超声波电机(Ultrasonic motors，简称USM)是一种全新原理的直接驱动电机，它利用压电陶瓷逆压电效应激发的超声振动作为驱动力，通过定转子间的摩擦力来驱动转子运动。与传统的电磁电机相比，它具有低速大转矩、无电磁干扰、动作响应快、运行无噪声、无输入自锁等卓越特性，在非连续运动领域、精密控制领域比传统的电磁电机性能优越得多。超声波电机在工业控制系统、汽车专用电器、精密仪器仪表、办公自动化设备、智能机器人等领域有广阔的应用前景，近年来倍受科技界和工业界的重视，成为当前机电控制领域的一个研究热点。 本文主要以行波型超声波电机的驱动控制技术为研究对象，引入嵌入式系统理念，设计并制作了超声波电机的驱动控制系统，并对超声波电机的速度与定位控制做了深入的研究。本文主要研究内容及成果如下： 介绍了超声波电机的工作原理、特点及其应用前景，总结了国内外超声波电机驱动控制技术的发展历史和研究现状，以及今后我国超声波电机驱动控制技术的发展方向，明确了本文的研究内容。 结合嵌入式系统特点及其开发方法，详细介绍了超声波电机嵌入式驱动控制系统的硬件和软件设计过程，并总结了硬件、软件的调试过程。最后，对所设计系统性能进行了实验测试和数据分析。 采用DDS技术解决超声波电机所需要的高频驱动电源和数字控制的问题。本文设计的以ARM控制器为核心，频率、相位、幅值均可调的双通道信号发生器，具有频率和相位差控制精度高的特点。 本文介绍了速度与位置的常用控制策略。设计并搭建了基于增量式PID的速度和基于模糊PID的位置控制系统。速度控制采用增量式PID调节，其控制策略简单、易行，通过实验选择合适的参数能适应一般的控制精度要求。定位控制则采用模糊PID控制策略，该策略将模糊控制不需要精确的数学模型、收敛速度快的特点与PID简单易行、能消除稳态误差的优点相结合，改善了模糊控制器稳态性能，使电机定位控制精度达到0.0880。
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开关磁阻电机(SwitchedReluctanceMotor，SRM)具有结构简单、工作可靠、效率高和成本较低等优点，在很多领域都显示出强大的竞争力，但是位置传感器的存在不仅削弱了SRM结构简单的优势，而且降低了系统高速运行的可靠性，增加了成本，探索实用的无位置传感器检测转子位置的方案成为开关磁阻电机驱动系统(SwitchedReluctanceMotorDrive，SRD)研究的热点。SRM高度非线性的电磁特性决定了在精确的数学模型基础上实现无位置传感器控制十分困难，而人工神经网络的出现为解决这个问题提供了新的思路。径向基函数(RadialBasisFunction，RBF)神经网络是一种映射能力极强的前向型神经网络，具有收敛速度快、全局逼近能力强等优点。本文提出一种利用自适应RBF神经网络对SRM进行控制的新方法，所采用的RBF神经网络以电机绕组的相电流、磁链作为输入，转子位置作为输出，通过离线和在线相结合的方法对网络进行训练，建立SRM电流、磁链与转子位置之间的非线性映射，从而实现SRM的无位置传感器控制。 常规的PID控制以其结构简单、可靠性高、易于工程实现等优点至今仍被广泛采用。在系统模型参数变化不大的情况下，PID控制效果良好，但当被控对象具有高度非线性和不确定性时，仅靠PID调节效果不好。对于SRM，它的电磁关系高度非线性，固定参数的PID调节器无法得到很理想的控制性能指标。论文提出了一种基于RBF神经网络在线辨识的SRM单神经元PID自适应控制新方法。该方法针对开关磁阻电机的非线性，利用具有自学习和自适应能力的单神经元来构成开关磁阻电机的单神经元自适应控制器，不但结构简单，而且能适应环境变化，具有较强的鲁棒性。同时构造了一个RBF网络对系统进行在线辨识，建立其在线参考模型，由单神经元控制器完成控制器参数的自学习，从而实现控制器参数的在线调整，能取得更好的控制效果。 仿真及实验结果表明，自适应RBF神经网络能够实现电机的准确换相，从而实现了电机的无位置传感器控制；基于RBF神经网络在线辨识的单神经元自适应控制能够达到在线辨识在线控制的目的，控制精度高，动态特性好，具有较好的自适应性和鲁棒性。
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基于微处理器的数字PID控制器改变了传统模拟PID控制器参数整定不灵活的问题。但是常规微处理器容易在环境恶劣的情况下出现程序跑飞的问题，如果实现PID软算法的微处理器因为强干扰或其他原因而出现故障，会引起输出值的大幅度变化或停止响应。而FPGA的应用可以从本质上解决这个问题。因此，利用FPGA开发技术，实现智能控制器算法的芯片化，使之能够广泛的用于各种场合，具有很大的应用意义。 首先分析FPGA的内部结构特点，总结FPGA设计技术及开发流程，指出实现结构优化设计，降低设计难度，是扩展设计功能、提高芯片性能和产品性价比的关键。控制系统由四个模块组成，主要包括核心控制器模块、输入输出模块以及人机接口。其中控制器部分为系统的关键部件。在分析FPGA设计结构类型和特点的基础上，提出一种基于FPGA改进型并行结构的PID温度控制器设计方法。在PID算法与FPGA的运算器逻辑映像过程中，采用将补码的加法器代替减法器设计，增加整数运算结果的位扩展处理，进行不同数据类型的整数归一化等不同角度的处理方法融合为一体，可以有效地减少逻辑运算部件。应用Ouartus Ⅱ图形输入与Verilog HDL语言相结合设计实现了PID控制器，用Modelsim仿真验证了设计结果的正确性，用Synplify Pro进行电路综合，在Quaitus Ⅱ软件中实现布局布线，最后生成FPGA的编程文件。根据控制系统的要求，论文设计完成了12位模数AD转换器、数据显示器、按键等相关外围接口电路。 将一阶、纯滞后、大惯性电阻炉温作为控制对象，以EP1C3T144 FPGA为核心，构建PID控制系统。在采用Pt100温度传感器、分辨率为2℃、最大温度控制范围0～400℃的条件下，实验结果表明，达到无超调的稳定控制要求，为降低FPGA实现PID控制器的设计难度提供了有效的方法。
