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  • JPEG2000二维离散小波变换快速算法研究和FPGA实现

    相对于JPEG中二维离散余弦变换(2DDCT)来说,在JPEG2000标准中,二维离散小波变换(2DDWT)是其图像压缩系统的核心变换。在很多需要进行实时处理图像的系统中,如数码相机、遥感遥测、卫星通信、多媒体通信、便携式摄像机、移动通信等系统,需要用芯片实现图像的编解码压缩过程。虽然有许多研究工作者对图像处理的小波变换进行了研究,但大都只偏重算法研究,对算法硬件实现时的复杂性考虑较少,对图像处理的小波变换硬件实现的研究也较少。  本文针对图像处理的小波变换算法及其硬件实现进行了研究。对文献[13]提出的“内嵌延拓提升小波变换”(Combiningthedata-extensionprocedureintothelifting-basedDWTcore)快速算法进行仔细分析,提出一种基于提升方式的5/3小波变换适合硬件实现的算法,在MATLAB中仿真验证了该算法,证明其是正确的。并设计了该算法的硬件结构,在MATLAT的Simulink中进行仿真,对该结构进行VHDL语言的寄存器传输级(RTL)描述与仿真,成功综合到Altera公司的FPGA器件中进行验证通过。本算法与传统的小波变换的边界处理方法比较:由于将其边界延拓过程内嵌于小波变换模块中,使该硬件结构无需额外的边界延拓过程,减少小波变换过程中对内存的读写量,从而达到减少内存使用量,降低功耗,提高硬件利用率和运算速度的特点。本算法与文献[13]提出的算法相比较:无需增加额外的硬件计算模块,又具有在硬件实现时不改变原来的提升小波算法的规则性结构的特点。这种小波变换硬件芯片的实现不仅适用于JPEG2000的5/3无损小波变换,当然也可用于其它各种实时图像压缩处理硬件系统。

    标签: JPEG 2000 FPGA 二维

    上传时间: 2013-06-13

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  • 基于FPGA的数字化调频DDS系统设计

    频率合成技术广泛应用于通信、航空航天、仪器仪表等领域。目前,常用的频率合成技术有直接式频率合成,锁相频率合成和直接数字频率合成(DDS)。本次设计是利用FPGA完成一个DDS系统并利用该系统实现模拟信号的数字化调频。 DDS是把一系列数字量形式的信号通过D/A转换形成模拟量形式的信号的合成技术。主要是利用高速存储器作查寻表,然后通过高速D/A转换器产生已经用数字形式存入的正弦波(或其他任意波形)。一个典型的DDS系统应包括:相位累加器,可在时钟的控制下完成相位的累加;相位码—幅度码转换电路,一般由ROM实现;DA转换电路,将数字形式的幅度码转换成模拟信号。DDS系统可以很方便地获得频率分辨率很精细且相位连续的信号,也可以通过改变相位字改变信号的相位,因此也广泛用于数字调频和调相。本次数字化调频的基本思想是利用AD转换电路将模拟信号转换成数字信号,同时用该数字信号与一个固定的频率字累加,形成一个受模拟信号幅度控制的频率字,从而获得一个频率受模拟信号的幅度控制的正弦波,即实现了调频。该DDS数字化调频方案的硬件系统是以FPGA为核心实现的。使用Altera公司的ACEX1K系列FPGA,整个系统由VHDL语言编程,开发软件为MAX+PLUSⅡ。经过实际测试,该系统在频率较低时与理论值完全符合,但在高频时,受器件速度的限制,波形有较大的失真。

