工业生产过程往往具有非线性、不确定性,难以建立精确的数学模型。应用常规的PID控制器难以达到理想的控制效果。作为的重要分支,人工神经网络具有良好的非线性映射能力和高度的并行信息处理能力,已成为非线性系统建模、辨识和控制中常用的理论和方法。其中,神经元具有很强的信息综合、学习记忆、自学习和自适应能力,可以处理那些难以用模型和规则描述的过程,将神经元与PID结合,应用到实际的控制中,可以在线调整PID的参数,使系统具有较强的抗干扰能力、自适应能力和较好的鲁棒性。 目前,人工神经网络的研究主要是神经网络的理论研究、神经网络的应用研究和神经网络的实现技术研究,这三方面是相互依赖和相互促进的关系。本文主要侧重的是神经网络的实现技术研究方面,创新性地利用FPGA嵌入式系统开发技术实现单神经元PID智能控制器的研究与设计,并将其封装成为一个专用的IP核供其他的控制系统使用。 首先,对单神经元PID智能控制器的设计原理和设计算法进行了深入的研究与分析;其次,利用MATLAB设计单神经元PID智能控制器,针对特定的被控对象,对其进行仿真实验,获得比较理想的系统输出;然后,研究基于FPGA的单神经元智能控制算法的实现,对控制器进行VHDL语言分层设计,使用Altera公司的软件QuartusⅡ6.1进行仿真实验。两个仿真实验结果表明,基于FPGA的单神经元智能控制器比MATLAB设计的单神经元PID智能控制器性能优良。 本文的设计模块主要包括权值修改模块、误差计算模块、权值产生模块和输出模块。在各个模块的设计中进行了优化处理,使本文的设计不仅利用的硬件资源少,而且也有很快的运行速度,同时也改善了传统控制器的控制性能。
上传时间: 2013-04-24
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信息技术在建筑行业的高速发展使得智能住宅和智能小区迅速崛起并成长为巨大的新兴产业。文章提出了一个基于$3C2410的高性能、低价格的WLAN智能住宅控制终端的设计方案。该方案依托成熟的无线局域
上传时间: 2013-05-26
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随着当今生产力的发展和技术的进步,生产设备的自动化程度越来越高,传统的监控手段已不能满足生产自动化、智能化和网络化的需求。智能巡检终端作为生产安全的重要辅助设备,能在复杂环境下实现对多设备多信号量的实时采集和处理,可以作为解决生产设备安全运行的主要手段之一。近来年嵌入式技术以其强大的处理能力、高度的可靠性在微控制领域的应用越来越广泛。无线通信技术,特别是GPRS无线网络技术的快速发展。使互联网等宽带数据网络与无线通信网络实现互联,能够大大提高无线监控效率。在分析研究了当前国内、外设备巡检系统研究现状,并结合嵌入式技术和GPRS无线网络通讯技术的基础上,根据实际项目企业的具体生产要求,论文提出了一种基于GPRS无线通信技术与嵌入式技术的无线智能设备巡检系统。 本系统采用三星公司的ARM920TS3C2410芯片作为系统处理器,处理器从外部传感器采集到的相关数据,如:温度、湿度、压力等,通过SIM—300GRPS无线通讯模块的AT命令将数据通过无线网络传送到移动运营商GPRS网络中,然后将数据传送到生产监控中心(指定IP地址或域名)监控中心,监控中心可以通过专门软件对从各监控点传递的数据作出分析处理,并通过GPRS网络将相关控制命令反馈给各个监控点。 本课题主要工作集中在两个方面:一方面是GPRS无线收发设备硬件实现,在这一部分涉及到模块硬件功能设计、无线模块、嵌入式处理器的选型;另一方面是软件设计,给出了系统软件开发流程,完成了各模块的开发工作。研究和试验表明,该系统具有价格低廉、稳定可靠的特点,能满足远程无线数据传输的实际需求。
上传时间: 2013-06-01
