開關磁阻電機是電機技術與現代電力電子技術、微機控制技術相結合的產物,既具有結構簡單堅固、成本低、容錯能力強,耐高溫等優點,又在高度發展的電力電子和微機控制技術的支持下獲得了良好的可控性能,目前己經在多個工業部門得到應用。因此,開關磁阻電機在驅動調速領域有著良好的發展前景。本論文在對前人成果的廣泛了解和研究基礎上,以philip公司生產的LPC2101為主控芯片,充分利用其高速運算能力和面向電機控制的高效控制能力,設計并制作了SRM控制器與系統軟件。本文以開關磁阻電機的調速控制策略及其控制實現方法為主要研究內容,對開關磁阻電機的數學模型、功率變換器技術、控制策略、控制方案的實現進行了全面深入的研究。 全文的研究工作分為五個部分,第一部分介紹了開關磁阻電機調速系統的構成及基本工作原理,綜述了開關磁阻電機的國內外發展現狀、特點及研究動向,總結了開關磁阻電機系統存在的技術問題,提出了本文的研究目的和主要研究內容。 第二部分引用并討論了SR電動機的基本數學模型和準線性數學模型,然后基于此重點分析了與電動機運行特性密切相關的相電流波形與轉子角位移的函數關系,最后根據課題所關心的控制系統設計,在理論分析的基礎上提出了SR電動機控制方案并進行了原理性分析,對SR電動機各個運行階段的特點進行分析并初步提出控制方案。 第三部分對SR電動機調速系統的硬件設計進行了詳細說明,主要包括以LPC2101為核心的控制系統的研究與設計,根據SR電機的控制特點,盡可能地開發了LPC2101的硬件資源和軟件資源,使控制系統具有很高的控制精度和靈活性,然后對功率變換器進行了設計和制作,分析了各種主電路形式的優缺點,采用了新型IGBT功率管作為主開關元器件,使功率變換器結構得到簡化,設計了IGBT的功率驅動電路,并專門設計了電壓鉗位電路和諸如過壓、過流保護等保護單元,保證了整個系統安全可靠地運行,然后分析了SR電動機控制系統位置傳感器檢測電路設計、電流及電壓斬波電路設計、電流檢測及保護電路設計等。 第四部分主要介紹了系統的總體控制思想,分析了各個運行階段的控制策略,對控制策略的軟件實現進行了設計,并給出了軟件實現的具體流程圖,直觀地體現了軟件編程思想。最后,對系統進行了實驗研究及分析。目前,該控制系統已調試完畢,基本實現預期功能。 本文對以ARM為控制核心的開關磁阻電動機控制系統進行了研究,得出了基于有位置傳感器檢測的控制方案。針對SR電機的控制特點,充分利用了ARM的硬件資源,采用PID數字調節,發出相通斷信號和PWM信號,并和電流、電壓等保護信號相結合,實現對主功率元件的通斷控制。并且設計了相應的外圍硬件檢測、保護、控制及人機接口電路,使控制系統結構緊湊,可靠性高;系統的控制軟件設計,采用模塊化的程序設計方法,增強了系統的可讀性及可維護性,實現了一種電壓斬波和電流斬波控制相結合的控制方式;結合系統的硬件設計,開發了相應的軟件模塊,使系統具有完善的保護和控制性能。 本系統經過試驗,調速范圍可達100~2000轉/分,效率較高,性能優良,驗證了控制思想和控制方法的正確性。
上傳時間: 2013-04-24
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本文對基于ARM的可編程控制器進行了研究。本文研制的可編程控制器配置簡單,擴展方便,抗干擾能力強,可靠性高。能夠采集4~20mA/0~5V的模擬量以及12路開關量;輸出1路-10~+10V、4路0~5V與2路0~20mA的模擬量以及8路開關量;能夠采集6路溫度信號:可以應用于開關量的邏輯控制;能實現簡單的PID控制:并配有RS232串行通信接口以及CAN總線通信接口,能滿足基本工業控制的要求。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術和網絡的飛速發展,流媒體技術的產生滿足了人們快速獲取多媒體信息的需求。它基于RTP/RTCP協議,運用流式傳輸技術,可以使人們在最短的時間內獲得想要的多媒體資訊。流媒體技術可廣泛應用于視頻播放、視頻會議、遠程教育等。嵌入式系統是當前研究的另一個熱點。它具有低功耗、體積小、集成度高和專用性強等特點。嵌入式系統早期主要應用于軍事及航空航天領域,隨著工nternet的發展,新型的嵌入式系統正朝著信息家電IA(InformationAppliance)和3C(Computer、Commtlnication&Consumer)產品方向發展。 因此,基于嵌入式設備的流媒體傳輸就是一個非常有意義的研究方向。