    标签: FPGA DDS 数字化 调频

    上传时间: 2013-06-14

    上传用户:ljt101007

  • 磁通反向电机的数学模型及性能分析

    磁通反向电机(FRM)是一种新型的双凸极永磁(DSPM)电机,它把高磁能的永磁体放在定子极的表面,永磁体易于安装.随着转子旋转,FRM定子绕组所交链的永磁磁通改变极性,这意味着比磁通脉振产生更大的磁通变化.由于FRM的绕组利用率高、结构简单、转动惯量小及适于高速运转等优点,可广泛应用于汽车制造业、航空航天等工业领域.本文将从模型建立、分析方法、性能分析等方面对该电机进行深入研究.首先,为了解FRM基本理论和掌握其基本规律,写出FRM的基本方程式;由于电机的双凸极结构以及饱和和非线性的影响,整个系统为一强非线性系统.对该电机作适当简化,建立其线性数学模型,这样有利于对FRM的定性分析,弄清其内部的基本电磁关系和基本特性.讨论了绕组电感、绕组磁链、感应电动势及绕组电流、电磁转矩等静态特性,推导出FRM的功率密度计算公式.其次,为准确计算FRM性能,要考虑磁路饱和、铁磁材料的非线性以及永磁磁场与电枢反应磁场之间的相互影响等因素,要建立FRM的非线性模型,提出用变网络等效磁路法进行分析.具体方法是建立FRM的非线性变网络等效磁路模型,推导等效磁路中各部分磁导的计算公式,用节点磁位法建立相应的方程,通过求解该非线性等效磁路方程,得到磁路各部分的磁通分布,进一步求得静态特性,计算出电磁参数.然后用FRM样机的实验结果验证理论分析的正确性.样机的理论分析结果同实验结果进行比较表明,本文所介绍的FRM变网络等效磁路模型具有较好的精度及通用性,基于等效磁网络模型的FRM电磁计算是可行的,计算结果是正确的.最后对磁通反向汽车发电机的功率密度进行分析.导出了磁通反向汽车发电机功率密度的计算公式,分析了影响电机功率密度的因素,并与电励磁汽车发电机进行了比较.

    标签: 磁通 反向电机 数学模型 性能分析

    上传时间: 2013-07-30

    上传用户:ljthhhhhh123

  • 基于HALBACH阵列的盘式无铁心永磁同步电动机分析与计算

    盘式永磁同步电动机属于轴向磁场电机,目前,该类电机在国外已经得到了迅速发展,作为一种现代高性能伺服电机和大力矩直接驱动电机己广泛应用于机器人等机电一体化产品中。由于该类电机具有重量轻、体积小、结构紧凑、转子无损耗、转子的转动惯量小、机电时间常数小、转矩/重量比大、低速运行平稳、可以制成多气隙组合式结构进一步提高转矩等特点,其在数控机床、机器人、电动车、电梯、家用电器等场合具有广阔的应用前景,是一种理想的驱动装置。 本课题作为国家863计划项目《新型稀土永磁电机设计及集成技术》2002AA324020中的一部分,该项目的主要工作是进行新型结构钕铁硼永磁电机——盘式无铁心永磁同步电动机的设计与集成技术研究,开发出一种新型钕铁硼永磁电机,解决相应的整机设计和集成技术问题。本文中提出的基于Halbach阵列的盘式无铁心永磁同步电动机是在盘式永磁同步电动机的基础上,将无铁心结构和Halbach型永磁体阵列应用到其中,从而使得电机的质量大为减轻,功率密度提高,振动噪声降低,效率提高。 基于Halbach阵列的盘式无铁心永磁同步电动机其磁路结构和电磁负荷分布与传统电机完全不同,常规电机的某些设计规则不能直接应用到该结构电机的设计当中,本文主要针对这种结构的电机进行了分析与计算。分析了不同结构Halbach阵列下的气隙磁场,以及相关参数的计算,给出了初步的样机设计数据,并对样机的加工工艺进行了探讨,在总结、借鉴相关电机设计方法的基础上,针对盘式无铁心永磁同步电动机自身的特点,编制了一套电磁计算程序,该程序还有待通过大量样机的试验,来总结和完善。 我国稀土资源丰富,然而,由于技术经济上的问题,国产永磁交流伺服电动机至今未能大量应用。与此同时,高性能的永磁交流伺服电动机及系统大量依靠进口,我国每年进口的工程装备当中,仅数控机床因国产电机和系统不能满足要求而每年需要进口的就达22亿美元以上。本项目的完成将改变这类产品主要依靠进口的局面,充分发挥我国稀土资源丰富的优势,其经济效益和社会效益是十分巨大的。

