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控制设备

  • 基于CPLD与MCU的激光雷达系统控制及信号处理电路研制

    作为一种全新的探测技术,激光雷达已广泛应用于大气、陆地、海洋探测、空中交会对接、侦察成像、化学试剂探测等领域。与传统雷达技术相比,激光雷达是一种通过发射特定波长的激光,处理并分析回波信号,实现目标探测的技术,具有高测量精度、精细的时间和空间分辨率,以及极大的探测距离等优点,目前已成为一种重要的探测手段。激光雷达探测系统需采用硬件电路实现系统的控制以及回波信号的处理、分析,从而实现目标距离、速度、姿态等参数的测量,因此研制高速、高精度、性能稳定、性价比高、保密性强的处理电路,对提升激光雷达探测系统的整体性能有着十分重要的意义。  激光雷达系统控制及信号处理电路有多种实现方案,传统的MCU实现方案较为普遍,但受线程的带宽限制,且难以提高系统的精度与复杂性;采用 FPGA、ARM或DSP实现信号处理架构,一定程度上提高了系统的带宽与复杂度,但成本较高,功耗较大,且开发周期较长。针对目前激光目标探测系统中,对系统控制复杂度,信号处理实时性,整体性能与功耗等要求,论文提出了一种基于 CPLD与MCU架构的电路改进方案。该方案采用高速并行的现场可编程PLD器件,完成相关电路的控制与回波信号的实时处理、分析;同时选用线程处理优势较强的MCU,实现相关信号的控制与高速串口的收发,完成PC软件终端的通信。  本文结合所提出的基于 CPLD与 MCU架构的硬件电路设计方案,选用了Altera的MAX II CPLD器件EPM240T100C5N,以及宏晶科技公司的增强型单片机STC12LE5A60S2,实现了激光雷达系统控制及信号处理等功能。文中详细介绍了实验系统的设备资源与硬件电路的模块化设计,完成了相关外设的驱动控制,并采用 CPLD与 MCU完成了回波信号的采集、处理与分析,最终通过与所设计PC软件终端的通信,实现与硬件电路板的实时数据上传。  目前板卡在100MHz主频下工作,可完成10kHz激光器的触发,并行实现回波信号的实时处理与分析,以及921600波特率下的高速串口通信。结合激光雷达实验系统,多次进行硬件电路的测试与实验,表明本文设计的激光雷达系统控制及信号处理硬件电路功能正常,性能稳定,且功耗低,保密性强,符合设计的需求,实验证明本文所提出方案的具有一定的可...

    标签: cpld mcu 激光雷达

    上传时间: 2022-05-28

    上传用户:xsr1983

  • 电动汽车充电桩人机交互与控制系统设计与开发

    电动汽车充电桩是大力发展电动汽车的基础设施,也是电动汽车产业化和市场化的重要前提。目前,我国已经逐步展开了电动汽车充电系统的建设,在我国的某些城市相继开始建立电动汽车充电桩、充电站,但是我国对充电设备的关键技术研究尚且不够深入,相关的标准体系法律政策建设也有待完善,这在一定程度上限制了电动汽车的推广和普及。电动汽车充电桩电动汽车提供直流充电电源,主要安装于停车场及住宅等区域,是电动汽车常规充电的主要设备。本文研究内容归纳如下:  (1)给出了电动汽车充电桩的总体构造,提出了充电桩的功能要求和技术指标,针对所提出的要求,制定方案。采用威纶通公司的人机界面产品MT6070iH进行设计,实现人机交互,开发了电动汽车充电桩在整个工作过程中的所有的用户操作界面,人机界面是用户和机器的接口,也是唯一的用户可以操作充电桩的窗口,界面的设计需要考虑到实用性与易操作性,并同时增强用户使用的体验感受。  (2)采用单片机ATmega16L设计了电动汽车充电桩的主控板,主控板的作用是用来协调整个充电桩AC/DC部分和DC/DC部分的协同工作,主控板还要实现与人机界面的通信功能,人机界面接受用户的操作指令,然后将指令传送给主控板,主控板控制整个充电桩的工作,实现HMI和主控板的数据通信。  (3)设计了电动汽车充电桩控制系统的软件部分,主要是主控板中ATme ga16的程序设计,程序设计主要包括DA子程序,AD子程序,故障检测子程序,PI子程序等,针对铅酸电池的充电特性,通过程序的检测,设计了铅酸蓄电池的三段式充电控制程序包括初充电,恒压充电,恒流充电,涓流充电的控制。  (4)对设计的充电桩系统进行了测试,验证了充电桩的工作性能,包括对设计的HMI界面测试,以及对充电桩的总体性能测试,测试的结果表明所设计的电动汽车充电桩方便操作,具有较强的稳定性和抗扰动能力,能够在输出全功率范围内稳定的工作。  测试结果表明,设计的样机能够很好的实现人机交互,HMI中每个界面按照用户的操作有序的跳转,不出现花屏,具有充电进度显示,计费显示,故障显示等功能。同时整个充电桩具有一定的抗干扰能力,输出功率5KW,最大输出电流20A,最大输出电压400V,并达到了设计初期提出的技术要求。