本文基于南京某公司的實際產品項目“電梯多媒體項目”,將流媒體技術與嵌入式設備相結合,應用于電梯之中,使多媒體資訊的傳播無處不在。 本文首先研究了流媒體傳輸的相關技術。深入研究了用于流媒體傳輸的實時傳輸與控制協議RTP/RTCP,掌握其結構與規則;研究了實時傳輸QoS控制技術,分析現有的一些網絡傳輸控制方法,分析了流媒體與嵌入式系統的特點。 本文然后詳細分析了基于窗口的擁塞控制方法和基于速率的擁塞控制方法的原理和適用范圍,并改進了其中基于發送端速率控制的擁塞控制方法,設計了一種基于接收端緩存和發送端速率控制相結合的流媒體傳輸控制方法。通過對接收端緩存剩余空間臨界點的設置與監控,來輔助調節發送端的數據發送速率。它既可以避免網絡擁塞,又可以提高流媒體的傳輸質量。 本文最后介紹了嵌入式Linux系統的移植,分析了網絡上開源的RTP/RTCP實現庫JRTPLIB,并結合本文實際需要,對RTCP中RR分組的結構做了修改,以此為基礎設計了一個系統,實現本文所改進的用于ARM流媒體傳輸控制的方法。
上傳時間: 2013-07-06
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隨著計算機技術、半導體技術、微電子技術技術的不斷融合,嵌入式系統的應用得到了迅猛發展。本文以嵌入式系統開發為背景,研究基于ARM和μC/OS-II的嵌入式系統及其在加密解密模塊中的應用。 本文在介紹了嵌入式系統和硬件實現Rijndael算法的研究現狀之后,簡要概述了Rijndael加密算法的結構、輪變換、密鑰擴展和該加密模塊選用Rijndael算法的原因以及ARM系列微處理器選型和S3C44BOX芯片體系結構、開發板平臺的選擇和板上主體硬件電路等相關內容。 在深入地研究了Rijndael加密算法之后以及根據嵌入式系統的一般要求,本文設計了一個基于ARM和μC/OS-II的嵌入式加密模塊。該加密模塊采用了32位高性能ARM微處理器S3C44BOX為硬件核心,并以嵌入式實時操作系統μC/OS-II為軟件平臺,在ARM ADS1.2環境下進行系統軟件開發。該加密模塊充分地利用了ARM微處理器性能高、功耗低和成本低的優勢以及發揮了μC/OS-II可移植性好、穩定性和可靠性高的優點。 本文重點論述了嵌入式加密模塊BootLoader文件的裝載、I/O端口初始化、基于S3C44BOX微處理器的μC/OS-II移植及應用軟件部分中任務和模塊的流程設計。在該加密模塊應用軟件設計部分中,對各個任務的創建、定義、優先級設置和事件的定義、對文件的操作進行了設計,并且按照系統軟件設計的流程描述了模塊所有任務和部分子模塊的功能。
上傳時間: 2013-05-24
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變電站電壓無功綜合控制是通過自動調節有載變壓器的分接頭和投切并聯補償電容器組來實現的,它是確保電壓質量和無功平衡、提高供電網可靠性和經濟性的重要措施。采用九區圖控制策略的電壓無功綜合控制,實際運行時存在著頻繁調節變壓器分接頭和投切電容器組的缺陷,甚至可能會出現震蕩現象。 本文針對上述不足,根據有功功率和無功功率的負荷預測曲線,以降損收益最大為適配值函數,以電壓約束、電氣極限約束和控制約束為約束條件,提出了一種改進的禁忌搜索算法。引入最低收益閾值來限制調節次數的增加,在此基礎上建議了一種確定最佳調整次數的方法。還建議了一種有約束線性最小二乘算法,基于變電站內的量測數據以及變壓器的參數來估計系統電壓和系統阻抗參數。算例結果表明建議的方法是可行的,并且具有可以有效地減少調節次數的特點。基于ARM的LPC2292微控制器和嵌入式實時操作系統(μC/OS-II),采用ADS1.2開發工具進行編程,實現了變電站內電壓無功綜合控制功能。軟件模塊開發主要包括:嵌入式實時操作系統(μC/OS-II)和圖形用戶界面GUI移植,數據讀取任務,數據處理任務,電壓無功控制任務,基于GPRS/CDMA的通訊任務、鍵盤掃描和液晶顯示任務等。采用信號發生器產生電能信號,采用繼電器的動作模擬變壓器分接頭檔位的調節和電容器組的投切,構建了一個變電站內的電壓無功控制模擬測試臺,對提出的設計方案進行了全面的功能測試,測試結果表明提出的設計方案是可行的。
上傳時間: 2013-04-24
