各種先進(jìn)PID控制的MATLAB仿真,適合PID初學(xué)者熟悉各種PID的控制原理
上傳時間: 2013-07-26
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隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,生活水平的逐步提高,購置房屋和車輛的人越來越多,但安全問題也給人們帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。與此同時,相應(yīng)的安全防盜系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生。目前市場上,低端的方案是利用單片機(jī)和通訊單元相結(jié)合構(gòu)成系統(tǒng)。這種系統(tǒng)雖然價格便宜,實現(xiàn)起來也相對簡單,但是功能不夠完善,不能實現(xiàn)正真的影、音、像圖文全方位監(jiān)控。而高端的方案則使用專用集成電路,雖然功能強(qiáng)大,但是價格昂貴,并且對于新的接口標(biāo)準(zhǔn)存在兼容性問題,而且也不易升級。 基于FPGA的安全監(jiān)控系統(tǒng),是FPGA和通訊單元相結(jié)合的產(chǎn)物。其核心FPGA可多次配置,靈活性強(qiáng),在性能和價格中找到一個很好的平衡。其易于維護(hù)和升級,以滿足市場上不斷推陳出的新的接口標(biāo)準(zhǔn)。 整個系統(tǒng)將是對視頻圖像處理、圖像加密技術(shù)、傳感器、PIC總線通訊等諸多技術(shù)的整合。而本文將側(cè)重于論述該系統(tǒng)中視頻圖像處理、控制接口和視頻傳送部分的內(nèi)容。全文分為五個章節(jié),第一章簡要介紹了視頻信號處理的原理和結(jié)構(gòu),對一些專業(yè)術(shù)語進(jìn)行介紹,并展示了通用的視頻處理過程。第二章針對監(jiān)控系統(tǒng)的案例,對視頻信號處理模塊的解決方案進(jìn)行論述,將實際的視頻信號處理劃分為轉(zhuǎn)換、計算和傳送三個子模塊,并且分別進(jìn)行功能介紹。第三章著重介紹視頻轉(zhuǎn)換和視頻計算兩大模塊,對相應(yīng)的接口配置和模塊主要代碼實現(xiàn)作了深入分析。第四章將論述視頻處理中的重要課題:數(shù)字圖像的壓縮技術(shù),并對相應(yīng)的重要模塊和關(guān)鍵步驟作實際建模分析。第五章將探討視頻傳送的相關(guān)技術(shù),介紹傳統(tǒng)的Camera-Link標(biāo)準(zhǔn)和最新的千兆以太網(wǎng)傳送標(biāo)準(zhǔn),對可行性應(yīng)用進(jìn)行了比較。
標(biāo)簽: FPGA 安全監(jiān)控
上傳時間: 2013-07-17
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基于單片機(jī)的PID溫度控制系統(tǒng),了解PID控制理論和單片機(jī)實現(xiàn)方法
標(biāo)簽: PID 單片機(jī) 溫度控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-21
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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(Field Programmable Gate Arrays)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)字化變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計方案。該系統(tǒng)能產(chǎn)生三相六路正弦脈寬調(diào)制(SPWM)波形;調(diào)制頻率范圍為0~4KHZ,分7級控制;16位的速度控制分辨率;載波頻率分8級控制,最高可達(dá)24KHZ;系統(tǒng)接口兼容Intel系列和Motorola系列單片機(jī);該系統(tǒng)控制簡單、精確,易修改,可現(xiàn)場編程;同時具有脈沖延時小、最小脈沖刪除、過壓和過流保護(hù)功能等特點,可應(yīng)用于PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的全數(shù)字化控制。文中對方案的實現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的論述,主要包括系統(tǒng)設(shè)計的理論分析,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計及在FPGA硬件上的實現(xiàn),最終驗證了該控制系統(tǒng)的可行性和有效性。 數(shù)字化設(shè)計是本系統(tǒng)的特點,系統(tǒng)最終生成的三相SPWM脈沖是基于三相正弦調(diào)制波和三角載波比較得到的。設(shè)計時,充分結(jié)合FPGA器件的結(jié)構(gòu)特點,利用一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制振蕩器(NCO)來產(chǎn)生正弦波樣本,在一定程度上解決了傳統(tǒng)NCO產(chǎn)生正弦波的精度和頻率相互制約的問題;把分時復(fù)用數(shù)字通信原理結(jié)合到系統(tǒng)的設(shè)計中,設(shè)計出分時運(yùn)算電路,使得系統(tǒng)在同步時鐘下,生成三相正弦調(diào)制波而不影響系統(tǒng)的速度,同三角載波邏輯比較后,最終得到三相SPWM脈沖序列。
標(biāo)簽: FPGA 變頻調(diào)速控制 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-07-05
