM微處理器LPC2290芯片為核心的嵌入式工控板，通過對(duì)Benq無線通信模塊M22的控制，接收并識(shí)別監(jiān)測(cè)中心發(fā)過來的短消息內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)溫度的采集及顯示；采用八個(gè)帶有I2C總線接口的數(shù)字溫度傳感器LM75，組成八點(diǎn)溫度采集電路：利用帶有I2C總線接口的LED驅(qū)動(dòng)器件ZLG7290及共陰式數(shù)碼管為溫度顯示電路，保證了溫度測(cè)量的精度和準(zhǔn)確度。 (2)多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出了軟件設(shè)計(jì)的總體思路，并以ADS1.2為集成開發(fā)環(huán)境，將μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)的相關(guān)代碼移植到LPC2290中；采用分層體系思想，使用標(biāo)準(zhǔn)C語言編寫程序，結(jié)合嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)管理、信號(hào)量等機(jī)制，并調(diào)用相關(guān)的應(yīng)用程序接口函數(shù)(API函數(shù))，設(shè)計(jì)了包括溫度采集、溫度顯示、短消息接收與發(fā)送等多個(gè)子程序。 (3)監(jiān)測(cè)中心軟件設(shè)計(jì)。為了增強(qiáng)系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)管理功能，使用Visual C++6.0及ADO數(shù)據(jù)庫技術(shù)編寫了監(jiān)測(cè)中心軟件人機(jī)交互界面，通過串口使另一M22無線通信模塊同監(jiān)測(cè)中心上位機(jī)的通信，實(shí)現(xiàn)了在PC機(jī)上發(fā)送短消息指令對(duì)下位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并將接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Access數(shù)據(jù)庫中以便分析處理。 嵌入式技術(shù)和短消息業(yè)務(wù)在一定程度上提高了多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量精度、可靠性、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性，對(duì)改進(jìn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的控制方式和數(shù)據(jù)傳輸方式有一定的意義，也為對(duì)嵌入式應(yīng)用項(xiàng)目的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： ARM 多點(diǎn) 溫度監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-08
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本文主要介紹了如何運(yùn)用可編程邏輯器件(FPGA)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)?！ ∧壳?，電機(jī)控制芯片主要有兩種選擇。一種是專用集成芯片(ASIC)，一種是單片機(jī)(MCU)或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。而FPGA的數(shù)字資源豐富、工作頻率高、可在系統(tǒng)編程等特點(diǎn)使得開發(fā)靈活、開發(fā)周期相對(duì)短，可以取代前二種通用的方式。本文利用80C196KC和FPGA控制感應(yīng)電機(jī)，簡(jiǎn)化了硬件和軟件設(shè)計(jì)，并充分利用了FPGA的快速性，利用FPGA，除本身可以用來控制電機(jī)以外：可以制成通用的“IP核”應(yīng)用到MCU(或DSP)，或是作為片內(nèi)外設(shè)，這樣就節(jié)約了片內(nèi)資源；另外，它還是ASIC設(shè)計(jì)的驗(yàn)證的必經(jīng)階段，這是本文選題和工作的意義。本文設(shè)計(jì)的FPGA調(diào)速控制系統(tǒng)以及2個(gè)IP核，下載到芯片，通過驗(yàn)證。 本文第一章緒論介紹了可編程邏輯器件的發(fā)展、應(yīng)用，以及EDA的發(fā)展歷程，還介紹了ASIC等。針對(duì)FPGA的快速發(fā)展，論述了它在變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)。 第二章介紹了交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用情況。著重介紹了電壓空間矢量調(diào)制方式，以及矢量控制技術(shù)、技術(shù)發(fā)展。 第三章詳細(xì)介紹了SVPWM調(diào)速系統(tǒng)整個(gè)系統(tǒng)的FPGA設(shè)計(jì)，給出了設(shè)計(jì)思路、具體方案、邏輯時(shí)序分析；最后給出了軟件仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)波形對(duì)照。文中還給出了SVPWM調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)用的FPGA設(shè)計(jì)結(jié)果，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，得到實(shí)驗(yàn)波形。論證了FPGA在調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用中的可行性和意義。 第四章介紹了作者針對(duì)課題相關(guān)的一些內(nèi)容所設(shè)計(jì)出的IP核，給出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。 論文最后，對(duì)本課題所做的工作進(jìn)行了簡(jiǎn)單的總結(jié)。
標(biāo)簽： FPGA 全數(shù)字 交流變頻 調(diào)速系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：zhaiyanzhong
