開關磁阻電機(SwitchedReluctanceMotor,SRM)具有結構簡單、工作可靠、效率高和成本較低等優點,在很多領域都顯示出強大的競爭力,但是位置傳感器的存在不僅削弱了SRM結構簡單的優勢,而且降低了系統高速運行的可靠性,增加了成本,探索實用的無位置傳感器檢測轉子位置的方案成為開關磁阻電機驅動系統(SwitchedReluctanceMotorDrive,SRD)研究的熱點。SRM高度非線性的電磁特性決定了在精確的數學模型基礎上實現無位置傳感器控制十分困難,而人工神經網絡的出現為解決這個問題提供了新的思路。徑向基函數(RadialBasisFunction,RBF)神經網絡是一種映射能力極強的前向型神經網絡,具有收斂速度快、全局逼近能力強等優點。本文提出一種利用自適應RBF神經網絡對SRM進行控制的新方法,所采用的RBF神經網絡以電機繞組的相電流、磁鏈作為輸入,轉子位置作為輸出,通過離線和在線相結合的方法對網絡進行訓練,建立SRM電流、磁鏈與轉子位置之間的非線性映射,從而實現SRM的無位置傳感器控制。 常規的PID控制以其結構簡單、可靠性高、易于工程實現等優點至今仍被廣泛采用。在系統模型參數變化不大的情況下,PID控制效果良好,但當被控對象具有高度非線性和不確定性時,僅靠PID調節效果不好。對于SRM,它的電磁關系高度非線性,固定參數的PID調節器無法得到很理想的控制性能指標。論文提出了一種基于RBF神經網絡在線辨識的SRM單神經元PID自適應控制新方法。該方法針對開關磁阻電機的非線性,利用具有自學習和自適應能力的單神經元來構成開關磁阻電機的單神經元自適應控制器,不但結構簡單,而且能適應環境變化,具有較強的魯棒性。同時構造了一個RBF網絡對系統進行在線辨識,建立其在線參考模型,由單神經元控制器完成控制器參數的自學習,從而實現控制器參數的在線調整,能取得更好的控制效果。 仿真及實驗結果表明,自適應RBF神經網絡能夠實現電機的準確換相,從而實現了電機的無位置傳感器控制;基于RBF神經網絡在線辨識的單神經元自適應控制能夠達到在線辨識在線控制的目的,控制精度高,動態特性好,具有較好的自適應性和魯棒性。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,嵌入式Internet遠程測控系統已成為計算機控制領域一個重要組成部分,它將計算機網絡、通信與自動控制技術相結合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統,用戶只要在有網絡接入的地方,就可以對與網絡連接的任何現場設備進行遠程測控。嵌入式系統可以根據應用進行軟硬件的定制,特別適用于對成本、體積、功耗有嚴格要求的各種遠程測控設備。該項技術的研究具有廣闊的應用前景。 嵌入式Web遠程監控不同于以往的C/S和B/S網絡監控技術,它通常采用嵌入式系統作為Web服務器,使得系統的成本大大降低,且設備體積小巧,便于安裝、易于維護,安全可靠,此技術自問世以來得到了業界的廣泛關注,各式各樣的解決方案和實現方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網絡控制系統。該系統以嵌入式Boa服務器作為遠程信號的傳輸平臺。首先對網絡的系統結構和工作原理作了詳細介紹,然后對嵌入式網絡控制系統的實現作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網絡控制系統主要劃分為三個部分:嵌入式網絡控制系統硬件設計;嵌入式網絡控制器的軟件設計;嵌入式網絡控制系統Web服務器實現。系統選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統主控制器,并根據需要給出了具體的硬件電路設計,包括:存儲器接口電路、網絡接口電路、串行通信接口電路以及信號調理電路設計。鑒于μ Clinux對ARM技術的有力支持,且μ Clinux具有內核可裁減、網絡功能強大、低成本、代碼開放等特點,通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯,成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設備驅動開發、嵌入式網絡控制系統Boa服務器的構建及系統應用開發。 該嵌入式網絡控制系統融合監控網與信息網,實現了遠程分布式測控和通訊。系統穩定性高、實時性好、性價比高,具有廣泛的應用價值,適用于工業、交通、電力、能源等眾多控制領域。