直流電動機具有優良的調速特性,調速平滑、簡單,且范圍大.同時其過載能力大,能承受頻繁的沖擊負載,廣泛應用于切削機床、造紙機等高性能可控電力拖動領域. 以往直流調速系統控制器采用分立元件,其故障率高,穩定性差,技術落后,很難滿足生產的需要.隨著計算機技術及通信技術的發展,數字化直流調速系統克服了這一不足,成為直調系統的主流. 本文設計的系統以DSP為主控芯片,監控系統控制芯片使用P89C669單片機,通過上下位機的數據通訊,實現系統參數設計和調節的數字化.下面是具體工作闡述: 1.設計了電封閉直流調速系統的硬件和軟件,完成兩臺同軸電機的電封閉實驗. 2.主電路使用三菱公司的IPM-PS21867作為功率輸出模塊,同時設計了驅動保護電路、控制電路以及通信保護電路. 3.采用PWM控制方式,編寫了系統的軟件.主要包括主程序、通訊顯示程序以及中斷服務子程序. 4.完成了樣機的整體布局和調試,實現了系統的雙閉環控制. 5.針對由于負載、轉動慣量等的變化影響系統的調速性能,本文基于模型參考自適應控制原理,給出了雙閉環調速系統自適應的Narendra方案的具體實現,通過仿真驗證方案的可行性.
上傳時間: 2013-04-24
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在數字化推進速度加快的大背景下,全球農業也由傳統農業向現代農業方向轉變,而實現農業信息與數字化則是現代化農業的重要標志與核心技術。我國農業具有地域分散、對象多樣、生物自身變異大、環境因子不確定等特點,也是受環境影響最明顯的領域,因此對環境與生物信息的監測顯得十分重要。同時現代無線網絡信息技術和計算機應用等技術近幾年得到了長足的發展,廣泛的應用于工業的各個領域。因此,將這些最新的技術應用于相對發展較慢的農業各領域顯得迫在眉睫。 本文根據農業對象具有偏遠、分散、易變、多樣等特點,提出了一種針對農業環境信息遠程監測的系統設計方案,并從軟件和硬件二方面詳細介紹了系統方案的設計和實現方法。本研究通過采用μC/OS-Ⅱ系統的嵌入式技術,實現了數據采集系統底層網絡與信息發布上層網絡的無縫連接為建立基于WEB的農業環境遠程監測系統奠定了基礎,同時也為農業網絡通信“最后一公里”問題的解決提供了一種解決方案。 該系統的設計充分利用了網絡技術。通過INTERNET,用戶可以隨時了解農業環境的實時情況以采取措施。系統中嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ的應用提高了系統的實時性、可靠性和可擴展性:減少了對系統硬件的依賴,增加了系統安全性;降低了成本。特別是自主開發的核心板卡,經連續的調試運行穩定、數據可靠。 本文首先介紹了高速實時數據采集系統的發展和現狀。由于傳統的設計方式的欠缺而考慮到將嵌入式操作系統引入到該系統中,很好的解決了多傳感器的接入,使得本系統具有巨大的靈活性和可擴展性。 本文以源碼開放的嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ為核心,以LPC2210微控制器為載體,充分利用GPRS無線網絡傳輸技術,實現了高速實時信息監測系統的關鍵設計。 考慮到該系統以后的可擴展性,在設計的過程中硬件部分預留了一部分接口電路以備后續開發使用;軟件的設計過程中應該注意的問題和實際操作中出現的一系列問題以及解決辦法在文中都有詳細的說明,并且軟件的基本構架在文章中也有所體現,文章結尾給出了一些系統經實驗后在WEB上發布顯示的數據。
上傳時間: 2013-07-09
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通信電路,主要為高頻電路,發射電路、接受電路、高頻放大、功率放大等電路。
標簽: 通信電路
上傳時間: 2013-06-14
