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滑模控制

滑模控制(slidingmodecontrol,SMC)也叫变结构控制,本质上是一类特殊的非线性控制,且非线性表现为控制的不连续性。这种控制策略与其他控制的不同之处在于系统的“结构”并不固定,而是可以在动态过程中,根据系统当前的状态(如偏差及其各阶导数等)有目的地不断变化,迫使系统按照预定“滑动模态”的状态轨迹运动。由于滑动模态可以进行设计且与对象参数及扰动无关,这就使得滑模控制具有快速响应、对应参数变化及扰动不灵敏、无需系统在线辨识、物理实现简单等优点。
  • PLC和变频器在灌溉节水自动控制中的应用

    本 文针对园林花木苗圃厂的浇水灌溉供水系统存在着用水量较大和自动控制水平较低等问题,应用可编程控制器实现对灌溉供水系统的自动监控;采用变频技术,利用水压自动调整水泵转速,实现节约水电;从而达到了灌溉供

    标签: PLC 变频器 中的应用 自动控制

    上传时间: 2013-05-27

    上传用户:zhang469965156

  • 基于ARM与CPLD的大圆机控制系统的设计

    大圆机是一种涉及到计算机、机械、电子、控制等诸多领域,比较复杂的典型机电一体化产品。近几年来,伴随着我国针织行业的快速发展,大圆机的需求日益加大,传统的基于MCU面板控制和采用薄膜按键方式的大圆机控制系统已经无法满足需求。随着微处理器技术的发展,嵌入式技术以其高集成度和高稳定性、高性价比在工控领域有着广阔的应用前景。 近几年,随着嵌入式技术的发展,对人机界面的要求越来越高,友好的图形人机界面为嵌入式系统的人机交互提供了丰富的图形图像信息。uC/GUI是一款不仅可以实现快速开发,而且能够提供低功耗型GUI支持的嵌入式GUI软件。用户可以使用它方便地定制出自己的图形用户界面,完成各种应用程序的开发。因此已经被越来越多的领域所采用。 本文在对大圆机系统的功能和控制要求进行分析的基础上,提出了一个以ARM微处理器和CPLD器件为中心构建硬件平台、基于uC/OS-Ⅱ和uC/GUI的嵌入式大圆机控制系统解决方案。 此方案中的硬件平台由主CPU核心应用系统电路、人机交互接口电路、协处理器CPLD模块电路等部分组成。主CPU采用Samsung公司的基于ARM7内核的S3C44BOX处理器,人机交互接口电路采用触摸屏和LCD液晶显示器,为了解决闭环控制的问题,采用了CPLD作为协处理器,进行外围扩展构成控制电路,软件部分包括uC/OS-Ⅱ、Boot Loader、设备驱动程序、人机界面和主控制应用程序等。其中Boot Loader支持系统启动,程序下载到RAM执行和烧写到Flash存储器等功能,而人机界面和主控制应用程序则基于设备驱动程序实现了对于大圆机系统的控制。 与传统的基于MCU或工控机的大圆机控制系统相比,基于此设计方案实现的控制系统具有低成本、高集成度和高性能等特点,具有较大的实用价值和广阔的应用前景。

    标签: CPLD ARM 控制系统

    上传时间: 2013-07-13

    上传用户:皇族传媒

  • 基于DSP和FPGA的四轴运动控制卡

    本文首先从数控系统的组成与特点进行详细分析,然后对运动控制卡在整个系统中承担功能进行了分析。根据数字型号处理器件的快速运算能力和现场可编程门阵列器件的灵活、通用性提出了基于DSP器件和FPGA器件进行总体设计的规划。 本文重点详细阐述了四轴运动控制卡硬件电路的设计。通过对现有部分PC总线的介绍与比较,设计选择了PCI总线作为上位PC与运动控制卡的通信总线,并且选择PCI9052芯片来设计PCI接口模块;基于DSP器件的特点,设计选择了TMS320LF2407芯片为核心,进行运算控制单元的设计,同时对其主要内部资源进行了分配。最后,根据硬件的原理图,完成了具体电路板的制作。 对软件设计,文章主要对插补算法在DSP上的实现作了一些探讨。介绍了两种加速模式:梯形加速模式和s曲线加速模式。就逐点比较法直线和圆弧插补算法以及数字积分插补原理也进行了分析。最终,提出总体程序流程控制、速度控制算法、插补算法等的程序设计框架,并进行了具体程序设计。

