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  • 基于FPGA的工业X-CT二代扫描控制系统研究

    工业X-CT(X-ray Computed Tomography)无损检测技术是以不损伤或者破坏被检测对象的一种高新检测技术,被誉为最佳的无损检测手段,在无损检测领域日益受到人们的青睐。近年来,各国都在投入大量的人力、物力对其进行研究与开发。 目前,工业CT主要采用第二代和第三代扫描方式。在工业CT第三代扫描方式中,扫描系统仅作“旋转”运动,控制系统比较简单。对此,我国已取得了可喜的成绩。然而,对工业CT系统中的二代扫描运动控制系统,即针对“平移+旋转”运动的控制系统的研究,我国已有采用,但与发达国家相比,还存在较大的差距。二代扫描方式与其它扫描方式相比,具有对被检物的尺寸没有要求,且能够对感兴趣的检测区域进行局部扫描的独特优点。同时X光源的射线出束角较小(一般小于20°),因此在工业X-CT系统主要采用二代扫描运动控制。有鉴于此,本论文结合有关科研项目,开展了工业X-CT二代扫描控制系统的研究。 论文首先介绍了工业X-CT系统的工作原理和各种扫描运动控制方式的特点,阐述了开展二代扫描控制的研究目的和意义。其次,根据二代扫描控制的特点,提出了“在优先满足工业X-CT二代扫描控制的基础上,力求实现对工业X-CT扫描运动的通用控制,使其能同时支持一、三代扫描方式”的设计思想。据此,研究确立了基于单片机AT89LV52及FPGA芯片EP1C3T100C8的运动控制架构,以实现二代扫描控制系统的设计方案。论文详细介绍了可编程逻辑器件FPGA的工作原理和开发流程,并对其相关开发环境QuartusII4.1作了阐述。结合运动控制系统的硬件设计,详细介绍了各功能模块的具体设计过程,给出了相关的设计原理框图和实际运行波形。并制作了相应的PCB板,调试了整个硬件控制系统。最后,论文还详细研究了利用VisualC++6.0来完成上位机控制软件的设计,给出了运动控制主界面及扫描运动控制功能软件设计的流程图。 论文对整个运动控制系统采用的经济型的开环控制技术所带来的不利影响,分析研究了增加步进电机的细分数以提高扫描精度的可能性,并对所研究的控制系统在调试过程中出现的一些问题及解决方案作了简要的分析,提出了一些完善方法。

    标签: FPGA X-CT 工业 扫描控制

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:stella2015

  • 基于FPGA的双自触发脉冲激光测距关键技术研究

    激光测距技术被广泛应用于现代工业测量、航空与大地的测量、国防及通信等诸多领域。本文从已获得广泛应用的脉冲激光测距技术入手,重点分析了近年提出的自触发脉冲激光测距技术(STPLR)特别是其中的双自触发脉冲激光测距技术(BSTPLR),通过分析发现其核心部件之一就是用于测量激光脉冲飞行时间(周期)的高精度高速计数器,而目前一般的方式是采用昂贵的进口高速计数器或专用集成电路(ASIC)来完成,这使得激光测距仪在研发、系统的改造升级和自主知识产权保护等诸多方面受到制约,同时在其整体性能上特别是在集成化、小型化和高可靠性方面带来阻碍。为此,本文研究了采用现场可编程门阵列(FPGA)来实现脉冲激光测距中的高精度高速计数及其他相关功能,基本解决了以上存在的问题。 论文通过对双自触发脉冲激光测距的主要技术要求和技术指标进行分析,对其中的信号处理单元采用了FPGA+单片机的设计形式。由FPGA主控芯片(EPF10K20TC144-4)作为周期测量模块,在整个测距系统中是信号处理的核心部件,借助其用户可编程特性及很高的内部时钟频率,设计了专用于BSTPLR的高速高精度计数芯片,负责对测距信号产生电路中的时刻鉴别电路输出信号进行计数。数据处理模块则主要由单片机(AT89C51)来实现。系统可以通过键盘预置门控信号的宽度以均衡测量的精度和速度,测量结果采用7位LED数码管显示。本设计在近距离(大尺寸)范围内实验测试时基本满足设计要求。