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,嵌入式Internet遠程測控系統已成為計算機控制領域一個重要組成部分,它將計算機網絡、通信與自動控制技術相結合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統,用戶只要在有網絡接入的地方,就可以對與網絡連接的任何現場設備進行遠程測控。嵌入式系統可以根據應用進行軟硬件的定制,特別適用于對成本、體積、功耗有嚴格要求的各種遠程測控設備。該項技術的研究具有廣闊的應用前景。 嵌入式Web遠程監控不同于以往的C/S和B/S網絡監控技術,它通常采用嵌入式系統作為Web服務器,使得系統的成本大大降低,且設備體積小巧,便于安裝、易于維護,安全可靠,此技術自問世以來得到了業界的廣泛關注,各式各樣的解決方案和實現方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網絡控制系統。該系統以嵌入式Boa服務器作為遠程信號的傳輸平臺。首先對網絡的系統結構和工作原理作了詳細介紹,然后對嵌入式網絡控制系統的實現作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網絡控制系統主要劃分為三個部分:嵌入式網絡控制系統硬件設計;嵌入式網絡控制器的軟件設計;嵌入式網絡控制系統Web服務器實現。系統選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統主控制器,并根據需要給出了具體的硬件電路設計,包括:存儲器接口電路、網絡接口電路、串行通信接口電路以及信號調理電路設計。鑒于μ Clinux對ARM技術的有力支持,且μ Clinux具有內核可裁減、網絡功能強大、低成本、代碼開放等特點,通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯,成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設備驅動開發、嵌入式網絡控制系統Boa服務器的構建及系統應用開發。 該嵌入式網絡控制系統融合監控網與信息網,實現了遠程分布式測控和通訊。系統穩定性高、實時性好、性價比高,具有廣泛的應用價值,適用于工業、交通、電力、能源等眾多控制領域。
上傳時間: 2013-06-13
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瞬變電磁法作為一種重要的地球物理探測方法,由于它在時間和空間上的可分性,使得這種方法簡單易行,信息豐富,精度較高,低成本,見效快,從而在礦藏勘探、鉆井和海洋勘探等領域得到了廣泛的應用。隨著接收儀器的數字化和智能化,發射功率的增大,數字模型計算正反演的應用,解釋水平的提高,瞬變電磁法可解決的地質問題不斷擴大,幾乎涉及了物探工作的各個領域:礦產勘探,構造探測,水文與工程、地質調查,環境調查與監測以及考古等。近年來,在找水、市政工程、土壤鹽堿化和污染調查、淺層石油構造填圖,以及礦井突水預測等領域都取得了良好效果。 瞬變電磁法探測系統包括發射機和接收機兩部分。接收機用作在噪聲中提取由發射機發射的一次場信號在地下導體中感應出的二次場信息,其信息反映了地下導體的電阻率差異,通過對該信息數據的處理了解探測目標的特性從而達到探測的目的。 瞬變電磁信號具有早期信號幅度大、衰減快,而中晚期信號幅度小、衰減慢的大動態范圍的特點。因此,必須設計出能適應這種瞬時變化快、動態范圍大數據信號要求的高性能數據采集系統。同時,瞬變電磁探測系統的工作環境大都是在野外,因此,為適應野外工作的需要,數據采集卡尤其要有較低的功耗。 本論文在總結其他數據采集系統設計的基礎上,提高采樣速率和采樣精度、采用分段放大技術避免放大飽和和實現對小信號的有效識別、改用ARM作為核心處理器實現對接收機的有效控制、改進USB2.0的實際傳輸速度、改用自適應濾波法等噪聲抑制方法組合實現抗干擾和噪聲濾除設計,成功設計和實現了一套基于ARM和USB2.0的瞬變電磁數據采集系統,該系統具有高性能,低功耗,抗干擾能力強,低成本的特點,已成功應用于瞬變電磁探測實踐,并取得良好效果,極大的滿足了瞬變電磁探測系統的需要。同時,該系統對于其他數據采集系統的設計具有一定的借鑒意義。
上傳時間: 2013-06-21