    标签: FPGA DSP 四轴 运动控制卡

    上传时间: 2013-05-31

    上传用户:kennyplds

  • 基于DSP和FPGA的运动控制技术的研究

    该课题通过对开放式数控技术的全面调研和对运动控制技术的深入研究,并针对国内运动控制技术的研究起步较晚的现状,结合激光雕刻领域的具体需要,紧跟当前运动控制技术研究的发展趋势,吸收了世界开放式数控技术和相关运动控制技术的最新成果,采纳了基于DSP和FPGA的方案,研制了一款比较新颖的、功能强大的、具有很大柔性的四轴多功能运动控制卡.该论文主要内容如下:首先,通过对制造业、开放式数控系统、运动控制卡等行业现状的全面调研,基于对运动系统控制技术的深入学习,在比较了几种常用的运动控制方案的基础上,确定了基于DSP和FPGA的运动控制设计方案,并规划了板卡的总体结构.其次,针对运动控制中的一些具体问题,如高速、高精度、运动平稳性、实时控制以及多轴联动等,在FPGA上设计了功能相互独立的四轴运动控制电路,仔细规划并定义了各个寄存器的具体功能,设计了功能完善的加/减速控制电路、变频分配电路、倍频分频电路和三个功能各异的计数器电路等,完全实现了S-曲线升降速运动、自动降速点运动、A/B相编码器倍频计数电路等特殊功能.再次,介绍了DSP在运动控制中的作用,合理规划了DSP指令的形成过程,并对DSP软件的具体实现进行了框架性的设计.然后,根据光电隔离原理设计了数字输入/输出电路;结合DAC原理设计了四路模拟输出电路;实现了PCI接口电路的设计;并针对常见的干扰现象,提出了有效的抗干扰措施.最后,利用运动控制卡强大的运动控制功能,并针对激光雕刻行业进行大幅图形扫描时需要实时处理大量的图形数据的特别需要,在板卡第四轴完全实现了激光控制功能,并基于FPGA内部的16KBit块RAM,开辟了大量数据区以便进行大幅图形的实时处理.

    标签: FPGA DSP 运动控制

    上传时间: 2013-06-09

    上传用户:youlongjian0

  • 机器人运动控制卡的研究

    本论文对DSP和FPGA在交流伺服电机控制系统中的应用进行了详细的设计,并完成了系统的规划。论文完成的设计任务主要有:1、根据系统要求,详细分析了运动控制系统,给出了运动控制系统的总体设计,提出了一套对已有外围设备适用的设计方案。2、根据实际情况,提出了简单易于实现、实时性好的轨迹插补算法,并给出了插补算法的软件设计,并在DSP中得以实现。3、使用汇编语言进行软件设计,完成了运动控制卡中由DSP完成的运动控制任务,即在插补计算的同时完成加减速控制和三轴联动的协调控制,以及其后的脉冲分配数的计算。4、根据系统运动要求,使用FPGA芯片设计了可连续发送均匀分布脉冲的脉冲分配器,实现对交流伺服系统发送运动控制指令。并给出了VHDL在FPGA中的软件实现。