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汽車儀表是駕駛員獲取汽車狀態信息的關鍵設備,對汽車的安全行駛起著重要的作用。近年來,隨著計算機、微電子和各種現場總線通信技術的廣泛應用,汽車電子技術得到了迅猛的發展,汽車儀表盤上顯示的信息不斷增加,傳統的機械式、電氣式組合儀表越來越無法滿足使用的需求。特別是隨著汽車GPS導航、自動駕駛等新技術的日趨成熟,汽車儀表成為集顯示、控制、通訊、娛樂為一體的汽車綜合信息顯示中心已經指日可待。 本文提出并設計了一種以ARM器件為CPU,以嵌入式Linux為操作系統的車載儀表盤系統。該儀表盤以嵌入式微處理器為核心,對汽車的各種信息狀態,如電池電壓、車速等參數進行采集、處理、顯示和報警提示,駕駛員根據報警提示的結果進行相應的處理,以使汽車安全正常行駛。儀表盤本身作為汽車CAN總線的一個節點,支持CAN通信,可以接收來自其它CAN節點的信息并顯示,也可以發送控制信息至其它CAN節點。該儀表盤在外型上不同于傳統的汽車儀表,其顯示端使用一個LCD顯示屏代替原有的顯示設備,汽車運行的所有狀態信息都在該屏上顯示,但為延續傳統的操作習慣,將原來的車速、發動機轉速等用指針顯示的信息在顯示屏上以模擬表的形式顯示。并對越限工況和各種違規操作,在顯示屏上以圖形指示燈的形式閃爍顯示并同時以真人語音進行提醒。 本文在簡要介紹了汽車儀表發展趨勢的基礎上,重點論述了嵌入式系統的開發流程和模式,包括開發平臺的搭建、驅動程序的開發、圖形顯示界面的開發和應用程序的設計。在嵌入式系統設計中,硬件、軟件的可裁剪是其最大的特點,因此,增加功能模塊(比如本系統中用到的CAN通信模塊、音頻輸出模塊等)是嵌入式系統設計中的一個重點和難點,所以本文重點之一是放在驅動模塊的設計上。同時,作為信息顯示中心,信息顯示要求及時、準確、有美感,因此,圖形界面的開發也是重點之一。 本課題所設計的汽車儀表,作為綜合信息顯示中心的一個雛形,可以方便地擴展GPS導航系統、汽車后視攝像系統、網絡系統等模塊,相信進一步的研究和開發,汽車綜合信息顯示中心將成為未來汽車上重要的一部分。
上傳時間: 2013-06-13
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隨著社會的發展,網絡視頻監控系統已經成為日常生產生活中的重要輔助設備,應用十分廣泛。當前視頻監控系統正逐步由模擬化走向數字化,隨著視頻壓縮技術和網絡技術的發展,開發新一代的基于計算機網絡和多媒體MPEG-4壓縮算法的視頻監控系統已成為整個行業技術發展的主要方向之一。人們有時會采用DSP與MPEG-4算法結合的方案來實現,也有的部門采用了片上系統(SOC),但這些不但編程極度復雜,而且成本也過高。本文提出并研究設計了一種基于ARM微處理器S3C2410、MPEG-4專用壓縮芯片MPG440、以嵌入式Linux為操作系統的視頻監控系統方案,不僅開發便捷、成本低廉,而且實時性較好,適應范圍廣。 首先,采用軟硬件協同設計的思想提出了系統的總體設計方案,系統的整體架構分為攝像頭、云臺控制器、網絡視頻服務器以及客戶端PC機等四大部分。 第二,以三星公司的S3C2410芯片和DAVICOM公司的DM9000以太網接口芯片為硬件核心,對整個系統進行了模塊化的硬件電路的設計。根據S3C2410的特點及系統整體需求,完成了電源復位模塊、晶振模塊、存儲器接口模塊、視頻數據處理模塊、以太網接口模塊、云臺控制模塊等的硬件選型與電路連接。其中,在云臺控制模塊等的電路設計中充分體現了優化設計的技巧,并重點對網絡接口部分和視頻數據處理部分進行了詳細的硬件設計與說明。闡述了整個系統的工作流程。 第三,從應用需求出發,選擇嵌入式Linux操作系統作為本系統的軟件平臺,搭建了交叉式的開發環境,對bootloader進行了選擇,并給出了加載步驟。完成了對嵌入式Linux內核的選擇及移植。 第四,采用基于任務的設計方法對服務器端的軟件進行了總體設計,主要包括共用程序庫、config配置文件、日志文件以及多個任務等。并對運行于客戶端的軟件設計進行了簡要說明。 第五,由于數字視頻傳輸的實時性能和通過網絡傳輸以后客戶端接收的視頻圖像質量在本系統中至關重要,所以本文對傳輸信道和網絡協議進行了優化選擇,并詳細闡述了IP組播技術、流媒體傳輸協議等在圖像傳輸過程中的具體應用。
上傳時間: 2013-04-24