    标签: HALBACH 阵列 永磁同步电动机

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:hjkhjk

  • 基于ARM的下运带式输送机软制动系统的研究

    随着煤矿高产高效技术的推广和应用,井下长距离、大运量、大功率下运带式输送机的应用越来越普遍。其中,解决好倾角较大(大于6°)的下运带式输送机的运行制动和安全制动问题对保障全矿安全、高效生产具有重要意义。 本文在对国内外现有下运带式输送机制动系统的现状分析基础上,针对煤矿生产的特殊性,提出了基于ARM的嵌入式计算机控制液压调速软制动系统方案,所用元件可靠性和防爆性好,系统简单,动态制动性能好;结合成熟的工业PID控制经验和智能控制理论,并依据制动控制方案,设计了一种模糊自适应PID控制器用于控制电液比例调速阀的开口大小,其PID参数Kp、Ki和Kd可根据系统状态进行在线调整,结构简单、鲁棒性强,在系统结构参数发生改变时也可获得较好的控制效果;在基于S3C44BOX的最小ARM系统基础上,设计了系统控制信号的输入、输出方式及其电路;分析了实时操作系统μC/OS-ⅡBootLoader的设计及其在S3C44BOX上的移植过程;制动系统应用软件采用多任务机制,状态检测与控制任务并行运行,数据采集采用定时中断的方式;系统可扩展性、可移植性好,控制算法容易实现多样性且开发简单、维护方便。 该液压调速软制动系统可用于大型下运带式输送机的正常工作制动、紧急停车和断电防止飞车事故发生的安全制动,对输送机的辅助启动也起重要作用。制动力矩依据输送机载荷大小和输送机制动减速时速度的变化进行自动调整,制动曲线可调,输送机减速时不产生较大冲击、安全平稳,并按照规定的减速度大小减速停车。

    标签: ARM 带式输送机 制动系统

    上传时间: 2013-07-09

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  • 基于ARM和DDS技术的压电陶瓷驱动电源设计

    DDS(Direct Digital Synthesis直接数字频率合成技术)是广泛应用的信号生成方法,其优点是易于程控,输出频率分辨率高,同时芯片的集成度高,适合于嵌入式系统设计。针对现有的压电陶瓷电源输出波形频率、相位等不能程控、电路集成度不高、体积和功耗较大等问题,本文以ARM作为控制电路核心,引入DDS技术产生输出的波形信号,并由集成高压运放将波形信号提高至输出级的电压和功率。 在压电陶瓷电源硬件电路中采用了模块化设计,主要分为ARM控制电路、DDS系统驱动电路和波形调理电路、高压运放电路等几个部分。电源控制电路以三星公司的S3C2440控制器为核心,以触摸屏作为人机输入界面;DDS芯片选用ADI公司的AD9851,设计了DDS系统外围驱动电路,滤波和信号调理电路,并应用了将DDS与锁相环技术相结合的杂散问题解决方案;高压运放电路由两级运放电路组成,采用了电压控制型驱动原理,放大电路的核心是PA92集成高压运放,加入了补偿电路以提高系统的响应带宽,并在电源输出设置了过电流保护和快速放电的放电回路。 电源软件部分采用WINCE嵌入式系统,根据WINCE系统驱动架构设计DDS芯片的流接口程序,编写了流接口函数和配置文件,并将流驱动程序集成入WINCE系统;编写了基于EVC的触摸屏人机界面主程序,由主程序将用户输入参数转换为DDS芯片的控制字,并采用动态加载流驱动方式将控制字送入DDS芯片实现了对其输出的控制。 对电源进行了不同典型波形输出的测试实验。在实验中,测试了DDS信号波形输出的精度和分辨率、电源动态输出精度和对信号波形的跟随性和响应性能。实验表明,压电陶瓷电源输出信号波形精度较高,对波形、频率等参数改变的响应速度快,达到电源输出稳定性要求。