    标签: FPGA 自触发脉冲 激光测距 关键技术

    上传时间: 2013-06-02

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  • 基于ARMLinux的电力谐波检测算法实现

    谐波带来的影响已经严重危及到电力系统的安全、经济、稳定运行。解决谐波污染的关键在于精确实时地确定谐波的成分、幅值和相位等因素。而今普通工业控制计算机已越来越不能满足系统运行的高效性、高实时性、高稳定运行性和高可靠性等要求,给谐波的测量带来误差,因而开发新一代基于ARM平台和嵌入式Linux系统的电力谐波检测装置来满足这些要求显得很重要。 同时,友好的图形界面也已经成为人们普遍关注的一个热点问题。电力谐波检测装置的图形用户系统更是存在着进程独立、网络通信能力、跨平台等特殊需求。在众多的图形用户界面软件中,因QT/Embedded具有跨平台、面向对象、能设计精美的人机界面等优点,系统便选取QT/Embedded作为支撑平台,并解决了QT/Embedded跨平台移植和中文化等问题。 因频谱泄露和栅栏效应以及系统基本频率的波动,普通的FFT算法不能准确测量谐波和间谐波成份。为了提高测量精度,本文先用频域插值法确定系统的基本频率,以及插值多项式方法重构时域采样信号,接下来用FFT计算整数次谐波成份,以及频域插值方法计算间谐波成份。 系统选用长沙科瑞捷机电有限公司提供的基于ARM处理器的SAM7430模块,在此基础上开发谐波检测软件,包括数据采集、FFT分析以及界面显示程序。经初步调试系统工作稳定可靠,具有一定的实用参考价值。

    标签: ARMLinux 电力谐波 检测算法

    上传时间: 2013-08-02

    上传用户:lijinchuan

  • 基于ARMLinux的生物发酵智能控制系统

    生物发酵作为现代生物技术工业的重要组成部分,已被广泛用于食品、制药等各个领域,并显示出良好的发展前景和巨大的市场潜力。但由于生物发酵过程是一种复杂的生化反应过程,控制变量众多且相互关联度较大,采用传统控制方法难以实现有效控制。 因此,本文根据生物发酵的流程特点和当今国内市场的切实需要,在总结国内外相关研究的基础上,针对非线性、时变、大滞后的发酵过程,将智能控制技术融入到了生物发酵控制系统中,主要对发酵过程中的温度、PH值的控制算法进行研究,分别设计了仿人智能模糊PID控制和仿人智能模糊控制,模拟仿真和实验分析表明,控制效果优于传统算法。 基于32位ARM架构的嵌入式微处理器以其高性能、低功耗、低成本的优势,得到了很好的推广,同时国内微电子与嵌入式技术得到了迅速发展。鉴于此背景,本系统现场控制的下位机的硬件平台采用基于S3C2410的处理器,软件设计中采用了嵌入式Linux系统。同时采用了集散控制技术,实现一台上位机可以同时与多台下位机的数据通讯和远程监控,且下位机可以脱离上位计算机单独对各种参数进行控制。 本文的工作重点主要包括:主要参数测量与控制、发酵过程系统的总体设计、嵌入式系统的设计。本发酵控制系统对发酵过程进行实时监测、优化操作,不仅能避免人工操作的不确定因素,提高自动化水平,而且能够对发酵过程中主要参数进行有效控制,具有重要的现实意义。

    标签: ARMLinux 生物发酵 智能控制系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:1142895891

  • 基于ARM的工业废水pH值控制系统

    本文讨论工业废水中和处理中pH值的控制方法。由于中和反应中pH值的变化是一个严重非线性的过程,pH值控制被公认为世界上的控制难题之一,在此运用了ARM技术和模糊控制来解决这一难题。 论文首先介绍了工业废水处理中酸碱度控制的现状、存在的问题,并提出了基于ARM的工业废水控制系统的设计方案。其次详细研究了当前嵌入式系统的发展,深入探讨了ARM嵌入式处理器的特点、应用及体系结构,并着重介绍了本文所使用的LPC2131微处理器。然后针对pH的非线性特点做了分析并设计了以INA116为核心元件的pH测量电路。在广泛阅读和全面深入总结国内外相关文献资料的基础上,了解了模糊控制的一些关键技术和发展现状,设计出了基于ARM的工业废水模糊控制器。 硬件设计与软件设计为本论文的重点内容。硬件设计包括:电源电路、复位电路、晶振电路、Flash存储器、SDRAM存储器、JTAG电路、串行通信电路、LCD模块设计、A/D变换模块、PWM电磁阀驱动电路;软件设计除了为硬件提供相应的驱动程序外,最重要的是用C语言实现了基于ARM的工业废水模糊控制器。基于ARM的工业废水控制系统中上位机和下位机的数据通讯采用RS-232方式,下位机采用C语言编程、ADS1.2开发,上位机采用Delph17.0进行设计。 论文的最后对全文的主要研究内容进行了总结,指出了设计过程中遇到的问题及存在的不足之处,给出了主要研究结论和今后的研究方向。实验结果表明系统基本上达到了系统设计中所给出的性能指标,证明了整个系统设计的正确性和合理性,很好地解决了pH值控制中的非线性问题。与传统控制方法相比较,本系统结构简单,控制效果良好。