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嵌入式系統發展到今天,應用越來越復雜,功能越來越強大,這就使得我們在嵌入式開發中必須加入對操作系統的支持,由此,產生了Bootloader的應用。作為嵌入式系統中的啟動模塊,Bootloader的作用就是引導和加載操作系統內核鏡像。Bootloader的設計與移植工作已經成為嵌入式系統開發中的重要環節。 在實際的嵌入式系統開發項目中,人們經常選擇移植通用Bootloader,例如U-Boot到自己的目標板。U-Boot雖然支持多種嵌入式操作系統和處理器架構,功能設置高度靈活,設備驅動豐富,但U-Boot代碼組織結構過于龐大,啟動流程機理和文件間的依賴關系復雜,這使得采用U-Boot進行Bootloader的開發往往會不得要領;另一方面,嵌入式系統是資源受限的,為了更好的適應市場,嵌入式產品的開發極其重視成本。以U-Boot-1.1.4來說,其源代碼大小就有38.4M,移植后生成的可執行bin文件一般也要500K以上,這對于寶貴的Flash資源來說無疑是種浪費。 論文以ARM內核處理器應用為切入點,設計了一種小型ARMBootloader-MicroBootloader。在理論上,通過對Bootloader的分析,總結了其主要功能、啟動過程,提出了Bootloader設計的典型框架,并按照這一典型框架對MicroBootloader進行了總體設計。在實現上,采用模塊化設計原則組織源文件,使得整個MicroBootloader組織結構清晰簡潔,便于維護與擴展,方便針對不同硬件平臺的移植進行修改。 論文的創新點在于做到了代碼量大小與功能的平衡。整個文件組織只有37個文件,代碼總計為208K,生成的可執行bin文件僅35K。通過實驗驗證,MicroBootloader完全能夠完成Bootloader的基本功能,其擴展功能也能實現下載操作系統鏡像,并讓其在目標板上成功運行,具有一定的現實意義和后續應用開發價值。
標簽: Bootloader ARM 內核
上傳時間: 2013-04-24
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信息技術的發展,數字化產品的普及,導致了對嵌入式開發的巨大需求。以Linux為宿主機系統,搭配一個交叉編譯環境,為嵌入式設備生成可執行程序己成為現在日益流行的編譯嵌入式軟件的解決方案。而開放源代碼的GNUT具鏈是一套開源的開發環境,是嵌入式軟件開發中理想的交叉編譯器。但現有GNUI具鏈支持的平臺并不能滿足層出不窮的嵌入式產品的開發需要,仍有許多平臺得不到支持,例如我們進行的minix向ARM-MINIX平臺的移植。 本文以在linux環境下構建MINIX嵌入式系統的交叉編譯工具鏈為背景,首先介紹了交叉編譯系統的基本組成和結構,以及利用GCC構建交叉編譯環境的優越性。然后對目標平臺作了介紹。分析了GCC編譯器,說明了GCC的設計思想,系統結構,介紹了GNU Binutils的功能,使用方法;接著分析了GNU工具鏈中的GAS和GLD的實現機制及源代碼結構,由于BFD是GNUBinutils的基礎,GAS和GLD都是使用BFD庫來操作目標文件,因此在這一部分本文對BFD庫的工作機制,數據結構也作了重點分析。緊接著說明了GCC交叉編譯系統的移植思路和方法,實現難點,以及一些相關技術細節,這涉及到了若干重要的C源文件,Makefile,配置文件的修改,重點給出了BFD庫,GAS和GLD的分析及其重定向(通常GCC生成的目標程序是針對GNU/Linux系統的)的實現;然后本文給出了在GNU/Linux宿主機上構建針對ARM-MINIX的參數設置及過程:最后對本文所做的工作進行了總結。
上傳時間: 2013-05-31
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PCI(Peripheral Component Interconnect)總線以其高性能、低成本、開放性、獨立于處理器、軟件透明等眾多優點成為當今最流行的計算機局部總線。在嵌入式系統領域中,許多IP都是基于PCI總線設計的。本文闡述一種以ARM9作為CPU的嵌入式系統的PCI北橋設計與驗證。 首先介紹基于ARM的嵌入式系統結構,并深入研究PCI2.2總線行為規范。在此基礎上提出一種基于ARM處理器的PCI總線北橋的設計方案,整個設計主要分為主設備接口模塊,目標設備接口模塊,配置寄存器模塊和集成總線仲裁器三大部分。對于主設備接口模塊和目標設備接口模塊,論文主要從數據通路和控制路徑的實現兩方面進行闡述。對于集成的總線仲裁器,設計采用兩優先級的循環優先算法,通過一組設備編號寄存器實現了PCI總線上的仲裁,此外,論文對跨時鐘域的信號同步和PCI配置寄存器也作了較為詳細的描述,最終采用自頂向下的方法實現了整個設計。 在驗證部分,引入了基于平臺的驗證思路,通過搭建驗證平臺,可以高效地實現驗證。論文重點討論了驗證平臺的搭建和行為模型的建立,并介紹了一種命令總線,通過打包各個驗證點控制驗證流程。此外,為提高驗證的自動化程度,論文對驗證所使用的腳本也進行了描述。通過此驗證平臺和腳本,提高了整個驗證系統的可移植性和可重用性。 論文最終完成了PCI北橋的RTL級的功能描述,并使用仿真軟件完成對設計的仿真驗證。設計通過驗證并成功實現在基于ARM的集成處理器,達到預定的功能設計要求,并具有良好的性能,最后對后續開發進行了探討。