    标签: ARM DDS 压电陶瓷 驱动

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:haoxiyizhong

  • 基于ARM和GPRS智能家居监控系统的设计与研究

    21世纪是“信息世纪”,随着人们生活水平的不断进步,对于家居环境要求也日益增高。如何将信息产业的最新成果,应用于构建一个舒适和谐的家居环境,已日益引起人们的关注和重视。传统的家庭电子电器类产品具有单个控制的特点,无法进一步构成网络,和外界进行信息交互。“智能家居”概念的提出,改变了这种这种状况。智能家居系统可以将相对独立的电器产品“智能”地连接在一起,提供全方位信息交换功能,帮助家庭内部及外部实现信息畅通,从而优化生活环境,提高生活质量。 本文提出了一种基于GPRS网络的以ARM和嵌入式Linux操作系统为基础的家庭网关无线接入方案,能通过手机短信息对控制节点进行远程控制,实时获得当前图像信息和家居环境的各项物理参数。 本文所做的主要工作为: 1.调研了国内外智能化家居系统的研究现状和发展趋势,并结合目前国内智能家居的发展特点,设计了基于嵌入式系统的智能家居监控系统。在设计中选用了ARM9 S3C2440处理器和嵌入式Linux操作系统,主要由基于ARM的主控模块、GPRS短信发送模块、基于nRF2401的无线(分)节点通信模块几个部分组成。 2.建立了嵌入式系统的平台和开发环境。主要包括嵌入式Linux的裁减、设备驱动程序的编写,交叉编译和串口驱动的编写,完成了USB驱动的移植。 3.在组网方式上选择了nRF2401无线射频模块和GPRS模块,完成了周边器件的电路设计,实现了无线模块的相互通信和信息传输。 4.实现了XMODOM协议,将图片和物理信息传送至GPRS模块,并实现了彩信的MMS发送。 本文完成了智能家居监控系统的硬件设计和软件设计,并进行了调试,验证了所设计系统的有效性和实用性。实验结果表明提出的监控系统设计方法是可行的,且整个系统具有良好的通用性和可扩展性。由于采用Linux作为嵌入式操作系统,符合嵌入式的发展潮流,方便了在该设计的基础上进行二次开发和扩展。

    标签: GPRS ARM 智能家居 监控系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:zm7516678

  • 噪声环境下的语音识别性能研究

    在变强噪音的情况下,语音识别的正确率会迅速下降;当噪声较强并且强度不断发生变化的时候,端点检测是一个难题;提出了两种方法保证噪声较强而且强度不断发生改变情况下的语音识别率:基于LPC距离的端点检测算法

