本論文對DSP和FPGA在交流伺服電機控制系統(tǒng)中的應用進行了詳細的設(shè)計，并完成了系統(tǒng)的規(guī)劃。論文完成的設(shè)計任務主要有：1、根據(jù)系統(tǒng)要求，詳細分析了運動控制系統(tǒng)，給出了運動控制系統(tǒng)的總體設(shè)計，提出了一套對已有外圍設(shè)備適用的設(shè)計方案。2、根據(jù)實際情況，提出了簡單易于實現(xiàn)、實時性好的軌跡插補算法，并給出了插補算法的軟件設(shè)計，并在DSP中得以實現(xiàn)。3、使用匯編語言進行軟件設(shè)計，完成了運動控制卡中由DSP完成的運動控制任務，即在插補計算的同時完成加減速控制和三軸聯(lián)動的協(xié)調(diào)控制，以及其后的脈沖分配數(shù)的計算。4、根據(jù)系統(tǒng)運動要求，使用FPGA芯片設(shè)計了可連續(xù)發(fā)送均勻分布脈沖的脈沖分配器，實現(xiàn)對交流伺服系統(tǒng)發(fā)送運動控制指令。并給出了VHDL在FPGA中的軟件實現(xiàn)。
上傳時間： 2013-04-24
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近年來，隨著FPGA技術(shù)的出現(xiàn)，憑借著它在設(shè)計上的優(yōu)越性，使得它在各電子設(shè)計領(lǐng)域上備受關(guān)注。在數(shù)字控制系統(tǒng)的應用領(lǐng)域也越來越廣泛。本課題主要研究了FPGA技術(shù)和無線通訊技術(shù)在高頻感應加熱控制系統(tǒng)的應用，目的在于實現(xiàn)一個安全穩(wěn)定的高頻感應加熱環(huán)境。 本文首先介紹了高頻感應加熱系統(tǒng)所涉及的一些概念及所要用到的一些技術(shù)。然后對系統(tǒng)實現(xiàn)的原理及實現(xiàn)可行性進行了深入的研究分析，確定了主電路的拓撲結(jié)構(gòu)為串聯(lián)諧振式，功率調(diào)節(jié)方式為容性移相調(diào)功：計算確定了系統(tǒng)中各個元件的參數(shù)和符號。最后按照FPGA的設(shè)計流程，設(shè)計實現(xiàn)了系統(tǒng)所需的各個硬件電路。 本文將無線通訊的技術(shù)引入了高頻感應加熱系統(tǒng)的控制。利用FPGA技術(shù)將RF無線通訊電路的控制部分與其他控制電路集成到一塊FPGA芯片里，這樣大大縮小了系統(tǒng)的體積，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。使得對高頻感應加熱系統(tǒng)的控制更加智能化，同時也使得其操作安全性得到了很大的提高，從而達到了我們的目的。 研究結(jié)果表明，利用FPGA技術(shù)以及無線通訊技術(shù)的集成來實現(xiàn)智能化數(shù)字控制系統(tǒng)是很可行的方法。本文研究的感應加熱控制系統(tǒng)運行良好。
上傳時間： 2013-05-31
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感應加熱電源以其環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應用，逆變控制電路是直接影響感應加熱電源能否安全、高效運行的關(guān)鍵因素。目前的感應加熱裝置很多采用模擬電路控制，而模擬控制電路觸點多，焊點多，系統(tǒng)可靠性低，對一些元件的工藝性要求高，電路中控制參數(shù)不容易進行修改，靈活性較差。近年來隨著微處理機的發(fā)展，數(shù)字式控制精確，軟件設(shè)計靈活，因而整個控制系統(tǒng)容易實現(xiàn)，在感應加熱領(lǐng)域中運用數(shù)字式控制已是一個發(fā)展方向。 本文在模擬逆變控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在可編程邏輯器件(FPGA)上進行了數(shù)字式并聯(lián)逆變控制系統(tǒng)的研究。 首先，本文針對感應加熱并聯(lián)逆變控制的數(shù)字化進行了詳細的研究。在參閱國內(nèi)外相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，結(jié)合已有模擬并聯(lián)逆變控制電路的工作原理，設(shè)計了全數(shù)字鎖相環(huán)、它激轉(zhuǎn)自激掃頻啟動模塊等逆變控制功能模塊，并對各個模塊進行了相關(guān)的數(shù)學分析和功能仿真，結(jié)果證明可以達到預定的功能指標和設(shè)計要求。 然后，分析了感應加熱電源的整體工作流程，針對模擬控制電路中控制參數(shù)不易進行修改、靈活性較差等問題，設(shè)計了數(shù)據(jù)采集、存儲、顯示等功能模塊，有利于系統(tǒng)的調(diào)試，參數(shù)修改等實際操作。 最后，以模擬逆變控制策略為基礎(chǔ)，分析了數(shù)字控制器的控制要求和策略。由硬件狀態(tài)機實現(xiàn)數(shù)字控制器的設(shè)計，完成對整個逆變控制系統(tǒng)的整體控制操作。通過自上而下的總體設(shè)計，將各個部分組合起來，構(gòu)成一個SOC系統(tǒng)。在FPGA集成軟件中進行了各部分和整體的仿真驗證，結(jié)果證明該設(shè)計可以完成逆變控制的各項需求和預定的人機交互操作。