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本文主要研究采用以太網接口芯片RTL8019AS和TCP/IP協議實現嵌入式WEB服務器,此服務器可以使各種帶串口的工控設備和數據采集設備很容易地連接到Internet,這樣就能夠利用Internet實現對各種嵌入式設備的低成本遠程訪問和資源共享。 本研究實現的嵌入式WEB服務器以STC89C51系列單片機為核心,用其串口作為與嵌入式設備的接口,用RTL8019AS芯片和RJ-45作為以太網接口,并通過軟件實現RS-232與TCP/IP協議的轉換,通過以太網實現嵌入式設備與遠程計算機之間的雙向數據通信,給出了硬件設計和軟件實現方案。硬件主要研究微控制器和以太網控制芯片之間的接口設計和以太網控制芯片RTL8019AS的驅動。軟件部分研究實現了TCP/IP的各層協議,包含了ARP、IP、ICMP、UDP、TCP、HTTP等,在實際中得以應用,如對于蓄電池電壓的遠程檢測等。 研究結果表明,利用嵌入式WEB服務器將嵌入式設備連入Internet網絡是切實可行的。經實驗測試整個系統占用資源少,成本較低、移植性較好,能夠完成常用的相關網絡通訊功能,網絡數據傳輸可靠性較好。
上傳時間: 2013-04-24
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本文介紹了基于軟PLC(Programmable Logic Controller,可編程控制器)的嵌入式技術起源和背景,綜述了基于軟PLC的嵌入式系統的關鍵技術和優點,最后介紹了其設計和實現的方法。 基于軟PLC的嵌入式系統的研究與實現分為開發系統和運行系統(又稱為虛擬機系統)。本文概述了開發系統,其運行于PC機的操作系統如Windows或者Linux等,為用戶提供一個大眾化的編程環境,它包含編輯器、編譯器、連接器、調試器和通信接口幾個部分。編輯界面友好,可以讓用戶方便的使用LD、ST和FBD三種語言編寫程序,編譯器和連接器將源程序文件編譯和連接成虛擬機系統可執行的目標代碼文件;分析了開發系統,其中詳細描述了編譯模塊的編制過程,實現了將指令表語言轉換為運行系統能夠識別的C/C++指令的功能;詳細地研究了梯形圖轉換為指令表語言,以及由指令表語言向梯形圖語言的算法和數據結構。調試器借助于虛擬機運行系統提供的服務可完成對應用程序的調試糾錯;討論了uCLinux操作系統和編譯調試技術,以及采用ModBus/TCP工業通信協議的通信接口用于開發系統和運行系統之間的通信。 另一方面,本文分析了虛擬機運行系統,它運行于安裝了uCLinux的ARM7平臺上,包括運行內核模塊、系統管理模塊和通信接口模塊。由于uCLinux沒有MMU和本身對實時性沒有什么要求,而針對基于軟PLC的嵌入式系統的研究與實現要求,本文在對其進行了uCLinux小型化研究的同時探討了雙內核實時性方案,解決了uCLinux實時性不足的問題。運行內核模塊調度和執行應用程序并管理時鐘。系統管理模塊管理系統狀態和內存。通信模塊用于開發系統及I/O設備通信。在此基礎上,對基于軟PLC的嵌入式系統的進行了設計與實現,并通過試驗將編譯的目標代碼傳遞到基于軟PLC的嵌入式運行系統中,實現了控制功能,驗證了生成目標代碼的正確性和開發系統的可行性,實現了編輯界面友好,系統開放,性價比較高的軟PLC嵌入式系統,達到了預期的目標,具有一定理論和應用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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電力電子裝置的控制技術隨著電力電子技術的發展而愈來愈復雜。開關電源是現代電力電子設備中不可或缺的組成部分,其質量的優劣以及體積的大小直接影響電子設備整體性能。