    标签: 电动汽车 人机交互 控制系统

    上传时间: 2022-05-28

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  • 基于AT89C51单片机的太阳能热水器自动控制系统设计

    摘要:随着人们生活水平的提高,各种热水器的使用已相当普及。与之相配套的控制仪也相继问世。然而目前市场上的各种热水器控制电路还与理想要求相差甚远。消费者需要真正的“自动”控制,以实现使用的最简单化。就像家用电视机、电冰箱一样,按通电源、设定完毕这么简单就可以了。本次毕业设计运用AT89C51单片机设计了一种自动控制电路,该电路用于太阳能热水器,能实现在用水时,若水位不够可以自动供水,若日晒水温达不到设定值,则电加热自动补温。从而实现了热水器的自动及节能。太阳能热水器自动控制硬件电路,辅以相应的软件设计,来实现温度和水位参数的实时显示,而且具有温度设定、水位设定与控制功能,停电后再来电时也不用重新设定,具有故障报警和故障自处理功能,良好的稳定性和抗干扰性能。实验结果表明,本次系统设计合理,工作稳定可靠、温度测量精度高。同时给出了温度测量系统的硬件结构和软件设计当前能源紧缺,用电紧张,太阳能是绿色能源,得到广大用户的喜爱。使用太阳能热水器时存在的问题:不可缺水,空晒情况下上水会爆炸;春、秋天,水温升高蒸发,造成热能损失;冬天水温不够,须用电等等。采用太阳能热水器智能仪(仪称太阳能热水器水温水位测控仪),能解决上述问题。使用户省心,使用方便,智能运行,用户不必作任何操作。太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源,与常规能源有很大的区别,这就对太阳能的收集和利用提出了较高的要求。在太阳能热利用中,为了得到中高温热能,必须使集热器从日出到日落跟踪太阳,而在太阳能光电中,相同条件下,自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%,成本下降25%,因此在太阳能利用中,进行跟踪装置的控制方式进行研究是一项很有意义的工作。

    标签: at89c51 单片机

    上传时间: 2022-05-30

    上传用户:得之我幸78

  • 温室大棚中智能补光控制系统的设计与实现

    传统农业生产不仅受到气候与季节限制,而且严重受天气变化的影响,特别是像北方这样的春冬季节光照时间短、雪雨天气较多的地区,农作物的生长受到很大地限制。温室大棚的出现很好地解决了农业生产中的季节与天气问题,不仅显著的提高了农业的生产效率,而且将农业生产从自然生态束缚中解脱了出来。但是目前的温室大棚对部分环境因素的控制过分依赖于人工干预,而随着智能设备的发展,这样的温室大棚满足不了农业生产技术的智能化、信息化要求。  本文通过分析温室大棚中植物补光灯的应用问题,针对现有补光灯的补光量不准确、光质不纯、节能效果差等缺陷,提出了一种采用补光光源绿色环保、多变幻、寿命长等诸多优点的LED灯具,并结合实际补光需求设计了一款以LED为光源的温室大棚中智能补光控制系统。通过对植物生长所需的光源和光谱进行分析,选择易于被智能化控制的LED灯具,然后对单颗光源特性进行测试与研究,进而设计出不仅满足实际的需求,而且在整体均匀性方面达到最优的补光系统。依据LED的光电特性,利用STM32主控制器产生的PWM(脉冲宽度调制)来控制补光进而实现定质定量的补光。  这一款智能补光控制系统的设计实现了光质可调、光强的检测、智能化调光与控制等目标。设置不同的对照组实验来进行对比,实际测试表明,该系统也达到了预期的差额补光的设计目标,不仅补光效率高,而且操作方便,明显给温室大棚的发展带来了新的契机,同时该系统具有很强的实用性,在温室种植中必将具有广阔的前景。