標簽： FPGA 感應加熱電源 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-09
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在工業(yè)領(lǐng)域中，經(jīng)常需要在產(chǎn)品表面留下永久性的標識，通常作為便于今后追蹤的商標、流水號、日期等等。特別在機械行業(yè)對零部件的管理，在市場上需要對其進行識別和質(zhì)量跟蹤。機械行業(yè)在零部件上的標記打印在追求美觀的同時，要求有一定的打印速度和打印深度。標記打印能夠為企業(yè)提供產(chǎn)品的可追溯性，更好的貫徹IS09000標準。 由于傳統(tǒng)的標記打印在打印效率、美觀以及防偽等方面存在問題，不適應現(xiàn)代化大生產(chǎn)要求，而激光打印技術(shù)雖然較好的克服了傳統(tǒng)工藝的許多缺點，但激光器在惡劣的生成現(xiàn)場缺乏長期穩(wěn)定性的工作特點的制約，不能完全滿足生產(chǎn)實際的需要。為了彌補上述不足，適應大批量生產(chǎn)發(fā)展需要，氣動標記打印技術(shù)成為一種較好的選擇。 本課題在分析了現(xiàn)在市場上存在氣動標記刻印系統(tǒng)的優(yōu)缺點后，針對現(xiàn)有的標記打印機打印速度相對較慢，打印精度相對較低以及控制軟件不靈活的缺點，設(shè)計了一套新的控制方案，使用FPGA作為核心控制器，配合PC機標記打印軟件工作，代替以往PC或單片機的控制。該方案充分利用了FPGA可以高速并行工作的特點，能夠高精度平穩(wěn)的輸出控制脈沖，使打印過程平穩(wěn)進行。 本文描述了從總體方案設(shè)計到一些關(guān)鍵模塊的設(shè)計思路和設(shè)計細節(jié)。根據(jù)設(shè)計要求，總體方案中提出了整個控制系統(tǒng)的劃分和關(guān)鍵設(shè)計指標上的考慮。在硬件設(shè)計方面完成硬件電路設(shè)計，包括接口電路設(shè)計和抗干擾設(shè)計；在設(shè)計FPGA控制器時，采用了優(yōu)化后的比較積分直線插補算法使得輸出的插補脈沖均勻穩(wěn)定；采用梯形速率控制算法，克服了速度突變情況時的失步或過沖現(xiàn)象；在軟件方面，新開發(fā)了一套PC工業(yè)標記系統(tǒng)軟件，采用了多線程技術(shù)和TTF矢量字庫等技術(shù)。 整套標記打印系統(tǒng)經(jīng)過較長時間的運行調(diào)試，表現(xiàn)穩(wěn)定，現(xiàn)已經(jīng)試用性投放市場．從生產(chǎn)廠家重慶恒偉精密機械有限公司和客戶的反饋信息來看，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，打印速度達到設(shè)計指標，能夠在256細分下驅(qū)動電機平穩(wěn)快速運動，打印精度高，達到市場領(lǐng)先水平，并且得到客戶充分的肯定。
標簽： 工業(yè) 標記 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-21
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數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是信號與信息處理系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分，同時也是軟件無線電系統(tǒng)中的核心模塊，在現(xiàn)代雷達系統(tǒng)以及無線基站系統(tǒng)中的應用越來越廣泛。為了能夠滿足目前對軟件無線電接收機自適應性及靈活性的要求，并充分體現(xiàn)在高性能FPGA平臺上設(shè)計SOC系統(tǒng)的思路，本文提出了由高速高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片、高性能FPGA、PCI總線接口、DB25并行接口組成的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計方案及實現(xiàn)方法。其中FPGA作為本系統(tǒng)的控制核心和傳輸橋梁，發(fā)揮了極其重要的作用。通過FPGA不僅完成了系統(tǒng)中全部數(shù)字電路部分的設(shè)計，并且使系統(tǒng)具有了較高的可適應性、可擴展性和可調(diào)試性。 在時序數(shù)字邏輯設(shè)計上，充分利用FPGA中豐富的時序資源，如鎖相環(huán)PLL、觸發(fā)器，緩沖器FIFO、計數(shù)器等，能夠方便的完成對系統(tǒng)輸入輸出時鐘的精確控制以及根據(jù)系統(tǒng)需要對各處時序延時進行修正。 在存儲器設(shè)計上，采用FPGA片內(nèi)存儲器。