高頻化、小型化、數字化是開關電源的發展方向。 在應用數字技術進行控制系統設計時,數字控制器的性能決定了控制系統的整體性能。數字化電力電子設備中的控制部分多以MCU/DSP為核心,以軟件實現離散域的運算及控制。在很多高頻應用的場合,目前常用的控制器(高性能單片機或DSP)的速度往往不能完全滿足要求。FPGA具有設計靈活、集成度高、速度快、設計周期短等優點,與單片機和DSP相比,FPGA具有更高的處理速度。同時FPGA應用在數字化電力電子設備中,還可以大大簡化控制系統結構,并可實現多種高速算法,具有較高的性價比。 依據FPGA的這些突出優點,本文將FPGA應用于直流開關電源控制器設計中,以實現開關電源數字化和高頻化的要求。主要研究工作如下: 介紹了基于FPGA的DC/DC數字控制器中A/D采樣控制、數字PI算法的實現;重點描述了采用混合PWM方法實現高分辨率、高精度數字PWM的設計方案,并對各模塊進行了仿真測試;用FPGA開發板進行了一部分系統的仿真和實際結果的檢測,驗證了文中的分析結論,證實了可編程邏輯器件在直流開關電源控制器設計中的應用優勢。
上傳時間: 2013-07-23
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隨著科學技術的快速發展和數據采集系統的廣泛應用,人們對數據采集系統的速度、精度、易操作性以及實時性的要求也在不斷地提高。通用串行總線USB作為一種新型的微機總線接口規范,以其使用方便、易于擴展、速度快等優點而被廣泛地應用于數據采集系統中。現場可編程門陣列最大的特點是結構靈活,開發周期較短,適合于實時信號處理,已被廣泛應用于通信、數據采集、圖像處理等諸多領域。 @@ 本文充分利用USB和FPGA的上述優點,設計了一種基于USB2.0技術和FPGA技術相結合的高速數據采集系統。 @@ 首先,對數據采集基本理論及系統相關技術進行了簡單地介紹。 @@ 其次,對以ADC轉換器(TLC5510)、FPGA芯片(EP1C6Q240C8)為控制器和USB接口芯片(CY7C68013A-56,簡稱FX2)為主的數據采集系統進行了硬件設計和分析,并在此設計的基礎上給出相應的原理圖、PCB。硬件設計主要包括FPGA與ADC和FX2之間的接口電路設計以及硬件邏輯設計。 @@ 再次,根據系統需求,對系統軟件部分進行了設計,分三部分:一是為滿足FX2在USB上的最大傳輸速率而編寫的固件程序;二是在PC機中的WindowsXP系統下利用GPD編寫USB設備驅動程序;三是充分了解FX2的主要功能特點,并編寫出應用程序。 @@ 最后,對系統的軟硬件進行了調試,給出了調試結果和分析,對出現的問題給出了解決方案。結果表明,系統符合設計要求。 @@關鍵詞:USB2.0;FPGA;SOPC;數據采集;固件;
上傳時間: 2013-06-21
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擴頻通信技術因為具有較強的抗干擾、抗噪聲、抗多徑衰落能力、較好的保密性、較強的多址能力和高精度測量等優點,在軍事抗干擾和個人通信業務中得到了很大的發展。尤其是基于擴頻理論的CDMA通信技術成為國際電聯規定的第三代移動通信系統的主要標準化建議后,標志著擴頻通信技術在民用通信領域的應用進入了新階段。 近年來,隨著微電子技術和電子設計自動化(EDA)技術的迅速發展,以FPGA和CPLD為代表的可編程邏輯器件憑借其設計方便靈活等特點廣泛應用于數字信號處理領域。 本論文正是采用基于FPGA硬件平臺來實現了一個直接序列擴頻通信基帶系統,該系統的實現涉及擴頻通信和有關FPGA的相關知識,以及實現這些模塊的VHDL硬件描述語言和QuartusⅡ開發平臺,目標是實現一個集成度高、靈活性強、并具有較強的數據處理能力的擴頻通信基帶系統。 本論文中首先對擴頻通信的基礎理論做了探討,著重對直序擴頻的理論進行了分析;其次根據理論分析,設計了全數字直接序列擴頻基帶系統的結構,完成了擴頻序列的產生、信息碼的輸入和擴頻。重點完成了對基帶擴頻信號的相關解擴和幾種同步捕獲電路的設計,將多種專用芯片的功能集成在一片大規模FPGA芯片上。在論文中列出了部分模塊的VHDL程序,并在QuartusⅡ仿真平臺上完成各部分模塊的功能仿真。