    标签: 机器人 运动控制卡

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:kijnh

  • WiMAX接收机中AGC的算法研究和FPGA实现

    用户对宽带无线接入业务、尤其是对于宽带无线化以及移动化的需求日益增加,使无线宽带接入技术WiMAX(World interoperability for Microwave Access,即全球微波接入互操作性技术)应运而生、迅猛发展,成为这两年业界关注的焦点。除了通常的互联网接入应用外,它还将在提供IPTV和VOIP等宽带业务方面取得成功,它还有可能成为一种先进的4G蜂窝电话技术。WiMAX未来将进入蜂窝电话、笔记本电脑和机顶盒等应用中。 本文在介绍WiMAX传输标准802.16d基础上,详细阐述了WiMAX接收机中信道解调芯片中的自动增益控制(Automatic Gain Control,AGC)部分。首先介绍了自动增益控制系统的基本组成和其主要特性指标,通过对一个步进式AGC的分析,得到AGC模型的输出公式。然后针对WiMAX接收机内AGC系统中的模数转换器以及AGC电路进行介绍和理论分析。本文采用SPW(Signal Processing WorkSystem)模型对AGC电路基本结构的算法分析,并结合仿真结果对AGC电路做了详尽解说并对参数进行了解释说明。 最后给出了基于SPW和FPGA(Field Programmable Gate Array)验证的结果。通过SPW对AGC进行了单独的性能测试,并结合整个系统的性能测试来说明AGC可以和系统的其他模块协同工作。在FPGA测试中,可以证明用Verilog实现后AGC也同样能较好的工作。 本文实现的基于导频的步进式的数字AGC是针对WiMAX系统的自动增益控制电路提出的解决方案。此算法结合WiMAX系统的传输方式,提出的算法具有迅速锁定信号的特点,能够满足WiMAX系统的要求。同时,由于各种关键参数设计为寄存器可配的方式,具有很好的灵活性,也就具有了更高的移植性,可以作为一种通用的数字AGC算法。

    标签: WiMAX FPGA AGC 接收

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:zhanditian

  • 常模算法的FPGA实现

    常模信号是一类非常重要的信号,而专门应用于常模信号的常模算法[1]具有复杂度较低、实现起来比较简单、对阵列模型的偏差不敏感等显著的优点。因此,常模算法引起了众多学者的广泛关注。近年来,常模算法在多用户检测领域[2]的研究越来越受到诸多学者的关注。不仅如此,常模算法在其他领域也是备受瞩目,如常模算法在盲均衡以及波束形成等领域的应用也是目前研究的热点。除此之外,常模算法已经不仅仅局限在应用于常模信号,也可应用于多模信号[3]等。 本文对常模算法在多用户检测领域的应用以及FPGA[4]实现作了较多的研究工作,共分六章进行阐述。第一章为绪论,介绍了论文相关背景和本文的结构;第二章首先对常模算法作了理论分析,并改进了传统的2-2型常模算法,我们称之为M2-2CMA,它在误码率性能上有一些改善;之后在MATLAB平台上搭建了仿真平台,分析了常模算法在多用户检测中的应用;第三章研究了相关文献,简单介绍了FPGA概念及其设计流程和设计方法,并对VerilogHDL以及Quartus软件做了简要介绍;第四章则详细介绍了常模算法的FPGA实现,用一种基于统计数据的方法确定了数据位长及精度,提出了其实现的系统框图,并详细阐述了各主要模块的设计与实现,同时给出了最后的报告文件以及最高数据处理速度;第五章则在MATLAB平台和QuartuslI的基础上搭建了一个仿真平台,借助于平台分析了2-2型常模算法移植到FPGA平台后的性能,对不同的精度对系统性能的影响做了讨论,也统计了不同信噪比、多址干扰下的误码率性能。最后一章是对全文的总结和对未来的展望。