隨著現(xiàn)代控制理論在機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，多電動(dòng)機(jī)協(xié)調(diào)控制技術(shù)在機(jī)電控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，給嵌入式系統(tǒng)的數(shù)控應(yīng)用提供了巨大機(jī)遇。傳統(tǒng)的伺服運(yùn)動(dòng)控制很難在處理大數(shù)據(jù)量、復(fù)雜算法時(shí)保證系統(tǒng)的靈活性和實(shí)時(shí)性。嵌入式系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的以應(yīng)用為中心并且軟硬件可裁剪的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，它的特點(diǎn)是高度自動(dòng)化，響應(yīng)速度快等，非常適合于要求實(shí)時(shí)的和多任務(wù)的場(chǎng)合。 本文以嵌入式數(shù)控系統(tǒng)為項(xiàng)目背景，研究設(shè)計(jì)了一種基于ARM和FPGA的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的方案。設(shè)計(jì)中，通過QuartusⅡ、ModelSim和Protel 99等電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化開發(fā)工具完成了一個(gè)高性能嵌入式軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真驗(yàn)證；采用了實(shí)用小巧的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ，為應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性提供了保證。該嵌入式數(shù)控系統(tǒng)滿足了用戶對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和快速處理的要求，具有較廣泛的應(yīng)用前景。 通過本課題實(shí)踐表明，基于ARM和FPGA構(gòu)建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用方案完全可行、合理，同傳統(tǒng)的人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，能大量地減輕研發(fā)任務(wù)，提高研發(fā)速度，能夠在短時(shí)間內(nèi)得到控制性能優(yōu)秀的數(shù)控系統(tǒng)。而μC／OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)的加入，使得系統(tǒng)很好地進(jìn)行多任務(wù)處理，并保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
標(biāo)簽： FPGA ARM 嵌入式 數(shù)控
上傳時(shí)間： 2013-07-22
上傳用戶：huangzchytems
小波變換是一種新興的理論，是數(shù)學(xué)發(fā)展史上的重要成果。它無論對(duì)數(shù)學(xué)還是對(duì)工程應(yīng)用都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。最新的靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG2000就以離散小波變換(DWT)作為核心變換算法。 本文首先較為詳細(xì)地分析了小波變換的理論基礎(chǔ)，對(duì)多分辨率分析、Mallat算法和提升算法做了介紹。然后分析了JPEG2000所采用的小波濾波器，并引入了一個(gè)新的LS97小波。該小波系數(shù)簡(jiǎn)單、易于硬件實(shí)現(xiàn)，并且與CDF97小波有很好的兼容性，可作為CDF97小波的替代者。使用Matlab對(duì)CDF97小波和LS97小波的兼容性做仿真測(cè)試，結(jié)果表明這兩個(gè)小波具有幾乎相同的性能。在確定所用的小波后，本文設(shè)計(jì)了二維離散小波變換的硬件結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)過程中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)二維小波變換做了優(yōu)化，即將行變換和列變換的歸一化步驟合并計(jì)算，這樣可以減少兩次乘法操作。另外還使用移位加代替乘法，提取移位加中的公共算子等方式來優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)于邊界數(shù)據(jù)的處理，本文采用了嵌入式對(duì)稱延拓技術(shù)，不需要額外的緩存，節(jié)約了硬件資源。為提高硬件利用率，本文將LeGall53小波變換和LS97小波變換統(tǒng)一起來，只要一個(gè)控制信號(hào)就可實(shí)現(xiàn)兩者之間的轉(zhuǎn)換。本文所提出的結(jié)構(gòu)采用基于行的變換方式，只需要六行中間數(shù)據(jù)即可完成全部行數(shù)據(jù)的小波變換。采用流水線技術(shù)提高了整個(gè)設(shè)計(jì)的運(yùn)行速度。最后也給出了二維離散小波反變換的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。 在完成硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，使用Verilog硬件描述語言對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了完全可綜合的RTL級(jí)描述，采用同步設(shè)計(jì)，提高了可靠性。在Xilinx公司的FPGA開發(fā)軟件ISE6.3i中對(duì)正反小波變換做了仿真和實(shí)現(xiàn)，結(jié)果表明，本設(shè)計(jì)能高速高精度地完成正反可逆和不可逆小波變換，可以滿足各種實(shí)時(shí)性要求。
上傳時(shí)間： 2013-07-25
上傳用戶：sn2080395
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