運動控制技術是機電一體化的核心部分,提高運動控制技術水平對于提高我國的機電一體化技術具有至關重要的作用。運動控制技術的發展是制造自動化前進的旋律,是推動新的產業革命的關鍵技術。對于數控系統來說,最重要的是控制各個電機軸的運動,這是運動控制器接收并依照數控裝置的指令來控制各個電機軸運動從而實現數控加工的,數據加工中的定位控制精度、速度調節的性能等重要指標都與運動控制器直接相關。目前對數控系統的研究都集中在插入PC的NC控制器的研究上,而其核心部分就是對步進、伺服電機進行控制的運動控制卡的研究。對PC-NC來說,運動控制卡的性能很大程度上決定了整個數控系統的性能,而微電子和數字信號處理技術的發展及其應用,使運動控制卡的性能得到了不斷改進,集成度和可靠性大大提高。 本課題通過對運動控制技術的深入研究,并針對國內運動控制技術的研究起步較晚的現狀,結合當前運動控制領域的具體需要,緊跟當前運動控制技術研究的發展趨勢,吸收了數控技術和相關運動控制技術的最新成果,提出了基于PCI和FPGA的方案,研制了一款比較新穎的、功能強大的、具有很大柔性的四軸多功能運動控制卡。 本課題的具體研究主要有以下幾方面: 首先,通過對運動控制卡及運動控制系統等行業現狀的全面調研,和對運動控制技術的深入學習,在比較了幾種常用的運動控制方案的基礎上,提出了基于FPGA的運動控制設計方案,并規劃了板卡的總體設計。 其次,根據總體設計,規劃了板卡的結構,詳細劃分并實現了FPGA各部分的功能;利用光電隔離原理設計了數字輸入/輸出電路。 再次,利用FPGA的資源實現了PCI從設備接口,達到跟控制卡通信的目的,針對運動控制中的一些具體問題,如運動平穩性、實時控制以及多軸聯動等,在FPGA上設計了四軸運動控制電路,定義了各個寄存器的具體功能,設計了功能齊全的加/減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個功能各異的計數器電路等,自動降速點運動、A/B相編碼器倍頻計數電路等特殊功能。最后,進行了本運動控制卡的測試,從測試和應用結果來看,該卡達到預期的要求。
上傳時間: 2013-07-27
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基于ATM89C51單片機的IC卡讀寫器的設計
上傳時間: 2013-05-21
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本文以f1禁系統的可靠性和低成本為立足點,提出了一種基于AT89C2051單片機的RF卡門禁系統設 系計方法。首先簡單介紹了組成這個系統的非接觸式IC卡,然后詳細描述了其軟硬件設計的過程。在實際的應用
上傳時間: 2013-06-13
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本文介紹了如何利用FPGA(FieldProgrammableGateArray)技術來實現傳送流特殊信息的處理,其主要內容如下:1.介紹了MPEG-2傳送流系統層的語法規范;2.描述了傳送流特殊信息之間的結構關系;3.簡要介紹了傳送流復用的原理和實現方法;4.詳細討論了如何用FPGA技術來實現對特殊信息的處理;整個項目的設計采用VHDL作為程序設計語言,都是以Xilinx的FPGA芯片及其ISE5.2i作為開發系統進行的。
上傳時間: 2013-06-11
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本文針對國家煙草局關于以信息化帶動煙草行業現代化建設的要求,密切結合“煙草銷售業務管理系統”科研項目進行研究開發,設計了一個基于ARM-Linux的煙草零售信息終端。零售商戶可以在此終端上完成商品零售的整個過程,并可通過終端完成訂貨預測和訂貨確認的操作,同時可以下載和瀏覽各種煙草商品信息、訂貨、查看歷史營銷記錄、瀏覽各種通知廣告,并與煙草公司互動操作。 本文首先分析了課題的研究背景及煙草零售信息終端的國內外現狀,給出了一個基于ARM-Linux、GPRS無線網絡的煙草銷售業務管理系統的總體結構;然后根據煙草零售信息終端的功能需求構建了基于ARM9的硬件平臺的整體設計方案;介紹了基于ARM9內核的微處理器S3C2440A及關鍵外圍模塊,設計了各模塊的硬件接口電路;并在硬件平臺上成功移植實現了一個基本的嵌入式Linux系統的軟件平臺;隨后深入研究了Linux2.6引入的platform driver機制下的字符設備驅動程序的開發方法,在全面分析了漢王手寫芯片HW006的通信協議的基礎上,開發了漢王手寫芯片的觸摸屏驅動程序,實現了在觸摸屏上的點擊與漢字手寫識別;最后研究了Linux中的串口操作編程,完成了基于華為GTM900B GPRS模塊的數據通信程序設計和條形碼掃描程序模塊的開發,并研究了多線程編程技術在網絡數據收發中的應用方法,設計了煙草零售信息終端所需的數據庫和圖形界面。 所研制的煙草零售信息終端已成功應用于山西省某市的各個煙草零售點,運行結果表明,該終端運行穩定可靠,與用戶的交互方便快捷,采集到的各類數據能夠及時、有效、準確地傳輸到應用管理系統,各方面性能都達到了課題的要求,為煙草銷售市場預測、貨物配送和營銷推廣提供了一種有效的手段。