可根據(jù)系統(tǒng)需要隨時進行設(shè)置，并且能夠方便的完成數(shù)據(jù)格式的合并、拆分以及數(shù)據(jù)傳輸率的調(diào)整。 在傳輸接口設(shè)計上，采用并行接口和PCI總線接口的兩種數(shù)據(jù)傳輸模式。通過FPGA中的宏功能模塊和IP資源實現(xiàn)了對這兩種接口的邏輯控制，可使系統(tǒng)方便的在兩種傳輸模式下進行切換。 在系統(tǒng)工作過程控制上，通過VB程序編寫了應用于PC端的上層控制軟件。并通過并行接口實現(xiàn)了PC和FPGA之間的交互，從而能夠方便的在PC機上完成對系統(tǒng)工作過程的控制和工作模式的選擇。 在系統(tǒng)調(diào)試方面，充分利用QuartuslI軟件中自帶的嵌入式邏輯分析儀SignalTaplI，實時準確的驗證了在系統(tǒng)整個傳輸過程中數(shù)據(jù)的正確性和時序性，并極大的降低了用常規(guī)儀器觀測FPGA中眾多待測引腳的難度。 本文第四章針對FPGA中各功能模塊的邏輯設(shè)計進行了詳細分析，并對每個模塊都給出了精確的仿真結(jié)果。同時，文中還在其它章節(jié)詳細介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計、并行接口設(shè)計、PCI接口設(shè)計、PC端控制軟件設(shè)計以及用于調(diào)試過程中的SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀的使用方法，并且也對系統(tǒng)的仿真結(jié)果和測試結(jié)果給出了分析及討論。最后還附上了系統(tǒng)的PCB版圖、FPGA邏輯設(shè)計圖、實物圖及注釋詳細的相關(guān)源程序清單。
標簽： FPGA 控制 高速數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-09
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目前見到的許多關(guān)于直流電機的測速與控制類文獻中，以研究無刷直流電機較多，采用PID算法，PWM調(diào)速的居多。這些文獻所采用的控制器一般都是Motorola公司的MC33035，MICROLlinear公司的ML4425/4428,諸如Infineon的嵌入式單片機C504或采用通用的PWM芯片如SG3524、TL494等。采用這些ASIC芯片，雖然能實現(xiàn)直流電機的無級調(diào)速，但還存在一些問題，如無法與計算機直接接口，許多較為復雜的控制算法無法在不增加硬件成本的情況下實現(xiàn)，控制器的人機界面不理想。總的來講，控制器的智能化程度不高，可移植性差。雖然采用PWM芯片來實現(xiàn)電機無級調(diào)速的方案成本較低，但當控制器針對不同的應用場合增加多種附加功能時，其靈活性不夠，而且反而增加硬件的成本。還有一些使用PLC控制器或高檔處理器芯片（如DSP器件）的文獻，它們雖然具有較高的控制性能，但由于這些高檔處理器價格過高，需要更多的外圍器件，因此也不具備在通常情況下大規(guī)模使用的條件。 從發(fā)展趨勢上看，總體的研究方向是提出質(zhì)量更高的算法和調(diào)速方案，以及在考慮成本要求的前提下選擇適合這種算法的核心控制器。 在研究方法上，有的采用軟件仿真，從理論作深入的研究；有的通過實踐總結(jié)提出一些具有使用價值的實踐方法。其中常見的有PID算法，模糊PID算法，結(jié)合神經(jīng)算法的PID算法等；在調(diào)速方案上，有采用普通的PWM調(diào)速，也有特殊PWM(PWM-ON-PWM)調(diào)速以及其它調(diào)速方式。另外電機轉(zhuǎn)速測量方案通常有光電式和磁電式，也有用超聲波測量的方案。 直流電機，尤其是永磁直流無刷直流電機（PM-BLDC），由于其固有的許多特點，在加上我國的稀土資源豐富，被眾多電機專家認為是21世紀的新型換代產(chǎn)品。隨著半導體集成電路，電力電子器件，控制原理和稀土材料工業(yè)的發(fā)展，可以預見這種產(chǎn)品必然會逐步取代傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的交流電動機加變頻調(diào)速器的模式，近年來已廣泛應用于家電、汽車、數(shù)控機床、機器人等更多的領(lǐng)域。
上傳時間： 2013-06-25
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· 摘要： 目的:提出一種新的電動機功率控制方法,實現(xiàn)對醫(yī)學設(shè)備的電動機功率精準控制.方法:通過對DSP微控制器TMS320LF240x的研究,提出了一種基于PWM調(diào)制電路的功率控制方法.結(jié)果:測試結(jié)果完全滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求.結(jié)論:該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,可編程性好,可以在不同的應用場合采用不同的控制算法,而不需要改變外圍的電路,易于升級及滿足一些特殊場合的要求.