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仪器仪表产品的总体发展趋势是传统的仪器仪表将仍然朝着高性能、高精度、高灵敏、高稳定、高可靠、高环保和长寿命的“六高一长”的方向发展;新型的仪器仪表与元器件将朝着微型化、集成化、电子化、数字化、多功能化、智能化、网络化、计算机化的方向发展;其中占主导地位、起核心或关键的作用是微型化、智能化和网络化。而我国仪器仪表在工业自动化仪表方面重点发展基本上是基于现场总线技术的主控系统装置及智能化仪表和专用自动化仪表;闸门测控仪表一般的功能都是控制闸门开度、荷重,以及超限报警等基本功能。处理器核心也一般都是8/16位的单片机,8/16位单片机功能简单难以满足嵌入式设备的网络、图像传输等要求,而且对人际交互功能的支持也相对较弱。 本文正是针对现有闸门测控仪存在的功能单一、网络功能差、接口标准不统一、不具备监控功能等问题,开发设计高性能新型智能仪表。以设计出一种智能型闸门测控仪表为研究出发点,在分析国内主流仪表厂家的仪表操作方式和仪表功能的基础上,合理地进行软硬件设计,为在同一硬件平台下实现多种仪表的功能进行创新性和探索性研究。提出基于ARM的嵌入式闸门智能测控仪表的设计,构建基于ARM系统的硬件平台和基于嵌入式Linux操作系统的软件平台。应用嵌入式系统技术设计开发全新的智能闸门测控仪主要功能包括:闸门开度和荷重自动检测、实时性控制;过闸流量实时自动监测;闸门运行状态诊断与故障报警;实时工况图像处理;工业以太网现场总线接口与网络传输等。
上传时间: 2013-04-24
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智能绣花机是当代最先进的绣花机械,广泛应用于刺绣行业,国产绣花机着重于中低端产品的开发,而随着电子、计算机技术的快速发展,用户对高性能绣花机的需求日益增大。本文在详细分析智能绣花机工作原理的基础上,结合智能绣花机的功能需求与当前嵌入式领域的最新技术,设计了一种基于ARM和DSP为处理器的控制系统解决方案,主要研究工作和成果如下: (1)制定了系统总体方案和具体实验方案,设计了信息处理和机电控制分离的结构。 (2)研制了基于S3C2410X为核心的主控制模块,设计了用于外围扩展的FLASH、SDRAM、USB数据存储、以太网通信、UART接口、LCD触摸屏显示器等硬件电路。 (3)研制了基于TMS320LF2407A为核心的机电控制模块,设计了绣框电机和主轴电机等硬件控制模块。 (4)设计了基于CY7C027的双口RAM通信模块,实现ARM和DSP之间的高速数据通信。 (5)采用虚拟机技术建立了ARM的Linux交叉编译环境和DSP的CCS共存的系统开发环境,节约了使用资源。 (6)研究了DST绣花花样文件存储格式以及解码方法,采用MiniGUI编程实现了一个友好的图形用户界面,简要介绍SVPWM技术的DSP实现。
上传时间: 2013-06-24
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智能控制器是智能断路器的核心,不仅具有普通脱扣器的各种保护功能,而且还具有实时参数显示、故障记忆和查询、自诊断等多项功能。在回顾和总结了智能断路器的发展历程后,讨论了当前智能断路器的发展趋势,提出了基于ARM的断路器智能控制器的研究。本论文介绍了断路器智能控制器的设计原理,同时重点阐述了断路器智能控制器的各项参数测量及保护原理和算法,并进行了具体的硬件和软件模块的设计,旨在实现断路器的智能保护。 本文涉及的断路器智能控制器,在硬件上以PHILIPS公司的ARM芯片LPC2294为核心处理器,主要进行数据的实时采集处理和断路器的故障保护。硬件设计采用了标准化模块设计方法,硬件电路尽可能选择标准化、模块化结构的典型电路,以便扩展。其中,液晶选用的是SMG240128A,键盘芯片选用的是ZLG7290。软件的编制采用模块化编程方法,每一个模块相对独立,完成特定功能,便于维护添加新功能。编程工具为ARM公司提供的ADS1.2。为了保证智能控制器各种保护功能的可靠实现,论文中对智能控制器的干扰源进行了分析,从硬件和软件两个方面采取了多项设计措施,提高了智能控制器的稳定性和可靠性。实践证明,论文中构建的断路器智能控制器结构简单,易于实现,可以满足系统需要,因此具有较高的实用价值。
上传时间: 2013-06-10
