以MSP430单片机为核心,设计的晶体管图形参数测试仪,能完成PNP与NPN管的自动识别和输入输出曲线绘制现实(12864现实),菜单输入,使用触摸屏
上传时间: 2013-04-24
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根据机械电子工程类专业测控实验教学平台数据采集的需要,在综合考虑成本和性能基础上,提出以为主处理芯片的数据采集卡设计方案。 该方案的主要特点是,使用基于ARM7TDMI内核的,工作主频最高可达44MHz;内置高性能的ADC和DAC模块,采样速度最高可达1MSPS,采样精度为12位;模拟信号输入通道最多可达16路,模拟信号输出通道最高可达4路;具有丰富的外设资源可以使用,GPIO口数目最高可达40个。 在设计中采用了模块化思想,将系统分为四个功能模块:主模块的功能是控制ADC进行信号采集和DAC进行模拟信号输出;模拟信号模块的作用是对传感器输入信号和DAC输出波形进行简单的调理;数字信号模块引出32路数字I/O口,可用于需要采集数字量的场合;JTAG模块可进行程序的调试和下载,对于数据采集卡的二次开发有很大的作用。 在本数据采集卡上,尝试进行了μC/OSⅡ操作系统的移植,成功实现了四个任务的管理。在实际应用中,工作数小时仍可保持正常的运行。 为检验数据采集卡的串口通讯能力,利用LabVIEW程序读取下位机串口发送的已采集到的数据,进行波形图绘制。 为检验本数据采集卡的ADC和DAC精度,设计实验利用DAC输出波形,并利用ADC将采集到的波形通过LabVIEW显示,测量结果显示两者电压值误差均在可允许的3LSB(Least Significant Bit)范围内,表明本数据采集卡已基本实现预期设计指标。
上传时间: 2013-04-24
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自上个世纪九十年代以来,我国著名学者、现中国科学院院士、清华大学陈难先教授等人使用无穷级数的Mobius反演公式解决了一系列重要的应用物理中的逆问题,例如费米体系逆问题、信号处理等,开创了应用、推广数论中的Mobius变换解决物理学中各种逆问题的巧妙方法,其工作在1990年得到了世界著名的《NATURE》杂志的整版专评与高度评价。华侨大学苏武浔、张渭滨教授等则把Mobius变换的方法应用于几种常用波形(包括周期矩形脉冲,奇偶对称方波和三角波等)的傅立叶级数的逆变换运算,得到正、余弦函数及一般周期信号的各种常用波形的信号展开;并求得了与各种常用波形信号函数族相正交的函数族,以用于各展开系数的计算与信息的解调;而后把它们应用到通信系统中,提出了一种新的通信系统,即新型Chen-Mobius通信系统。 在新型通信系统中,把这种正交函数族应用于系统的相干调制解调中,取代传统通信系统中调制解调所采用的三角正交函数族。正是这种正交函数族使得通信系统的传输性能大大提高,保密性加强,而且正交函数族产生很方便。 本文从软件仿真和硬件实现两个方面对Chen-Mobius通信系统进行了验证。首先,利用MATLAB软件构建Chen-Mobius数字通信系统,通过计算机编程,对Chen-Mobius单路、四路和八路的数字通信系统进行仿真分析,对该系统在不同信噪比情况下的错误概率进行了计算,并绘出了信噪比-错误概率曲线;其次,在QuartusⅡ软件平台上,利用VHDL语言文本输入和原理图输入的方法构建Chen-Mobius数字通信系统,对该系统进行了仿真,包括设计综合、引脚分配、仿真验证、时序分析等;再次,在QuartusⅡ软件仿真的基础上,在Altera公司的Stratix GX芯片上,实现了硬件的编程和下载,从而完成了Chen-Mobius数字通信系统的FPGA实现;最后,从MATLAB软件仿真和硬件实现的结果出发,通过分析系统的性能,简单展望了Chen-Mobius数字通信系统的应用前景。 本文通过软件仿真得到了Chen-Mobius数字通信系统的信噪比-错误概率曲线,从理论上验证了该系统的强的抗干扰能力;利用FPGA完成了系统的硬件实现,从实际上验证了该系统的可实现性。从两方面都可以说明,Chen-Mobius通信系统虽然只是一个新的起点,但它却预示着光明的应用前景。
标签: ChenMobius MATLAB FPGA 数字通信系统
上传时间: 2013-05-19