上傳時間： 2013-06-28
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·摘 要:從改善步進電機動靜態(tài)性能的角度出發(fā)，給出了基于AT89C51的二相混合式步進電機驅(qū)動器的優(yōu)化設(shè)計方案，主要介紹了該驅(qū)動器的控制策略和硬件結(jié)構(gòu)等。試驗結(jié)果表明，驅(qū)動器的動靜態(tài)性能、魯棒性和控制精度都有了明顯的改善。[著者文摘]
上傳時間： 2013-07-05
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神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法作為一種比較成熟的智能控制算法，在空空導彈的理論研究中也得到了很多應用，但它的實際應用通常是通過軟件實現(xiàn)的，而軟件實現(xiàn)是串行執(zhí)行指令，運行速度慢，可靠性低，很難滿足實際導彈制導系統(tǒng)實時性的要求。控制算法硬件實現(xiàn)的最大特點就是可提高控制算法的實時運算速度和可靠性。本課題針對導彈制導系統(tǒng)，以FPGA為硬件平臺研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法的硬件實現(xiàn)。本文首先對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法思想進行了深入分析，并對BP網(wǎng)絡(luò)的各個階段進行了理論推導，最后對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID飛行控制算法進行了研究和總結(jié)，為硬件實現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。基于對上述理論的深入研究和分析，本文提出了一種適合FPGA實現(xiàn)該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法的硬件實現(xiàn)模型。在該模型中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各層之間采用串行執(zhí)行數(shù)據(jù)方式，層間則采用并行運行方式，可有效提高系統(tǒng)的運算速度。由于模塊化、層次化的自頂向下的模塊化設(shè)計方法可有效減少錯誤的產(chǎn)生，是設(shè)計復雜大規(guī)模系統(tǒng)的理想設(shè)計方法。本文采用了此設(shè)計方法，通過把系統(tǒng)模塊化，對各個子模塊分別用VHDL硬件描述語言進行描述，并基于QUARTUS II軟件開發(fā)平臺進行綜合和仿真，直到達到研究設(shè)計要求。最后將仿真程序源代碼下載配置到具體的Cyclone II系列EP2C70 FPGA芯片中,應用于某實際導彈控制系統(tǒng)的研究。理論分析和實驗結(jié)果表明該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)飛行控制算法的FPGA硬件實現(xiàn)是有效可行的，可滿足系統(tǒng)實時性的要求，為制導系統(tǒng)的實際工程實現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。
標簽： FPGA PID 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 飛行控制
上傳時間： 2013-04-24
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·介紹的是飛行器設(shè)計，國防工業(yè)出版社出版的，介紹性的文章但看懂還需要一定的功底 目錄緒論 0.1 飛行控制系統(tǒng)的發(fā)展回顧 0.2 飛行控制系統(tǒng)的基本任務 0.3 飛行控制系統(tǒng)的基本組成和功能 0.4 本書的編寫特點與內(nèi)容安排 第1章 飛行力學基礎(chǔ) 1.1 坐標系 1.2 作用在飛機上的力和力矩 思考與練習題 第2章 飛行器運動方程 2.1 飛行器運動方程組 2.2 飛機的縱向運動 2.3 飛機的橫側(cè)
標簽： 飛行控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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