上傳時間: 2013-05-22
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電力變壓器是電力系統的重要設備之一,其安全運行對于保障電力系統的安全可靠運行意義重大。對變壓器繞組進行狀態檢測和故障診斷,及時發現變壓器的事故隱患,避免事故的發生,對提高變壓器運行的安全可靠性,具有十分重要的意義。 本文分變壓器繞組變形檢測基礎、嵌入式系統設計基礎、硬件設計和軟件設計四個部分。前兩個部分主要介紹基礎的背景知識:首先簡要介紹了變壓器繞組變形的幾種測試方法與比較,重點介紹了頻響法的診斷原理與模型;然后介紹了嵌入式系統的概念與組成,特別是Linux在ARM上的相關移植。后面的兩個部分則在前面的理論基礎上分別從硬件和軟件介紹了如何實現基于嵌入式系統的變壓器繞組變形測試儀:在硬件部分中,利用S3C2410A自帶的USB控制器、LCD控制器、SD卡控制器,簡化了系統設計,并針對系統需要設計了掃頻信號發生器、數據高速采集與緩存等模塊;在軟件部分中,介紹了ARM基于Linux操作系統的I/O口、USB、LCD驅動的編寫,以及相關應用程序的編寫包括數據采集部分程序、LCD、串口通訊程序等,同時本文充分考慮了通訊環節可能引起的延遲問題以及提高系統資源利用效率等因素,提出了將系統設計成多進程的思路,并實現之。
上傳時間: 2013-04-24
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本文分析了國內外電動機保護的發展,針對當前電動機保護的現狀,介紹了一種嵌入式綜合電動機保護裝置。該保護裝置設計基于ARM嵌入式微處理器,相比于傳統的保護裝置具有體積小、功耗低、性能高、實時性好等優點,具有較強的實用價值。保護裝置可以實時采集電動機的三相輸入電壓、電流信號,對采樣數據進行保護算法計算,監視電動機的工作狀態,一旦有故障發生,則進行相應保護動作,及時切斷電動機電源。課題完成了基本的硬件系統設計和軟件開發。 硬件設計采用S3C2410作為處理器組成電動機綜合保護裝置,使用S3C2410自帶的A/D轉換器采集電動機的三相輸入電流、電壓信號,并通過鍵盤和LCD顯示器完成人機交互。 軟件的開發分為開發環境的建立和應用軟件設計兩個部分。開發環境的建立包含ARM平臺的BootLoader和嵌入式Linux的移植,交叉編譯環境的建立;應用軟件方面包含驅動程序,Qt界面程序,智能保護程序等幾個部分。 論文的最后對系統設計所完成的內容進行了總結,并提出了改進方法。
上傳時間: 2013-06-16
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本論文以建材行業為背景,以當前我國水泥生產新工藝——預分解窯生產線推廣普及階段在關鍵技術與裝備的迫切需求為論文的研究目標,針對水泥配料生產環節中的計量精度和操作性能上的問題與不足,引進新技術,致力研究開發新型高性能動態計量控制系統。 論文在對提高動態計量系統性能的理論和技術進行深入研究的基礎上,提出有特色的高精度稱重與測速的方法和實現技術。在采取動、靜態雙秤動態計量結構等改進性能的有效技術措施的基礎上,對新型動態計量控制系統的總體方案進行設計。 論文完成了基于嵌入式ARM微處理器的新型動態計量控制系統的硬件和軟件設計工作,重點對稱重與測速的穩定性和準確性進行改進;整個系統采用自組織現場總線組網,以加強整個系統的信息交換能力;采用組態軟件建立上位機監控管理軟件,方便組態,易于監控,以便明顯的提高操作性能。 論文研究開發的新型動態計量控制系統已經應用到學校教學實踐基地,特別是學生的工程能力訓練中,而且作為新裝備也可以應用到實際生產中,同時,作為應用基礎理論技術,在將來可以更進一步改善研究。
上傳時間: 2013-06-03
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