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嵌入式系統是以應用為中心,以計算機為基礎,并且軟硬件可裁剪,適用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。嵌入式系統一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序4部分組成,用于實現對其它設備的控制、監視或管理等功能。其廣泛應用于控制領域、消費電子產品等行業,已成為現代電子領域的重要研究方向之一。而隨著電子技術,多媒體技術及網絡技術快速發展,視頻監控系統也正在向嵌入式,數字化,網絡化方向發展。嵌入式視頻監控系統充分利用大規模集成電路和網絡的科技成果,實現體積小巧,性能穩定,通訊便利的監控產品。本項的目的正是建立一個完整的基于 ARM9 核心處理器和嵌入式 Linux 操作系統的嵌入式視頻監控系統。 本項目是在 ARM 微處理器平臺上,移植嵌入式Linux操作系統,并完成視頻采集、壓縮、傳輸任務。系統采用 ARM 微處理器 AT91RM9200作為主處理器,以視頻采集芯片 ADV7181 作為視頻采集設備,用 H.263視頻壓縮協議對視頻數據進行壓縮,最后通過中興通信公司 MG815+CDMA通信模塊傳輸到服務器上。 本論文主要分成五個章節: 第一章:首先介紹ARM和嵌入式Linux操作系統的特點和當前的發展概況,然后說明了本文的課題背景及意義; 第二章:描述了硬件開發平臺。本系統采用了 ALTMEL 的AT91RM9200為核心的開發平臺,并擴展了以視頻采集模塊和CDMA無線傳輸模塊; 第三章:描述了本系統的軟件開發平臺,包括嵌入式Linux開發流程以及移植到具體硬件平臺需要完成的工作,如 U-Boot 的移植、Linux內核的編譯與裁剪、文件系統的制作等; 第四章:首先論述了本系統中的難點 FIFO 設備的驅動編寫,隨后在對H.263視頻壓縮編碼敘述的基礎上針對塊匹配運動估計給出了一種改進的菱形搜索算法代替原有的三步搜索法,并且通過實驗結果證明,經算法改進優化的新菱形算法優于原先的三步搜索法; 第五章:得出了實驗結果,完成了視頻數據的無線網絡傳輸。
上傳時間: 2013-04-24
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大氣激光通信是指以激光光波作為載體,大氣作為傳輸介質的光通信系統。在空間大氣激光通信中,由于大氣的散射、吸收,大氣湍流等作用,在激光接收端就會出現光斑抖動、相位起伏等現象,因此研究一種適合在高速率、弱信號條件下處理技術,保證激光信號的誤碼率是有著十分重要的意義。 本文研究了一種基于嵌入式微處理器系統的大氣激光信號處理方法。文章從空間激光發展現狀及信道環境出發,提出了一種采用ARM微處理控制器并在控制器上移植實時操作系統μC/OS-Ⅱ,運用浮動閾值算法來減小大氣信道對激光探測的影響的方法。在測試中,取得了比較好的實驗效果。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力電子器件及其它非線性負荷在電網中大量的投入使用,致使電網的非線性、不穩定性和不對稱性日趨嚴重。通過對電能質量進行在線實時監測、記錄和分析,可以為改善電能質量、制定有關電能質量的治理措施以及確定治理裝置的技術參數提供必要的依據。 嵌入式系統是以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟/硬件可裁剪,適用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴格要求的專用計算機系統。它正逐步成為當今計算機技術發展的熱點,己經廣泛應用于工業控制、智能儀器、通信設備、消費電子等各個方面。隨著信息技術和數字技術的不斷發展,嵌入式系統必將更加廣泛的應用到生產生活的各個方面。 本文將電能質量監測與基于ARM技術的嵌入式系統結合起來,設計基于ARM技術的嵌入式電能質量監測系統,實現對電能質量指標的實時在線監測。 論文介紹了電能質量的概念,電能質量問題的危害及電能質量監測的重要意義,分析了電能質量監測國內外研究現狀及發展趨勢,詳細介紹了電能質量國家標準及其測量原理。重點闡述了嵌入式系統的概念、組成,分析了μC/OS-Ⅱ實時操作系統內核的調度機制,完成其在ARM處理器上的移植,構建電能質量監測系統的嵌入式軟/硬件開發平臺;在此平臺上詳細設計了電能質量監測系統的硬件電路,提出嵌入式軟件系統設計的整體方案,詳細說明了在嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ下的軟件開發方法。
上傳時間: 2013-05-26
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