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高速公路隧道屬于特殊路段,隧道洞內(nèi)外環(huán)境差別非常大,需要在隧道內(nèi)設(shè)置電光照明,以消除司機(jī)的“暗適應(yīng)"與“明適應(yīng)’’視覺問題,保證隧道行車安全。而當(dāng)前的大部分高速公路隧道照明控制系統(tǒng)簡單,照明光源舒適度不高,未根據(jù)洞外環(huán)境亮度,綜合車速車流量及洞內(nèi)煙霧濃度等因素,實時調(diào)節(jié)隧道洞內(nèi)照明亮度,存在盲目加大隧道照明的亮度的問題,給行車安全帶來隱患,造成能源浪費,不符合設(shè)計規(guī)范和國家節(jié)能的政策要求。 本文介紹了當(dāng)前隧道照明的發(fā)展及照明燈具智能控制的研究狀況,針對當(dāng)前隧道照明的控制系統(tǒng)存在的問題,給出了基于ZigBee的隧道照明無線控制系統(tǒng)的 架構(gòu);分析比較了當(dāng)前各種隧道照明光源的特點,針對當(dāng)前普遍采用的高壓鈉燈照明和新興的LED燈照明做了詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)效益對比,根據(jù)系統(tǒng)使用壽命周期內(nèi)的性價比,選擇大功率LED作為隧道照明燈具;在分析ZigBee協(xié)議及組網(wǎng)流程的基礎(chǔ)上,設(shè)計了基于ZigBee技術(shù)的簇樹型隧道照明無線測控網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)采用CC2430無線模塊作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件解決方案,對網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器、路由器及終端節(jié)點的組網(wǎng)及其數(shù)據(jù)處理流程進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計;設(shè)計了利用ZigBee技術(shù)作為控制命令和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目烧{(diào)光LED燈具,滿足所提出的控制系統(tǒng)對燈具的要求:針對隧道照明控制參數(shù)及燈具光效難以建立精確數(shù)學(xué)模型的特點,系統(tǒng)采用基于專家經(jīng)驗的隧道照明的模糊控制算法,設(shè)計了隧道照明控制程序,并嵌入到利用WinCC設(shè)計的隧道照明的控制系統(tǒng)中。論文最后對所設(shè)計的系統(tǒng)進(jìn)行了測試,驗證了系統(tǒng)的可行性。
上傳時間: 2013-04-24
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論文以反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為研究對象,應(yīng)用了先進(jìn)的FPGA/CPLD技術(shù),設(shè)計了一種全數(shù)字的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng),通過了仿真、綜合和下載的各個程序測試環(huán)節(jié),并在實驗中得到了良好的應(yīng)用。 本論文分析了反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理以及其具體的控制過程,然后闡述了FPGA的設(shè)計原理以及所涉及到的相關(guān)芯片,接著對所要應(yīng)用的硬件語言VerilogHDL方面的知識進(jìn)行了簡要地介紹,這些為論文的具體設(shè)計部分提供了理論基礎(chǔ)。 本系統(tǒng)針對需要實現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速,設(shè)計出了一種符合要求的連續(xù)可調(diào)的脈沖信號發(fā)生器,整個脈沖信號發(fā)生器有兩個大的模塊組成,最后用一個頂層的模塊將二者連接起來,并且每個子模塊以及頂層的模塊都通過了仿真測試。系統(tǒng)采用了模塊化的設(shè)計思路,為系統(tǒng)的設(shè)計和維護(hù)提供了方便,同時也提高了系統(tǒng)性能的可擴(kuò)展性。系統(tǒng)采用一種軟件硬化的設(shè)計思路,應(yīng)用了VerilogHDL硬件語言,該語言較容易理解。軟件也是采用了目前應(yīng)用比較廣泛的幾種。在最后的實物實驗中也取得了良好的效果,從而證明了設(shè)計的正確性。論文針對VerilogHDL硬件語言的應(yīng)用技巧以及實際編寫程序中經(jīng)常遇到的問題都做了詳細(xì)的解釋,并提出了幾個解決問題的方法;對于如何合理的選擇芯片,文章也做了仔細(xì)說明。 FPGA+VerilogHDL+EDA工具構(gòu)成的數(shù)字系統(tǒng)現(xiàn)場集成技術(shù),是本系統(tǒng)設(shè)計的核心部分,該門技術(shù)具有操作靈活、利用廣泛以及價廉等特點。該門技術(shù)具有旺盛的生命力和廣闊的前景,必然推動著整個集成電路產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)集成的進(jìn)一步發(fā)展。整個系統(tǒng)設(shè)計采用了全數(shù)字化的控制方案,使系統(tǒng)更加緊湊、更加合理以及經(jīng)濟(jì)節(jié)約。由于系統(tǒng)的全數(shù)字化,使得整個系統(tǒng)運(yùn)行變得十分可靠,調(diào)試也極為方便。作為一種先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用,論文在很多方面做了新的嘗試。
標(biāo)簽: FPGA 步進(jìn)電機(jī)控制 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-05-20