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发电机互感器是电力系统行业进行电能计量和继电保护的重要设备之一,其伏安特性与发电机安全、可靠、经济的运行密切相关。针对目前传统基于8位单片机所开发的伏安特性测试系统的不足,利用流行的嵌入式处理技术,选取性价比高的ARM内核处理器LPC2214和性能稳定的实时操作系统μC/OS-Ⅱ作为开发平台,设计并实现了发电机伏安特性测试系统。 该系统主要包括在线测试、设置参数、查询数据、串口通讯等功能。本文完成了上述功能的软件设计和开发,尤其是在线测试功能中对于伏案特性曲线显示方案的设计,本文在深入研究显示模块的工作原理的基础上,结合系统的显示要求,改进了伏案特性显示方法,从而使得本系统不仅能够实时显示伏安特性曲线,并且能够动态显示测量曲线,为系统的进一步开发奠定了基础。此外,基于系统与上位机之间的串口通讯功能,利用LabWindow/CVI7.0开发平台实现了系统虚拟环境,以满足用户对测量数据进一步分析的需求。 经过长时间的现场测试证明,该系统不仅减少了传统测试中所用的仪器数量,特别在简化发电机互感器的测试流程,增加现场操作的自动化程度,提高互感器测试的精度等方面表现突出,从而为提升发电机继电保护装置的正确动作率创造了有利条件。
上传时间: 2013-06-26
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变电站电压无功综合控制是通过自动调节有载变压器的分接头和投切并联补偿电容器组来实现的,它是确保电压质量和无功平衡、提高供电网可靠性和经济性的重要措施。采用九区图控制策略的电压无功综合控制,实际运行时存在着频繁调节变压器分接头和投切电容器组的缺陷,甚至可能会出现震荡现象。 本文针对上述不足,根据有功功率和无功功率的负荷预测曲线,以降损收益最大为适配值函数,以电压约束、电气极限约束和控制约束为约束条件,提出了一种改进的禁忌搜索算法。引入最低收益阈值来限制调节次数的增加,在此基础上建议了一种确定最佳调整次数的方法。还建议了一种有约束线性最小二乘算法,基于变电站内的量测数据以及变压器的参数来估计系统电压和系统阻抗参数。算例结果表明建议的方法是可行的,并且具有可以有效地减少调节次数的特点。基于ARM的LPC2292微控制器和嵌入式实时操作系统(μC/OS-II),采用ADS1.2开发工具进行编程,实现了变电站内电压无功综合控制功能。软件模块开发主要包括:嵌入式实时操作系统(μC/OS-II)和图形用户界面GUI移植,数据读取任务,数据处理任务,电压无功控制任务,基于GPRS/CDMA的通讯任务、键盘扫描和液晶显示任务等。采用信号发生器产生电能信号,采用继电器的动作模拟变压器分接头档位的调节和电容器组的投切,构建了一个变电站内的电压无功控制模拟测试台,对提出的设计方案进行了全面的功能测试,测试结果表明提出的设计方案是可行的。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:pinksun9
最新的研究进展是OFDM的出现,并且在2000年出现了第一个采用此技术的无线标准(HYPERLAN-Ⅱ)。由于它与TDMA及CDMA相比能处理更高数据速率,因此可以预想在第四代系统中也将使用此技术。 宽带应用和高速率数据传输是OFDM调制/多址技术通信系统的重要特征之一。作者通过参与国家863计划项目“OFDM通信系统”一年以来的研发工作,对OFDM通信系统及相关技术有了深入的理解,积累了大量实际经验,并在相关工作中取得了部分研究成果。 另一方面,关于宽带自适应均衡技术的研究在近年来也引起了广泛的关注。它是补偿信道畸变的重要的技术之一。作者通过参与该项目FPGA部分的开发与调试工作,基于单片FPGA实现了均衡部分;此外,作者在频域自适应均衡算法方面也取得了一些理论成果。 本文的主体部分就是根据上述工作的内容展开的。 首先介绍了本课题相关技术的发展情况,主要包括:OFDM系统的技术原理、技术优势、历史和现状,均衡技术的特点和发展等。末尾叙述了本课题的来源和研究意义,并简介了作者的主要工作和贡献。确定将WSSUS分布和瑞利衰落作为本文研究的信道模型。主要分析了常用的时域均衡器,均是单载波非扩频数字调制中常用到的均衡器和均衡算法,为接下来的进一步研究作理论参考。 接着,论述了均衡必须用到的信道估计技术。重点就该方案的核心算法(频域均衡算法)进行了数学上进行了较深入的研究,建立系统模型,并据此推导了三种频域均衡的算法:频域消除HICI,Gauss-Seidel迭代算法,频域线性内插。采用WSSUS信道模型进行了计算机仿真,得出了采用这些均衡算法在不同条件下的性能曲线。并且系统地、有重点地对该方案的原理和实质进行了较深入的讨论。归纳比较了各种算法的算法复杂度和能达到的性能,并且结合信道纠错编解码进行了细致的分析。进一步尝试设计了无线局域网OFDM系统的设计,采用典型的欧洲Hyperlan2系统为例,把研究成果引入到实际的整个系统中来看。结合具体的系统指出了该均衡算法在抗衰落和相位偏移方面的应用。 最后,描述了利用Xilinx的xc2v3000-4FG676型号芯片针对OFDM系统实现频域自适应均衡的方法,主要给出了设计方法、时序仿真结果和处理速度估值等;并结合最新的FPGA发展动态和特点,对基于FPGA实现其他均衡算法的升级空间进行了讨论。 本文的结束语中,对作者在本文中所作贡献进行了总结,并指出了仍有待深入研究的几个问题。
上传时间: 2013-04-24