    标签: FPGA 算法

    上传时间: 2013-06-23

    上传用户:hzy5825468

  • 带码率控制的近无损图像压缩

    数字图像的压缩是解决图像数据量大、存储和传输困难的基本措施。图像压缩的方法很多,一般可分为有损压缩和无损压缩两大类。有损压缩允许一定程度的信息丢失,在满足实际应用的条件下能够取得较高的压缩比;无损压缩不允许信息丢失,但是压缩比难以提高。在医学图像、遥感图像等应用领域,对于图像的压缩比和失真度都有着较高要求,因此需要采用近无损压缩的方法。近无损压缩是有损压缩和无损压缩的一个折衷,允许一定的失真,能够获得高保真还原图像的同时,得到比无损压缩更高的压缩比。 JPEG-LS是连续色调静止图像无损和近无损压缩的国际标准,算法复杂度低,压缩性能优越,但是JPEG-LS对不同图像压缩时压缩比不可控制。本文在研究JPEG-LS近无损图像压缩算法的基础上,针对具体应用背景,提出了一种基于块的近无损压缩方法。进一步利用图像局部纹理特性分析,对不同特性的区域容忍不同的信息丢失程度,实现了对图像压缩的码率控制。针对某工程应用中的具体要求,我们以FPGA为平台,采用Verilog HDL语言对改进算法进行了硬件实现。 实验结果证明,这种基于块的具有码率控制的近无损图像压缩算法,在实现较为精确的码率控制的同时,能够获得较高的还原图像质量,而且硬件实现复杂度低,能够满足对图像的实时压缩要求。

    标签: 码率控制 图像压缩

    上传时间: 2013-06-18

    上传用户:zzbbqq99n

  • 步进电机控制驱动系统的设计

    LAMOST(Large Sky Area Multi-Obiect Fiber Spectroscopy Telescope,大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜)需要对焦而上的4 000个光纤定位单元进行精确定位,一个光纤定位单元需要两个步进电机来驱动,即需要对8 000个电机进行驱动控制。如何对这8 000个电机进行有效的控制,是本文主要的研究内容。 本义引入EDA(Electronic Design Automation),技术,以FPGA和CAN总线为硬件载体来进行设计。FPGA相比较于DSP,单片机而言,具有10管脚多,资源丰富,使用灵活等优点,可以存片内集成多个电机的摔制,这样对于提高系统的集成度,节约成本无疑有着很大的帮助。 在电机的控制当中,其失步和过冲会直接影响到系统的精度,所以需要对电机脉冲频率加以控制,对于在平稳状态下能正常工作的电机,失步往往发生在启动停止等脉冲频率突然发生改变的时刻。具体实现方法是通过实验找出一条理想的加减速曲线,再将曲线离散化,并把离散化后的加减速分频系数存储在FPGA片内ROM里而,当电机运行到对应的步数时,取出分频系数来获取对应的运行频率。 在LAMOST观测中,光纤定位单元的零位是个很重要的基准,在每次观测之前,电机都要回零,理论上电气零位和机械零位在同一点上,如果电气检测到达零位则认为已经到达机械零位位置。但是实际中由于装配等一些原因,可能会出现零位短路和零位断路的情况。零位断路是指电机处于机械零位,但是电气不能检测到;零位短路是指电机不在机械零位,但是电气已经检测到处于零位。这两种情况会造成越界和机械零位一直被挤压的后果,有可能会损坏光纤定位单元,为了防止这些情况出现,软件程序中加入了计数器,从而从有效地保护了光纤定位单元,同时将这些状况向上反馈,以便维护和检修。 在本文完成之时,能够控制驱动336个光纤定位单元的小系统已经在北京天文台兴隆观测站实际投入运行,并于2007年5月28日获得首条光谱,取得了不错的效果。

    标签: 步进电机控制 驱动系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:afeiafei309

  • 单片机在锅炉温度控制系统中的应用

    本文介绍了单片机在锅炉温度控制上的应用,主要是以87C51 单片机作为控制器核心,结合温度传感变送器、A/D 转换器、LED 显示器、D/A 转换器,模拟多路开关等,组成一个八通道的锅炉温度控

    标签: 单片机 中的应用 锅炉 温度控制系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:x4587