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運(yùn)動控制技術(shù)是機(jī)電一體化的核心部分,提高運(yùn)動控制技術(shù)水平對于提高我國的機(jī)電一體化技術(shù)具有至關(guān)重要的作用。運(yùn)動控制技術(shù)的發(fā)展是制造自動化前進(jìn)的旋律,是推動新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。對于數(shù)控系統(tǒng)來說,最重要的是控制各個電機(jī)軸的運(yùn)動,這是運(yùn)動控制器接收并依照數(shù)控裝置的指令來控制各個電機(jī)軸運(yùn)動從而實現(xiàn)數(shù)控加工的,數(shù)據(jù)加工中的定位控制精度、速度調(diào)節(jié)的性能等重要指標(biāo)都與運(yùn)動控制器直接相關(guān)。目前對數(shù)控系統(tǒng)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(jìn)、伺服電機(jī)進(jìn)行控制的運(yùn)動控制卡的研究。對PC-NC來說,運(yùn)動控制卡的性能很大程度上決定了整個數(shù)控系統(tǒng)的性能,而微電子和數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用,使運(yùn)動控制卡的性能得到了不斷改進(jìn),集成度和可靠性大大提高。 本課題通過對運(yùn)動控制技術(shù)的深入研究,并針對國內(nèi)運(yùn)動控制技術(shù)的研究起步較晚的現(xiàn)狀,結(jié)合當(dāng)前運(yùn)動控制領(lǐng)域的具體需要,緊跟當(dāng)前運(yùn)動控制技術(shù)研究的發(fā)展趨勢,吸收了數(shù)控技術(shù)和相關(guān)運(yùn)動控制技術(shù)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(qiáng)大的、具有很大柔性的四軸多功能運(yùn)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(yùn)動控制卡及運(yùn)動控制系統(tǒng)等行業(yè)現(xiàn)狀的全面調(diào)研,和對運(yùn)動控制技術(shù)的深入學(xué)習(xí),在比較了幾種常用的運(yùn)動控制方案的基礎(chǔ)上,提出了基于FPGA的運(yùn)動控制設(shè)計方案,并規(guī)劃了板卡的總體設(shè)計。 其次,根據(jù)總體設(shè)計,規(guī)劃了板卡的結(jié)構(gòu),詳細(xì)劃分并實現(xiàn)了FPGA各部分的功能;利用光電隔離原理設(shè)計了數(shù)字輸入/輸出電路。 再次,利用FPGA的資源實現(xiàn)了PCI從設(shè)備接口,達(dá)到跟控制卡通信的目的,針對運(yùn)動控制中的一些具體問題,如運(yùn)動平穩(wěn)性、實時控制以及多軸聯(lián)動等,在FPGA上設(shè)計了四軸運(yùn)動控制電路,定義了各個寄存器的具體功能,設(shè)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(shù)器電路等,自動降速點運(yùn)動、A/B相編碼器倍頻計數(shù)電路等特殊功能。最后,進(jìn)行了本運(yùn)動控制卡的測試,從測試和應(yīng)用結(jié)果來看,該卡達(dá)到預(yù)期的要求。
上傳時間: 2013-07-27
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在團(tuán)簇與激光相互作用的研究中和在團(tuán)簇與加速器離子束的碰撞研究中,需要對加速器束流或者激光束進(jìn)行脈沖化與時序同步,同時用于測量作用產(chǎn)物的探測系統(tǒng)如飛行時間譜儀(TOF)等要求各加速電場的控制具有一定的時序匹配。在整個實驗中,需要用到符合要求的多路脈沖時序信號控制器,而且要求各脈沖序列的周期、占空比、重復(fù)頻率等方便可調(diào)。為此,本論文基于FPGA設(shè)計完成了一款多路脈沖時序控制電路。 本文基于Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片EPlC3T100C8,設(shè)計出了一款可以同時輸出8路脈沖序列、各脈沖序列之間具有可調(diào)高精度延遲、可調(diào)脈沖寬度及占空比等。論文討論了FPGA芯片結(jié)構(gòu)及開發(fā)流程,著重討論了較高頻率脈沖電路的可編程實現(xiàn)方法,以及如何利用VHDL語言實現(xiàn)硬件電路軟件化設(shè)計的技巧與方法,給出了整個系統(tǒng)設(shè)計的原理與實現(xiàn)。討論了高精密電源的PWM技術(shù)原理及實現(xiàn),并由此設(shè)計了FPGA所需電源系統(tǒng)。給出了配置電路設(shè)計、數(shù)據(jù)通信及接口電路的實現(xiàn)。開發(fā)了上層控制軟件來控制各路脈沖時序及屬性。 該電路工作頻率200MHz,輸出脈沖最小寬度可達(dá)到10ns,最大寬度可達(dá)到us甚至ms量級。可以同時提供l路同步脈沖和7路脈沖,并且7路脈沖相對于同步脈沖的延遲時間可調(diào),調(diào)節(jié)步長為5ns。
上傳時間: 2013-06-15
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各種類型電機(jī)的單片機(jī)控制,包括三相電機(jī),BLDC電機(jī)的控制,入門的好資料
上傳時間: 2013-06-02
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恒溫烘箱溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計:本設(shè)計采用單片機(jī)對恒溫烘箱的溫度進(jìn)行模糊控制,使其溫度穩(wěn)定在某一個設(shè)定值上.并且具有鍵盤輸入溫度給定值,一LED數(shù)碼管顯示溫度值和溫度越限報警的功能,實現(xiàn)自動控溫.
標(biāo)簽: 恒溫 烘箱 溫度控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-03
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