上傳時間: 2013-05-23
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網絡的普及和計算機微型化的趨勢使得移動終端成為未來人們生活中的必備。移動終端具有體積小,重量輕,易于攜帶的特點。它將PC的部分功能與手機的通訊功能結合起來,可以進行無線通訊,還可以通過互聯網得到豐富多彩的服務。因此,針對移動終端的研究具有非常重要的意義。 本文針對移動終端的移動性和無線上網功能提出一套基于ARM Linux平臺的解決方案。移動終端硬件部分采用基于S3C2410控制器的硬件平臺。采用USB接口的WiFi模塊作為無線網卡。采用FPGA模塊做信息加密處理。軟件部分采用嵌入式Linux系統作為操作系統,采用基于Qt的嵌入式Konqueror瀏覽器作為應用程序。采用移動IPv6技術支持終端的移動性。 本文闡述了移動終端軟件部分從底層到頂層的實現。包括了引導加載程序移植,Linux內核的移植,NOR Flash驅動移植,網卡驅動移植,無線網卡驅動移植,LCD驅動的移植,觸摸屏驅動的移植,根文件系統的實現,Qt/Embedded和Qtopia的移植以及嵌入式Konqueror的移植。并對原理、相關知識點以及實現過程進行了詳細的說明。本文介紹了如何在移動終端上支持移動IPv6技術,搭建基于Linux的移動IPv6的實驗網絡,并測試移動終端在不同的WiFi子網之間移動過程中與通信對端的連接情況。 經過測試表明,該移動終端可以在無線條件下通過瀏覽器訪問Internet,支持中文網頁并能通過鼠標、鍵盤和觸摸屏進行操作。在移動性上,移動終端在從家鄉網絡和外地網絡之間的漫游過程中能夠在一定的切換延遲下保持和通信對端的連接。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著經濟的發展,生活節奏的加快以及信息技術的進步,人們越來越多的借助高性能的移動手持設備來完成日常工作,目前手持設備處理性能有了很大的提高,其所能處理的數據量也越來越大,傳統的文件系統管理數據方式已經越來越滿足不了需求,嵌入式數據庫就隨之誕生,為手持設備提供專業的數據管理。嵌入式數據庫的輕量級、被軟件產品包含、無需人工數據庫管理等特點使其適合被應用于各類嵌入式系統及手持設備中。使用嵌入式數據庫與使用文件系統進行客戶端數據管理相比更加靈活方便、可以高效地實時更新客戶端本地數據。使用數據庫完成大量數據的存儲和管理,同圖形界面軟件結合構成嵌入式系統應用開發的支撐系統。 SQLite數據庫作為一種開源的嵌入式數據庫,具有體積小,速度快,存儲量大,API使用方便等諸多的優點,目前已經成為被廣泛應用的嵌入式數據庫之一。同樣的,嵌入式圖形界面MINIGUI的開源版本也具有體積小,控件比較豐富,編程難度不高等優點,受到廣大嵌入式開發者的喜愛。 本文的主要任務是將MINIGUI和SQLite進行有針對的裁剪或添加部分功能后移植到開發板上,然后將圖形界面和數據庫相結合在arm—linux平臺上建立一個具有基本功能的嵌入式信息管理系統。首先分析了系統所使用的硬件平臺并研究了軟件環境的搭建過程,包括移植Bootloader、移植linux內核、建立NFS網絡文件系統進行程序調試,然后分別給出了嵌入式圖形界面MINIGUI和嵌入式數據庫SQLite移植到開發板的過程和它們各自的開發技術,最后詳細研究了如何在MINIGUI中連接SQLite數據庫,從而將二者結合起來編程以實現本系統并給出了系統在開發過程中所遇到的關鍵問題的解決方案,包括屏幕旋轉及校正、設計軟鍵盤進行屏幕輸入、利用SQLite存儲圖片文件。從而證明了當前條件下在嵌入式系統中實現一個比較簡單的信息管理系統是完全可行的。最后討論了該領域存在的一些問題和今后需要進一步研究的課題。
上傳時間: 2013-07-10