    标签: ARM 工业 pH值 废水

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:ztj182002

  • 基于ARM的嵌入式工业网络控制器的平台设计

    工厂底层的信息绝大部分都是通过现场总线进行传递的,但基于现场总线的工业设备网络无法实现与企业的Internet/Intranet无缝连接从而实现远程监控。所以本文就此问题展开研究,提出了一种基于S3C2410的嵌入式工业网络控制器的平台的设计方案,设计了一个具有网络通信功能的控制器平台。 1.针对网络控制器的特点与要求,通过对比分析,选取了具体的硬件和软件,以确保网络控制器平台的稳定可靠。 2.具体设计了控制器相关硬件电路。包括存储电路、以太网电路、串口电路、I/O口电路等。 3.建立了嵌入式Linux软件开发平台;对网络通信的理论进行了研究,编写了CGI外部扩展程序,实现了动态Web技术,使用户可以通过浏览器对控制器进行远程监控。同时,开发了嵌入式数据库SQLite应用程序,使历史数据、实时数据和技术参数的管理更加方便有序;开发了对应的驱动程序确保了网络控制器的的正常运行。 4.在完成嵌入式网络控制器硬件与软件设计的基础上,将控制器平台应用于智能加药控制系统中,通过测试表明本网络控制器平台稳定可靠。 总之,本文在深入研究嵌入式网络控制器的基础上搭建了一个嵌入式的硬件和软件平台,确保了网络控制器稳定可靠并高效地运行,为第二次开发嵌入式网络控制器准备了一个比较理想的嵌入式平台。

    标签: ARM 嵌入式工业 网络控制器 平台设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:lingduhanya

  • 基于ZigBeeARM技术的智能公交系统的研究与实现

    智能城市公交系统为解决城市交通拥堵、空气污染,降低交通事故提供了解决方案,并在世界各国达成广泛的共识。我国政府为改善城市公共交通系统投入了大量的财力对公交系统进行升级和改造,智能调度、自动报站、车辆监控等新技术应用于城市公交系统中。IEEE802.15.4/ZigBee标准的制定,不仅为工业控制、家居自动化控制和遥测遥控等领域提供了一种无线互联互通的标准,而且给智能公交系统带来了新的生机,为智能交通系统及相关产业的发展提供了有力的契机。 本文给出了IEEE802.15.4/ZigBee标准的介绍,给出了协议栈框架结构,从物理层到应用层进行了分析,并将ZigBee技术与其他无线通信技术做了比较,分析了ZigBee技术应用的场合。 在查阅大量参考文献的基础上,,设计了基于ZigBee技术的智能公交系统的框架结构,分析了始发站、中间站、终点站的功能,并尝试采用挪威Chipcon公司的ZigBee—CC2430无线模块来代替GPS技术实现公交车辆自动报站。 在始发站停车场监控系统中,重点研究ZigBee定位机制,研究了多边定位算法、几何算法、加权质心算法等,并改进现有的定位算法,并使用MATLAB工具进行仿真分析,实现了基于ZigBee技术的公交车定位系统;在中间站电子站牌设计中采用能量检测算法实现了与车载终端的通讯,编写了电子站牌和公交车载终端的通信协议并实地测试了自动报站功能。 最后设计了以Philips公司的ARM7芯片LPC2364为微处理器的智能公交车载终端,并给出了各部分的硬件电路设计。