    标签: 智能补光控制系统 单片机 光强检测

    上传时间: 2022-06-01

    上传用户:jiabin

  • EtherCAT网络及其伺服运动控制系统研究

    随着微电子技术和电力电子技术的发展,伺服运动控制系统已经从模拟控制发展到全数字控制,其性能不断提高,在工业机器人、数控机床等设备中获得了广泛应用.基于现场总线网络的伺服运动控制系统以其高可靠性、快速性和稳定性成为伺服运动控制系统的发展趋势。德国倍福公司提出的EtherCAT工业以太网技术在数据链路层采用了实时调度的软件核,并提供了过程数据传输的独立通道,提高了系统的实时性:该网络还具有灵活的拓扑结构,简单的系统配置,较低的构建成本等特点,适合应用于运动控制领域。目前,该网络受到了运动控制开发商的广泛关注。本文以海洋研究领域的造波机系统开发为背景,利用EtherCAT从站接口控制器ET1100和DSP芯片TMS320F28335开发了EtherCAT从站设备,构建了一主一从的EtherCAT网络结构实现了伺服系统精确的位置控制。论文首先对伺服运动控制系统的概念、特点进行了介绍,对其各个组成部分进行了详细分析,并结合实践经验给出了自己的观点,就目前广泛应用于网络运动控制中的两种总线网络进行了介绍。其次,详细分析了EtherCAT网络的原理、技术特点及主从站关键技术。结合本文的系统设计,介绍了1公司最新推出的用于1业控制的DSP片-TMS320F28335,分析了系统设计中用到的几个运动控制模块与通讯模块,并给出了相应寄存器配置。最后在对EtherCAT网络和DSP芯片TMS320F28335研究基础上,开发了EtherCAT从站设备,避免了造波机系统中脉冲+方向位置控制方式长线传输的缺点,给出了开发系统的总体框架及主从站实现的关键细节,并给出了相应的实验结论。本设计充分发挥了EtherCAT工业以太网络实时数据传输的功能和TMS320F28335 DSP芯片运动控制功能,实现了运动系统高精度的位置控制。

    标签: ethercat 伺服运动控制系统

    上传时间: 2022-06-01

    上传用户:aben

  • 旋转编码器速度检测控制资料

    旋转编码器速度检测控制资料在电缆生产线上,通常需要检测电缆的走线速度,用来控制收线电机的转速和计算线缆的长度。成缆工艺参数的稳定,直接关系到电线电缆的质量。该项目是为某电缆厂的技术改造项目,要改造的设备是利用束线原理制造的盘绞式成缆机,改造的内容是更换全部电气控制系统。这种成缆机的放线盘固定,而收线盘固在盘绞架上同时完成绞合和收线的双重运动。工作时,在线缆盘直流电机的带动下,完成电缆的收线运动,在排线电机的带动下实现电缆在收线盘的整齐排列。在大盘电机的带动下,通过齿轮箱带动盘绞架实现轴向旋转,完成电缆绞合运动,是保证节距的关键。线速度是由收线盘的旋转速度决定的,如果收线电机的转速恒定,收线盘随着收线轴的变粗,线速度会增大,因此,为保证收线速度恒定,要逐渐降低收线电机的转速。摘 要:通过对盘绞式成缆机工作过程的分析,说明了对收线电机的控制要求,采用AT89C51 单片机为控制核心,通过检测旋转编码器在单位时间内输出的脉冲数,与标准脉冲数进行比较,控制收线电机调速器的给定值,从而控制收线电机的旋转速度,实现了线缆的均匀走线速度控制。给出单片机与旋转编码器组成的闭环线速度控制系统的电路原理及主要控制程序的设计方法。其简洁的电路设计和典型的控制方法具有较高的参考价值。