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TCP/IP協議作為Internet上的通信實現方式的一種,是近年來嵌入式應用領域的一個研究熱點。嵌入式設備要與Internet網絡直接交換信息,就需要支持TCP/IP協議。嵌入式系統具有內核小、專用性強、系統精簡、實時性高、功耗和環境要求嚴格等特點,所以傳統的TCP/IP協議不適合移植到嵌入式系統中。實現嵌入式系統網絡接入有兩種選擇,第一種是按照TCP/IP協議的原理編寫簡化版的通信協議;第二種是將已有小型的,適用于嵌入式系統的網絡協議移植到系統中。 首先本文簡要介紹了嵌入式網絡協議的研究現狀和研究內容,分析了LwIP協議棧中IP協議、TCP協議、UDP協議和ICMP協議的原理。由于LwIP沒有使用和操作系統相關的系統調用和數據結構,所以在LwIP和操作系統之間增加了一個操作系統封裝層為操作系統服務。LwIP不僅保持了TCP協議主要功能,而且減少了對RAM的占用。 其次,移植中實現了操作系統模擬層和LwIP底層接口。操作系統模擬層為協議和操作系統提供了一個接口,使協議對操作系統透明,可以不依賴操作系統運行,需要實現信號量、郵箱、線程和臨界保護。LwIP底層接口為不同的硬件提供不同的驅動程序,需要實現系統初始化、網卡初始化、線程接收、數據包的讀取和發送。 最后提出測試設計框架,在ARM開發板和μC/OS-Ⅱ操作系統上對移植的協議進行測試。測試結果表明,移植協議可以正常工作,實現了基本的網絡功能。
上傳時間: 2013-07-11
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非接觸式IC卡是IC卡領域的一項新興的技術,它是射頻識別技術和IC卡技術相結合的產物。由于非接觸式IC卡具有操作快捷、抗干擾性強、工作距離遠、安全性高、便于一卡多用等優點,在自動收費、身份識別和電子錢包等領域具有接觸式所無法比擬的優越性,具有廣闊的市場前景。非接觸式IC卡讀卡器是非接觸式IC卡應用系統的關鍵設備之一。基于實際項目的需要,本課題開發了一種讀寫距離在10cm左右的非接觸式IC卡讀卡器,它可以應用于電子消費場合,如公交和地鐵電子售票,食堂售飯等場合。 本文首先研究了用于本系統的基本理論,包括射頻識別技術、ARM處理器體系結構和嵌入式系統,然后基于這些理論,給出了非接觸式IC卡讀卡器的設計方案。系統由三個部分組成:第一部分是讀卡器的收發模塊,選用Philips公司的高集成度非接觸式讀寫芯片MF RC500設計射頻收發模塊,對射頻芯片接口電路設計做了詳細的論述;第二部分是核心控制模塊,以Philips公司的ARM7芯片LPC2292為核心,對電源供應電路、存儲器電路、通信接口電路、LED顯示電路等設計做了一定的描述,并給出了電路。第三部分是系統的程序設計,采用移植嵌入式系統并添加任務的模式來實現讀卡器的各功能。通過對軟硬件的調試實現了非接觸式IC卡讀卡器的硬件與軟件平臺的構建。
上傳時間: 2013-04-24
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永磁同步電機(PMSM)是一種性能優越、應用領域廣闊的電機,其傳統的理論分析與設計方法已比較成熟。它的進一步推廣應用,在很大程度上有賴于對控制策略的研究。實踐中,使用通用變壓變頻(VVVF)變頻器來驅動沒有阻尼繞組的永磁同步電動機開環運行時,有時電機的運行頻率超過某一頻率,系統就會變得不穩定,甚至導致系統失步。本文研究了無位置傳感器的永磁同步電機的速度控制問題。 論文提出了一種將推廣卡爾曼濾波(EKF)原理應用于永磁同步電機無位置傳感器調速系統的方法。對永磁同步電機的數學模型和卡爾曼濾波原理作了詳細的分析,在dq轉子同步坐標系中應用推廣卡爾曼濾波算法,對永磁同步電機的轉角和轉速進行實時在線估計。所選取的濾波算法只需測量電流和逆變器直流母線電壓,具有不改造電機、可靠性高和經濟耐用的優點。利用在線估計出的轉速和電流實現轉速電流雙閉環的永磁同步電機矢量控制。同時還提出了基于磁飽和原理的永磁轉子初始位置的檢測方法。針對轉子磁場定向方式及矢量控制方案,采用了空間矢量脈寬調制方法對系統進行控制,此方法可以輸出任意給定位置的電壓矢量,在不增加功率管開關頻率和不增加系統復雜性的前提下,明顯提高電機的調速性能。 在Matlab6.5環境下進行的系統仿真實驗表明,所提出的位置估計算法和控制方法具有優良的轉角跟蹤特性和速度控制性能,同時系統具有較強的抗負載擾動性能和較好的魯棒性。實驗結果表明本文的方法達到了預期的效果。
上傳時間: 2013-04-24
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