目前,织机向着高速化、智能化方向发展,无梭织机也越来越占主导地位,开发中高档织机控制系统是当前纺织机械领域的重要课题。织机的电子送经和卷取控制系统是中高档织机控制的关键技术之一,同时它也是无梭织机优越于有梭织机的重要特征之一,因此研究送经和卷取控制系统具有重要意义。 本文研究的内容是织机的送经和卷取控制系统,主要目的是保证织机在织造过程中纱线张力的动态稳定。主要工作如下: (1)在分析送经卷取系统原理和功能的基础上,提出了一种用较低成本完成所需控制功能的解决方案——以ARM嵌入式处理器S3C44B0为中心构建硬件平台,以嵌入式操作系统uClinux为基础构建软件平台。 (2)利用嵌入式处理器S3C44B0丰富的硬件资源,对电子送经卷取控制系统进行硬件设计:包括以S3C44B0为核心的最小系统电路的设计、与上位机通讯接口电路的设计、经纱张力检测与采样电路的设计、伺服电机驱动接口电路的设计和编码器接口电路的设计等. (3)利用嵌入式操作系统uClinux高实时、多任务等优点,对电子送经卷取控制系统进行软件设计: ●在分析uClinux系统的特点和功能的基础上,完成了在硬件电路板上的移植; ●在分析系统引导程序功能的基础上,完成了Boot Loader的设计; ●完成了系统设备驱动程序的设计:包括串口驱动程序设计、A/D驱动程序的设计和IIC驱动程序的设计等; ●在对织机工艺了解的基础上,以模块化的思想完成了系统应用程序的设计:包括张力传感器数据采集模块、控制算法模块和通讯模块等; (4)详细介绍了整个控制系统的调试过程。 本文设计的系统能使控制的经纱张力恒定,反应快速,控制精度高,很好地解决了开车痕等问题,能满足中高档织机的要求,具有实际应用价值。
上传时间: 2013-04-24
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本课题所研究的横机是一种由嵌入式控制器系统控制的自动化程度很高的纬编针织机,主要用于针织服装的编织制造。我国是纺织大国,横机需求量大,自主研发全自动电脑横机有广泛的市场前景。 通过对横机机械系统结构和原理的分析,本文提出了一种横机控制系统硬件解决方案。该方案主要由主控制器、协处理器、驱动电路等三部分组成。以ARM作为主控制器,负责编织工艺和人机接口设计;以FPGA作为协处理器,执行ARM的命令,控制后续电路动作;驱动电路主要面向横机机械部件,并向前端电路提供硬件接口。 基于该硬件系统解决方案,本文继而提出了一种新型的软件系统解决方案。该方案基于嵌入式Linux操作系统实现,主要由罗拉系统控制算法、驱动程序、横机编织控制程序和图形用户界面等四部分组成。罗拉系统采用模糊控制算法,控制卷布速率;驱动程序实现ARM和FPGA的通信;横机编织控制程序将花型文件中的数据转换为机械部件的动作,实现整个编织过程;图形用户界面提供良好的人机界面,方便操作。 最后详细介绍了整个横机控制器系统的调试流程,涉及硬件调试、软件调试和软硬件联合调试等。 与传统电脑横机相比,基于此设计方案的横机技术含量较高,成本低,可移植性强,并可实现联网控制。
上传时间: 2013-04-24
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本文对燃料电池车用DC/DC变换器的基本原理以及控制策略进行了较为详尽的分析和讨论,对基于ARM的DC/DC变换器控制系统的软硬件设计作了较为详尽的论述,对控制系统的电磁兼容作了详细的研究并给出了提高电磁兼容能力的措施。本文介绍了本课题研究的背景,燃料电池电动汽车的特性和研究的目的与意义并分析了大功率DC/DC变换器主电路的拓扑结构、工作原理和电磁兼容环境。在此基础上,从控制电路的最小系统、检测系统、脉冲发生系统以及驱动电路、CAN通讯电路等方面重点讨论了DC/DC变换器控制系统的硬件设计以及驱动电路的设计。本文在DC/DC变换器电感电流连续状态空间小信号数学模型的基础上,应用MATLAB软件对大功率DC/DC变换器单环控制系统进行了建模和仿真分析,给出了具有实际指导意义的结论,设计了基于ARM控制系统的软件结构并编写了相应的软件代码。此外,本文从硬件和软件两个方面重点讨论了控制系统的电磁兼容以及抗干扰措施。在系统硬件和软件基础上进行了功率试验并给出了试验结果以及今后改进的方向。
上传时间: 2013-07-12