    标签: ZigBeeARM 智能公交系统

    上传时间: 2013-05-25

    上传用户:561596

  • 基于ARM的工业过程数据记录系统的设计与开发

    随着生产自动化要求的不断提高,控制技术和微型计算机技术的不断发展,智能记录仪已日益广泛地应用在工业过程领域,并占据了越来越高的地位。近年来,新的应用也对智能记录仪的设计提出了更高的要求。 嵌入式系统因其体积小、性能好、功耗低、可靠性高等优点,其已经在各种记录仪表的开发与设计等领域中得到广泛的应用。为了改善工业现场传统获取数据费时、费力且数据不够及时准确的缺点,本课题基于嵌入式的技术,构建了一个由32位的嵌入式微处理器S3C24lO和实时操作系统IAnux组成的平台,并对其进行了开发研究,设计并实现了针对工业过程数据处理的一种新型的记录系统。 本文研究了无纸记录仪通用开发方法,设计了系统结构、功能和性能设计指标。该系统以三星公司生产的S3C2410(ARM)微控制器为核心,配置大容量Flash存贮器、实时时钟等,通过8个信号输入通道,可配接热电偶、热电阻以及标准的电压/电流信号,经16位采样送ARM处理后,按设定要求完成信号监测、数据记录和柱状图、曲线显示、异常数据报警等无纸记录仪的功能,以及通过RS232通信接口与其它系统进行数据通信;在系统软件设计方面,采用结构化、模块化方法,结合硬件配置设计了数据采集、检测信号处理、数据存取、键盘操作功能模块以及柱状图、曲线等图形显示功能函数,从而使具有了模块化扩展功能。试验表明了该系统对数据进行了准确、可靠的的采集与处理,较好地满足了工业现场的需求。 本课题是数据记录系统在工业现场数据采集、处理领域中的一次成功尝试。在实际应用中,该系统凸显出强大的功能、良好的灵活性。实践证明本系统是一种优秀的解决方案,能够高效的实现各种测控任务。

    标签: ARM 工业过程 数据记录系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:trepb001

  • 基于ARM的嵌入式工业过程数据采集记录系统的研究与实现

    研究如何将当前流行的嵌入式技术应用于工业领域中的数据采集与记录方面,是当今工业过程测量控制领域发展的一个必然方向。 本论文所设计完成的嵌入式工业过程数据采集与记录系统,是以32位ARM7微处理器S3C44B0X为核心,取代了传统的单片机,并且引入了μClinux多任务实时操作系统。采集到的工业现场的实时数据,经A/D转换等步骤处理后,显示在高分辨率的彩色LCD上。在MiniGUI的支持下,通过丰富的图形界面功能,以曲线或表格的形式显示工业现场实时数据的变化趋势,具有良好的人机界面。输入功能通过点击触摸屏来实现,可以像使用Windows操作系统一样,点击菜单、滚动条、列表框、按钮等控件以完成相应的操作。数据的记录完全脱离PC机,显示在LCD上的数据,可以实时的以文件的形式存储在Nand Flash中,必要的时候通过USB接口用U盘导出。μClinux操作系统中移植了BOA网络服务器和CGI脚本程序,因此具有动态Web监控功能,用户可以在PC机上的浏览器中通过网络随时监测工业现场的实时数据。 经过测试,该系统可以稳定可靠的运行,完全实现了工业现场数据的实时采集、人性化显示、规范化操作、脱机化记录和网络化监测等一系列功能,取代了传统的底层智能仪表搭配PC机的构架,将其功能合二为一,对工业企业的技术进步和生产过程的现代化有着重要的作用。

    标签: ARM 嵌入式 工业过程 数据采集

    上传时间: 2013-07-18

    上传用户:qwe1234

  • 基于ARM技术的嵌入式电能质量监测系统的研究

    随着电力电子器件及其它非线性负荷在电网中大量的投入使用,致使电网的非线性、不稳定性和不对称性日趋严重。通过对电能质量进行在线实时监测、记录和分析,可以为改善电能质量、制定有关电能质量的治理措施以及确定治理装置的技术参数提供必要的依据。 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软/硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。它正逐步成为当今计算机技术发展的热点,己经广泛应用于工业控制、智能仪器、通信设备、消费电子等各个方面。随着信息技术和数字技术的不断发展,嵌入式系统必将更加广泛的应用到生产生活的各个方面。 本文将电能质量监测与基于ARM技术的嵌入式系统结合起来,设计基于ARM技术的嵌入式电能质量监测系统,实现对电能质量指标的实时在线监测。 论文介绍了电能质量的概念,电能质量问题的危害及电能质量监测的重要意义,分析了电能质量监测国内外研究现状及发展趋势,详细介绍了电能质量国家标准及其测量原理。重点阐述了嵌入式系统的概念、组成,分析了μC/OS-Ⅱ实时操作系统内核的调度机制,完成其在ARM处理器上的移植,构建电能质量监测系统的嵌入式软/硬件开发平台;在此平台上详细设计了电能质量监测系统的硬件电路,提出嵌入式软件系统设计的整体方案,详细说明了在嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ下的软件开发方法。

    标签: ARM 技术的嵌入式 电能质量 监测系统

    上传时间: 2013-05-26

    上传用户:lijianyu172