    标签: 旋转编码器

    上传时间: 2022-06-06

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  • 基于STM32的温室远程控制系统的设计

    针对目前我国已经存在的温室控制系统成本高、网络化不足以及测量环境因子单一等问题,文中开发了一套基于STM32的温室远程控制系统。该系统通过利用STM32单片机作为温室内的控制器以及MFC编写的控制软件实现对温室内空气温度、空气湿度、光照强度和CO2浓度多个环境因子的远程监测和控制。  系统的硬件电路设计包括STM32控制器、数据采集模块、设备控制模块、网络接口模块、实时显示模块以及数据存储模块等。其中数据采集模块采用DHT11、MG811以及BH1750传感器进行环境因子的测量,设备控制模块通过控制继电器通断来控制温室内的加热系统和光照系统等执行设备,STM32通过ENC28J60接入网络实现远程控制,显示模块实现各个环境因子的实时显示,数据存储模块采用外接SD卡的方式进行数据的存储。在STM32的程序设计中采用了库函数的开发方式设计了测量程序、显示程序以及控制程序。通过在STM32中移植μC/OS-Ⅱ操作系统实现多任务的运行,移植LwIP协议使STM32可以接入网络,实现控制的网络化。在VC6.0平台下利用MFC设计了控制软件,控制软件和STM32之间通过TCP/IP协议进行数据和命令的传输。控制软件的主要功能是对温室内的多个环境因子进行远程监测和对执行设备进行远程控制。在控制软件设计中,采用面向对象的方法将相关的操作函数封装到类中,便于对系统进行升级,采用多线程的方法解决了多个任务同时运行的状况。将控制过程中产生的数据保存到数据库中,可以对系统运行产生的数据进行分析和利用。  为了对系统进行测试,在文中搭建了一个小型的温室并将控制器安装在温室内。经过测试,文中设计的温室控制系统可以实现对温室内空气温度、空气湿度、光照强度和CO2浓度的远程实时监测,数据每秒更新一次。当上述的环境因子超过控制软件上设置的上下限范围时,系统会报警,此时可以在控制软件上控制执行设备的通断来调节该因子使其到达设置的范围内。

    标签: stm32 温室远程控制系统

    上传时间: 2022-06-09

    上传用户:qingfengchizhu

  • 基于ESP8266的智能家居控制系统设计

    该设计完成了基于ESP8266的智能家居控制系统,该系统通过局域网完成对家居设备的组网,能实现对室内环境中温湿度和可燃气体浓度的检测,用户可以通过终端电子设备对整个系统进行查询和控制.

    标签: esp8266 智能家居控制系统

    上传时间: 2022-06-16

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  • STC89C52+SIM800C:通过单片机控制GSM模块发送和接收短信,

    STC89C52+SIM800C:通过单片机控制GSM模块发送和接收短信,然后实现对设备的控制,运用在智能家居设备中

    标签: stc89c52 sim800c 单片机 gsm

    上传时间: 2022-06-17

    上传用户:canderile

  • CCD相机电子快门控制技术的研究

    CCD(Charge Coupled Device)是电荷耦合器件的缩写,它是一种特殊的半导体器件,是一种新型的固体成像器件。它既具有光电转换的功能,又具有信号电荷的存储、转移和读出的功能。CCD应用技术是光、机、电和计算机相结合的高新技术。目前,CCD技术广泛应用于视频处理的前端,它通过光电转换将光信号转化为电信号,以便于后续电路的处理。本文从CCD出发,系统地介绍了CCD的发展、结构、特点和分类,并以CV-A50/CV-A60相机为例,阐述CCD相机的控制时序,并介绍了调光的种类及各自的优缺点。本文以AT mega16单片机为例,详细地介绍了用AVR单片机控制调光的硬件和软件的实现,为调光系统的设计提供了一种新的思路。目前,视频技术已经广泛应用于监控和测量领域,并在宁航、遥感、军用设备、自动控制等方面有很多应用。民用的CCD相机,广泛应用在各种需要监视和图像采集的环境中。例如:银行监视器的镜头,数码相机镜头,数码摄像机镜头,手机镜头等中都得到了广泛的使用。视频技术通常由采集,处理和分析三部分组成。作为图像采集前端的CCD,承担着将光信号转变成电信号的任务,直接影响着后续的计算机图像处理的效果,对整个系统的性能起着重要作用。快门时间是CCD的重要指标,影响着CCD的图像质量和速度。因此,合理的选择快门时间是非常重要的。有些相机具有自动快门,能够较好的控制曝光时间,有些可以通过跳线设置快门,根据观察的结果进行设置。先进的快门控制是通过调光板实现的,通过对背景环境的预测,结合一定的算法,来合理的设置快门时间。一般来说,CCD相机可以内部产生各种同步信号和控制时序,也可以通过外部控制来调节CCD的快门时间和相机的进光量,以达到帧速度和视频质量的较好匹配。目前,对CCD相机调光的控制可分为机械调光,液品调光和电子调光等方式 其中,电子调光是常用的方式。本设计基于AT megal6单片机控制,通过C语言编程,达到调光的目的。

    标签: ccd 电子快门控制技术

    上传时间: 2022-06-18

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