    标签: 噪声环境 语音识别 性能

    上传时间: 2013-07-19

    上传用户:chongcongying

  • 基于H.264的无线传输差错控制及解码器的ARM实现

    信息化社会的到来以及IP技术的兴起,正深刻的改变着电信网络的面貌以及未来技术发展的走向。无线通信技术的发展为实现数字化社区提供了有力的保证。而视频通信则成为多媒体业务的核心。如何在环境恶劣的无线环境中,实时传输高质量的视频面临着巨大的挑战,因此这也成为人们的研究热点。 对于无线移动信道来说,网络的可用带宽是有限的。由于多径、衰落、时延扩展、噪声影响和信道干扰等原因,无线移动通信不仅具有带宽波动的特点,而且信道误码率高,经常会出现连续的、突发性的传输错误。无线信道可用带宽与传输速率的时变特性,使得传输的可靠性大为降低。 视频播放具有严格的实时性要求,这就要求网络为视频的传输提供足够的带宽.有保障的延时和误码率。为了获得可接受的重建视频质量,视频传输至少需要28Kbps左右的带宽。而且视频传输对时延非常敏感。然而无线移动网络却无法提供可靠的服务质量。 基于无线视频通信面临的挑战,本文在对新一代视频编码国际标准H.264/AVC研究的基础上,主要在提高其编码效率和H.264的无线传输抗误码性能,以及如何在嵌入式环境下实现H.264解码器进行了研究。 结合低码率和帧内刷新,提出一种针对感兴趣区的可变帧内刷新方法。实验表明该方法可以使用较少的码率对感兴趣区域进行更好的错误控制,以提高区域图像质量,同时能根据感兴趣区及信道的状况自动调整宏块刷新数量,充分利用有限的码率。 为了有效的平衡编码效率和抗误码能力的之间的矛盾,笔者提出了一种自适应FMO(Flexible Macroblock Order)编码方法,可根据图像的复杂度自适应地选择编码所需的FMO模式。仿真结果表明这种FMO编码方式完全可行,且在运动复杂度频繁变化时效果更加明显,完全可应用在环境恶劣的无线信道中。 在对嵌入式PXA270硬件结构和X264研究的基础上,基本实现了基于H.264的嵌入式解码,在PXA270基础上进行环境的配置,定制WirtCE操作系统,并编译、产生开发所用的SDK和下载内核到目标机。利用开发工具EVC实现在PC机上的实时开发和在线仿真调试,最终实现了对无差错H.264码流实时解码。

    标签: 264 ARM 无线传输 差错控制

    上传时间: 2013-06-18

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  • ARM处理器在减摇鳍控制系统中的应用研究.pdf

    课题分析了目前国内外减摇鳍控制技术的发展与现状,重点讲述了基于ARM处理器的减摇鳍控制器的功能设计与实现方案。 减摇鳍是一种由微机控制的自动化程度很高的船舶减摇装置。减摇鳍控制系统根据人为输入的信号和来自鳍本身的反馈信号,及时输出不同的控制指令,控制鳍转动到期望的角度,达到减小船舶横摇的目的。但目前大多数的减摇鳍控制器使用单片机作为主处理器或者以工控机为基础开发而来的,前者集成度不高,稳定性也不好,而后者成本较高。因此,课题设计了一款新型的基于ARM嵌入式处理器的嵌入式减摇鳍控制器,解决了上述问题。 该系统主要由硬件平台和软件平台两部分组成。硬件平台主要包括基于飞利浦公司的LPC2290的控制器核心电路和辅助实现控制的驱动电路;软件平台主要是基于ARM的软件,包括启动代码和应用程序;为实现系统的可靠运行,同时也采取了一些保证系统可靠性的措施。 目前,减摇鳍系统大多采用基于力矩对抗原理的PID控制器。由于船舶横摇运动的非线性、复杂性、时变性以及海况的不确定性,经典PID控制很难获得令人满意的控制效果。因此,如何实现PID参数的自整定就显得犹为重要。模糊控制事先不需要获知对象的精确数学模型,而是基于人类的思维以及经验,用语言规则描述控制过程,并根据规则去调整控制算法或控制参数。本论文将模糊控制与PID控制相结合,实现了无须精确的对象模型,只须将操作人员和专家长期实践积累的经验知识用控制规则模型化,然后用模糊推理在线辨识对象特征参数,实时改变控制策略,便可对PID参数实现最佳调整。 研究结果表明:采用该控制手段能较好的满足设计要求,开发的嵌入式减摇鳍控制系统具有设计合理、集成度高、性价比高、性能优越、抗干扰能力强、稳定性好、实时性高等优点。同时能够适应减摇鳍控制系统智能化的发展趋势,所以该减摇鳍控制器具有很好的使用价值及意义。

    标签: ARM 处理器 减摇鳍

    上传时间: 2013-06-06

    上传用户:mslj2008