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喷油泵是柴油机燃油喷射系统中燃油的控制、供给单元,其性能的好坏直接决定着柴油机的加速性能、油耗大小、尾气的排放质量等。准确测试喷油泵的各种技术参数对提高柴油机的各项技术性能具有十分重要的意义。嵌入式系统技术已经成为了最热门的技术之一。基于ARM的嵌入式技术己经成为当前嵌入式领域研究的一个亮点。ARM公司的32位RISC处理器,以其高速度、低功耗、低成本、功能强等诸多优异性能,应用越来越广泛。uCLinux操作系统是从Linux衍生出来的一种操作系统,它是专为无MMU的微控制器开发的嵌入式Linux操作系统。它支持众多嵌入式处理器类型,具有完善的各类驱动支持。 本文从喷油泵试验台控制系统总体结构入手,在详细分析了系统所要检测和控制的参数的基础上,设计出喷油泵试验台控制系统总体架构。喷油泵试验台控制系统由两个模块组成:以80C196KB单片机为中心的喷油泵控制及数据采集系统,以S3C44BOX为中心的上位机监控及管理系统。下位机通过RS232串口接收上位机的命令并执行喷油泵试验台的电机转速控制、燃油温度控制、喷油次数计数、提前角监控及燃油压力显示。上位机是整个试验台控制系统的管理者,主要完成给下位机发送特定的操作命令,完成实验数据的显示、收集和存储,它有友好的中文显示界面,可以完成简单的数据管理操作。 文中详细阐述了上位机的操作系统uCLinux的特点和移植过程。同样对上位机的界面设计及运行环境MiniGUI进行了全面分析并给出移植和界面编程方法。在文章的最后,对喷油泵控制系统采用模糊控制算法进行优化设计。详细描述了模糊控制器设计所包含的三个主要部分:清晰量的模糊化接口、模糊控制规则及算法及模糊量的清晰化接口。 通过试验证实,本文设计的喷油泵试验台控制系统技术路线正确合理。相信该可靠实用的控制系统配合喷油泵试验台使用将具有良好的市场潜力。
上传时间: 2013-06-04
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本文首先分析了国内外微型飞行器(MAV)研究现状、发展趋势和存在的困难,接着阐述了MAV的系统结构,针对已有的MAV平台,设计了MAV自主飞行控制系统的总体方案,选择ARM作为中央处理器,从电源模块设计、存储器模块设计、与各传感器的接口设计等入手,实现了系统的硬件设计,并分析了硬件设计所采取的抗干扰措施。 在系统软件设计方面,本文选用嵌入式Linux操作系统作为软件开发环境,分析了操作系统的组成和启动流程。在此基础上,针对本文所设计的硬件系统,编制了专用的引导程序,重新编译了内核,完成了ARMLinux在硬件平台上的移植。接着详细分析了字符设备,编写了各个模块的驱动程序,并描述了应用程序的开发模式。 最后本文讨论了MAV系统中MPEG4视频数据压缩的关键技术,分析了ARM的硬件编解码器的结构和实现过程,重点研究了遥测数据和压缩图像的复合方案,将遥测数据嵌入到压缩图像中进行传输。这种方法可以节省信道,降低系统功耗和保护遥测数据的安全。 本文所研制的自主飞行控制系统具有体积小、重量轻、集成度高、抗干扰能力强等特点,能实时传输视频图像,各项指标都满足项目技术要求。
上传时间: 2013-05-31
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矿用隔爆馈电开关是煤矿井下配电系统的关键设备,作为配电开关,用于含有瓦斯或煤尘等爆炸危险环境的矿井中,控制和保护低压供电网络。其性能好坏直接影响着煤矿井下的生产安全和生产效率,而目前国内馈电开关普遍存在集成度低、可靠性差、智能监控水平低等缺点。 本课题将嵌入式网络控制系统应用到馈电开关中,通过对矿山供电系统工作原理、真空馈电开关工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210为处理器、ARM7为内核)嵌入式网络控制系统的研究,实现了总体网络拓扑结构的设计和智能馈电开关控制系统硬件电路的设计;通过对嵌入式实时操作系统的移植、嵌入式TCP/IP协议栈的实现和移植以及基于C/S模式下的套接字编程等的研究和分析,完成了监控主机与嵌入式系统的通信软件和保护控制算法的应用程序的编写,从而实现了矿井地面监控主机与井下嵌入式系统馈电开关的快速通信,解决了地面监控主机对井下馈电回路及电气开关的远程智能监控的难题,最终设计出一套集实时保护控制和远程监控功能于一身的智能型馈电开关网络控制系统。 实验结果表明:在嵌入式系统端的通信软件和监控主机端的通信软件的驱动下,实现了嵌入式系统与监控主机的快速远程通信,通信速度快、可靠性高、可视化效果好,完全满足了监控系统的快速通信要求。 本课题的研究成果为工业控制领域提供了一个开放式、全分布、可互操作性的通信控制平台,为提高煤矿井下设备的远程智能监控水平和安全操控系数提供了新的解决方法,为地面监控系统实现更大规模、更深层次地对井下电气设备的集中控制、分散管理奠定了理论和实践基础。
上传时间: 2013-06-25