上傳時間: 2013-04-24
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通信與信息技術行業飛速發展,已成為我國支柱產業之一。隨著該行業的迅速發展,社會對具備實際動手能力人才的需求也不斷增加,高校通信教學改革勢在必行。在最初的通信原理實驗設備中每個實驗獨立占用一塊硬件資源,隨著EDA技術的發展,實驗設備廠商將CPLD/FPGA技術作為獨立的一項實驗內容,加入到通信原理實驗設備中。FPGA技術具備集成度高、速度快和現場可編程的優勢,適合高集成度和高速的時序運算。本文總結現有通信原理實驗設備的優缺點,采用FPGA技術設計出集驗證性和設計性于一體,具備較高的綜合性和系統性的通信原理實驗系統。 本系統提供了一個開放性的硬件、軟件平臺,從培養學生實際動手能力出發,利用FPGA在通用的硬件上實現所有實驗內容。學生在本系統上除了能完成已固化的實驗內容,還可以實現電子設計開發和驗證。這對培養學生的實踐能力大有裨益。 本文結合數字通信系統基本模型,把基于FPGA的通信原理實驗系統劃分為信號源模塊、發送端模塊、信道仿真模塊、接收端模塊和同步模塊幾部分。其中,模擬信號源采用DDS技術,能夠生成非常高的頻率精度,可作為任意波形發生器。發送端和接收端模塊結合到一起組成多體制調制解調器,形成多頻段、多波形的軟件無線電系統。載波同步采用全數字COSTAS環提取技術,具備良好的載波跟蹤特性,利用對載波相位不敏感 的Gardner算法跟蹤位同步信號。 本文首先介紹了通信原理實驗系統的研究現狀和意義;然后根據通信系統模型從《通信原理》各個章節中提煉出各模塊的實驗內容,分別列出各實驗的數字化實現模型;繼而根據各模塊資源需求選取合適FPGA芯片,并給出硬件設計方案;最后,給出各模塊在FPGA上具體實現過程、系統測試結果及分析。測試和實際運行結果表明設計方法正確,且功能和技術指標滿足設計要求。 關鍵詞:通信原理,實驗系統,FPGA,DDS,多體制調制解調,全數字COSTAS環,位同步
上傳時間: 2013-07-07
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隨著列車自動化控制和現場總線技術的發展,基于分布式控制系統的列車通信網絡技術TCN(IEC-61375)在現代高速列車上得到廣泛應用。TCN協議將列車通信網絡分為絞線式列車總線WTB和多功能車輛總線MVB,其中WTB實現對開式列車中的互聯車輛間的數據傳輸和通信,MVB實現車載設備的協同工作和互相交換信息。 本文介紹了國內外列車通信網絡的發展情況和各自優勢,分析了MVB一類設備底層協議。研究利用FPGA實現MVB控制芯片MVBC,用ARM作為微處理器實現MVB一類設備的嵌入式解決方案。其中,在FPGA芯片中主要采用自頂向下的設計方法,RLT硬件描述語言實現MVB控制芯片MVBC一類設備的主要功能,包括幀編碼器、幀解碼器和邏輯接口單元。ARM主要完成了軟件程序的編寫和實時操作系統的移植。在eCos實時操作系統上,完成了驅動和上層應用程序,包括端口初始化、端口配置、幀收發指令和報文分析。 為了驗證設計的正確性,在設計的硬件平臺基礎上,搭建了MVB通信網絡的最小系統,對網絡進行系統功能測試。測試結果表明:設計方案正確,達到了設計的預期要求。
上傳時間: 2013-08-03
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