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逆变器在自动控制系统、电机交流调速、电力变换以及电力系统控制中都起着重要的作用;各系统对逆变器的性能需求也越来越高。PWM控制多重逆变器正是基于这些需求,实现可变频、调压、调相、低谐波、高稳定性的解决方案。 PWM控制逆变器通过对每个脉冲宽度进行控制,以达到控制输出电压和改善输出波形的目的;多重逆变器则是把几个矩形波逆变器的输出组合起来起来形成阶梯波,从而消除谐波;PWM控制多重逆变器综合上述两种技术的特点,非常适合于应用在对谐波、电压输出及稳定性要求比较高的场合。电力半导体技术和集成电路技术的快速发展,使得多重逆变器的控制、实现成为可能。 本文首先分析风力发电系统对逆变器的要求,从多重逆变器理论和PWM逆变器理论出发,提出同步式PWM控制电压型串联多重逆变器系统解决方案。本方案也可以应用在逆变电源、交流电机调速及电力变换领域中。 文中建立了一个多重逆变器的PWM控制算法模型。该算法可完成频率、相位、幅值可调的多重逆变器的PWM控制,且能完成逆变器故障运行下的保护与告警。并在MATLAB/SIMULINK环境下对算法模型进行仿真与分析。 在比较了现有PWM发生解决方案的基础上,本文提出了一个基于FPGA(可编程逻辑阵列)的多重逆变器PWM控制系统实现方案。并给出一个主要由FPGA、ADC/DAC、驱动与保护电路、逆变器主回路及其他外围电路构成的多重逆变器系统解决方案。实验结果表明,此方案系统结构简单、可行,很好完成上述多重逆变器的PWM控制算法。
上传时间: 2013-06-28
上传用户:wmwai1314
随着微电子技术和电力电子技术的飞速发展,运动控制系统正朝着通用化、智能化、微型化的方向发展。目前,以数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)为核心的运动控制卡已成为运动控制器的发展主流。它可方便地以插卡形式嵌入PC机,将PC机强大的信息处理能力和开放式特点与运动控制卡的运动控制能力相结合,具有信息处理能力强、开放程度高、运动控制方便、通用性好的特点。因此,本文通过对运动控制技术的深入研究,开发了一款以DSP和FPGA为主控单元、基于PCI总线的运动控制卡。 首先,设计了运动控制卡硬件电路,对控制卡的DSP和FPGA外围电路、PCI总线接口电路、模拟量输出电路、编码器信号采集电路、通用I/O接口电路等实现方法进行了详细讨论。 为提高控制卡的硬件集成度和可靠性,通过对FPGA的编程设计,在FPGA中实现了PCI总线目标设备接口控制器、双端口RAM、DDA精插补电路、DAC接口电路、编码器信号处理电路和数字I/O信号处理电路。 基于改进的数字PID控制器和前馈控制,设计开发了运动控制卡的位置闭环伺服控制器,并整定了控制器参数,获得良好的伺服控制特性。 最后,采用WinDriver开发了控制卡的驱动程序,并详细介绍了驱动程序的开发流程。
上传时间: 2013-08-01
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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。
上传时间: 2013-05-31
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直接数字合成(DDS)技术采用全数字的合成方法,所产生的信号具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出相位噪声低和可以产生任意波形等诸多优点。本文研究的是一种基于DDS/FPGA的多波形信号源系统,其中,DDS技术是其核心技术。DDS可以精确地控制合成信号的三个参量:幅度、相位以及频率,因此利用DDS技术可以合成任意波形。但因其数字化合成的固有特点,使其输出信号中存在大量杂散信号。杂散信号的主要来源是:相位截断带来的杂散信号;幅度量化带来的杂散信号;DAC的非线性特性带来的杂散信号。这些杂散信号严重影响了合成信号的频谱纯度。因此抑制这些杂散信号是提高合成信号谱质的关键。 本文在研究各种抑制DDS杂散技术的基础上,提出了中和加扰技术,这可以在很大程度上减小杂散对DDS输出信号谱质的影响。 EP1S808956C6是一款高性能的FPGA芯片,其超强的数据处理能力十分适合应用于DDS多波形信号源的开发。在QuartusⅡ平台下运用Verilog HDL语言和原理图设计可以很方便地应用各种抑制杂散信号的方法来提高输出信号的谱质。 结合高速DDS技术和FPGA两者的优点,本文设计了一种基于DDS/FPGA的多波形信号源,它能完成正弦波、余弦波、三角波、锯齿波、方波、AM、SSB、FM、2ASK、2FSK、π/4-QDPSK等多种信号。使得所设计的信号源可以适应多种不同的工作环境,给工作带了方便。
上传时间: 2013-07-27
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