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温度的测量和控制在工业生产中有广泛的应用,尤其在石油、化工、电力、冶金等工业领域中,对温度的测量和监控是非常重要的一个环节,温度参数是工业控制中的一项重要的指标。 本文主要研究了基于ARM9架构的嵌入式Linux系统在工业领域中各种炉温控制场合中的应用。目前控制方案主要是采用传统的PLC和单片机进行控制。PLC主要是针对单项工程或者重复数极少的项目,灵活性相对不足,并且体积大,成本相对较高;而单片机主要用于小型设备的控制,具有成本低,功耗低,效率高的特点,但可移植性较差。为了适应信息产业的发展,新技术革新以及产业的专业化现代化的发展,本文针对PLC和单片机控制的优缺点和应用场合提出了采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200和Linux操作系统相结合的嵌入式温度控制系统,具有系统扩展性强、可靠性高、响应速度快、体积小等特点,为用户提供了一种新型的控制方案。 本文首先论述了嵌入式操作系统的组成,接着设计了温度控制系统的硬件系统,主要包括CPU模块、模拟电路模块、存储模块和通信模块四个部分:在对温度控制系统的软件部分的设计中,主要是针对Boot-Loader的移植、Linux内核移植、根文件系统的定制、驱动程序的编写和应用程序的编写五部分进行设计。 系统功能主要是循环采集AD通道数据,上传AD数据到服务器,接收服务器下发的控制数据包,记录日志等。通过在线运行测试,该系统稳定可靠,采集和控制效果良好,可有效降低了生产成本和工人的劳动强度,为安全生产提供保证。
上传时间: 2013-04-24
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雕刻机的数控系统是三维雕刻机的控制核心,其控制系统的性能直接关系着三维雕刻机的加工质量和加工效率,对雕刻机的性价比有着重要的影响。本论文在对三维雕刻机系统的结构和功能进行分析的基础上,提出了一个以.ARM微处理器和CPLD器件构建硬件平台、基于μC/OS-Ⅱ为嵌入式控制系统的解决方案,充分利用ARM微处理器的高速运算能力与CPLD的高速并行运算能力,大大减少了系统的外围接口器件,有效的降低系统成本。 此方案中选用Philips公司的基于ARM7内核的LPC2214处理器作为主控芯片。对于系统的输入/输出的逻辑控制通过CPLD来实现,该芯片选用Atlera公司的EPM7128SLC84,作为处理器的外围器件。同时对整个系统的硬件开发作了详细说明:电源、SRAM、FLASH等芯片选型及设计;液晶显示模块及键盘的应用设计;电机的输入输出电路设计等。 软件部分包括Boot Loader、RTOS、应用程序的设计等。其中,Rot Loader支持系统Boot、程序下载到RAM中执行和烧写到Flash存储器等功能;RTOS包括操作系统的移植、任务管理、任务间的通信等,应用程序的设计包括设备驱动程序、液晶显示、键盘操作、电机控制等。同时用VB6.0开发了PC机下载控制界面,并对液晶模块和电机进行调试。
上传时间: 2013-06-06
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文中介绍了一种应用于舞台电脑灯控制系统的高性能步进电机运动控制系统,以及步进电机的细分驱动原理和自适应调速算法。使用细分驱动可以显著地减小步进电机的低频振动;使用自适应调速法,可以在保证系统的
上传时间: 2013-04-24
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当今绣花机市场蓬勃发展,绣花机控制系统作为绣花机最核心的部分,是提高性能和降低成本的关键。本文结合浙江虎王科技有限公司与浙江大学的合作项目“绣花机控制系统”,设计出一套基于ARM的技术先进、功能精简、高性价比的绣花机控制系统。论文按照嵌入式系统的开发过程,先根据市场需求划分了控制系统的功能模块并构建了总体架构,选择了系统的软硬件平台,然后采用先进的设计方法对绣花机控制系统的硬件和软件进行了设计。 第一章介绍了绣花机及其控制系统的发展过程和现状,论述了嵌入式系统的定义、特点和发展,阐述了ARM的发展历史、研究和应用现状,提出了论文的主要研究内容,最后给出了论文的总体结构。 第二章阐述了嵌入式系统的开发过程,选择了软硬件协同设计法为本系统的设计方法,论述了EDA技术的工作范围和设计步骤,详细讨论了软件的结构化设计方法和面向对象设计方法的原理,最后给出了绣花机控制系统的设计原则。 第三章根据市场需求划分了绣花机控制系统的功能模块,构建了系统总体架构,并分析了每个模块的具体功能;根据选型原则选出了适用于绣花机控制系统的上位机和下位机CPU芯片、操作系统及开发环境。 第四章根据总体架构,在选好的CPU芯片的基础.卜确定了绣花机控制系统的硬件框架,详细设计了电源电路、复位电路、存储器接口电路、键盘与显示电路、USB接口电路、串行通信接口电路和下层机电接口电路。 第五章按照上位机和下位机的层次构建了绣花机控制系统的软件框架,设计了键盘输入模块、图形显示模块、USB驱动模块、花样存储与管理模块、串口通信模块、机电控制模块的程序。 第六章回顾与总结全文的主要研究内容,归纳了本文的主要研究成果,并对今后的研究工作作了展望。
上传时间: 2013-04-24
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