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本文主要研究一种在嵌入式系统上的GPS终端的软件设计方法。随着GPS技术在包括道路测控、汽车导航、交通管理、石油勘探、海上作业和紧急救援等军事和民用的众多领域中的越来越广泛的应用和发展,GPS系统对生产、生活的影响也愈加深远。另一方面,硬件开发与嵌入式操作系统以及软件研发技术的不断发展促使移动计算技术在手持设备中也得到广泛的应用,掌上电脑(PDA)与智能手机等移动式计算系统日益普及,功能日渐完善,在手持式设备中实现GPS移动定位、导航等功能具有良好的市场前景。 鉴于嵌入式GPS系统要求处理速度快,占用存贮空间小,根据嵌入式系统的人机交互特点,论文采用基于ARM架构的S3C2410处理器作为基础硬件平台,以OpenSource的Linux作为操作系统平台,MiniGui为图形用户界面支持系统,SQLite为数据库管理系统研究并设计了应用嵌入式地图的GPS定位系统。 该系统不仅为用户提供基本的地图信息,还利用GPS仪器实现在地图上定位功能,使用户获得当前位置相关的附属信息。该系统简单可行,不依赖其他服务器工作,可用在移动设备、车载导航等领域。 论文研究了Linux在嵌入式系统中的应用与MiniGUI图形界面和SQLite数据库系统向Arm-Linux系统上的移植;阐述了Linux下触摸屏驱动的设计与应用;分析了GPS系统中地理坐标系统的定义和坐标转换基本原理;根据转换公式实现地理经纬度坐标、平面直角坐标以及屏幕窗口坐标间的相互转换;分析了MapInfo电子地图文件的基本格式;设计了用于存储地图信息及附属信息的SQLite数据库;通过Linux与GPS接收器的通讯从GPS设备采集定位信息并进行解析;在MiniGui上实现电子地图与定位信息的显示,支持触摸屏上的人机交互;并在电子地图上实现放大缩小、测距、查询等基本功能。 论文最后同时给出了目标系统的实现结果,并分析了系统设计中的一些不足,提出了在以后的工作中改进系统效能的设想。
上传时间: 2013-04-24
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传感器是测控系统的重要组成部分,但有些传感器,如增量式或绝对式旋转编码器,因无配套的二次仪表,给使用带来不便。有些传感器虽然可以买到配套的仪表,但价格昂贵,功能单一且功能无法扩展。为此,本课题以设计一种通用性强,功能扩展方便的测量仪表为目的,将计算机技术与嵌入式微处理器技术用于测量仪表当中,设计一种基于ARM的嵌入式智能仪表。课题主要研究工作包括: 1.在分析比较各种二次仪表功能的基础上,提出了基于ARM的嵌入式智能仪表设计方案。搭建了仪表的硬件平台。 2.软件设计实现了μC/OS-Ⅱ嵌入式系统在ARM7微控制器上的移植。在此基础上,对嵌入式系统进行了一定的扩展,编写了LCD驱动程序,调用了串口通信,A/D转换等模块的API函数,建立了多任务环境,使仪表兼具PWM脉宽调制功能、数据采集、显示和传输功能。 3.通过增量式、绝对式旋转编码器实验、转矩转速传感器实验、输出模拟信号的角度传感器实验和PWM输出实验验证仪表的功能。 RTOS平台的构建,降低了软件设计的复杂度,提高了系统的实时性和灵活性,缩短了开发周期。经过实验验证,该仪表能够准确测定频率信号、模拟信号及数字信号。
上传时间: 2013-04-24
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基于FPGA的智能控制器设计及测试方法研究
上传时间: 2013-08-08
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随着工业应用对信号检测与传输的要求不断提高,新型智能仪表将在市场中占有越来越重要的地位。本文在分析压力变送器基本工作原理的基础上,针对新形势下的生产要求,设计了基于MSC-51单片机的智能压力变送器的数据采集电路、看门狗电路以及接口电路。并设计了相应的数据采集算法、通信协议以及其他软件功能。
上传时间: 2014-01-22
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