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2011年飞思卡尔智能汽车大赛B车的电机PID算法程序
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·摘 要:利用16位微机为控制器．实现直流电机数字PID闭环速度控制．通过实验，给出PID参数的整定与系统动态特性的关系．[著者文摘]
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EZ-USB FX系列单片机USB外围设备设计与应用:PART 1 USB的基本概念第1章 USB的基本特性1.1 USB简介21.2 USB的发展历程31.2.1 USB 1.131.2.2 USB 2.041.2.3 USB与IEEE 1394的比较41.3 USB基本架构与总线架构61.4 USB的总线结构81.5 USB数据流的模式与管线的概念91.6 USB硬件规范101.6.1 USB的硬件特性111.6.2 USB接口的电气特性121.6.3USB的电源管理141.7 USB的编码方式141.8 结论161.9 问题与讨论16第2章 USB通信协议2.1 USB通信协议172.2 USB封包中的数据域类型182.2.1 数据域位的格式182.3 封包格式192.4 USB传输的类型232.4.1 控制传输242.4.2 中断传输292.4.3 批量传输292.4.4 等时传输292.5 USB数据交换格式302.6 USB描述符342.7 USB设备请求422.8 USB设备群组442.9 结论462.10 问题与讨论46第3章 设备列举3.1注册表编辑器473.2设备列举的步骤493.3设备列举步骤的实现--使用CATC分析工具513.4结论613.5问题与讨论61第4章 USB芯片与EZUSB4.1USB芯片的简介624.2USB接口芯片644.2.1Philips接口芯片644.2.2National Semiconductor接口芯片664.3内含USB单元的微处理器684.3.1Motorola694.3.2Microchip694.3.3SIEMENS704.3.4Cypress714.4USB芯片总揽介绍734.5USB芯片的选择与评估744.6问题与讨论80第5章 设备与驱动程序5.1阶层式的驱动程序815.2主机的驱动程序835.3驱动程序的选择865.4结论865.5问题与讨论87第6章 HID群组6.1HID简介886.2HID群组的传输速率886.3HID描述符906.3.1报告描述符936.3.2主要 main 项目类型966.3.3整体 global 项目卷标976.3.4区域 local 项目卷标986.3.5简易的报告描述符996.3.6Descriptor Tool 描述符工具 1006.3.7兼容测试程序1016.4HID设备的基本请求1026.5Windows通信程序1036.6问题与讨论106PART 2 硬件技术篇第7章 EZUSB FX简介7.1简介1097.2EZUSB FX硬件框图1097.3封包与PID码1117.4主机是个主控者1137.4.1从主机接收数据1137.4.2传送数据至主机1137.5USB方向1137.6帧1147.7EZUSB FX传输类型1147.7.1批量传输1147.7.2中断传输1147.7.3等时传输1157.7.4控制传输1157.8设备列举1167.9USB核心1167.10EZUSB FX单片机1177.11重新设备列举1177.12EZUSB FX端点1187.12.1EZUSB FX批量端点1187.12.2EZUSB FX控制端点01187.12.3EZUSB FX中断端点1197.12.4EZUSB FX等时端点1197.13快速传送模式1197.14中断1207.15重置与电源管理1207.16EZUSB 2100系列1207.17FX系列--从FIFO1227.18FX系列--GPIF 通用型可程序化的接口 1227.19AN2122/26各种特性的摘要1227.20修订ID1237.21引脚描述123第8章 EZUSB FX CPU8.1简介1308.28051增强模式1308.3EZUSB FX所增强的部分1318.4EZUSB FX寄存器接口1318.5EZUSB FX内部RAM1318.6I/O端口1328.7中断1328.8电源控制1338.9特殊功能寄存器 SFR 1348.10内部总线1358.11重置136第9章 EZUSB FX内存9.1简介1379.28051内存1389.3扩充的EZUSB FX内存1399.4CS#与OE#信号1409.5EZUSB FX ROM版本141第10章 EZUSB FX输入/输出端口10.1简介14310.2I/O端口14310.3EZUSB输入/输出端口寄存器14610.3.1端口配置寄存器14710.3.2I/O端口寄存器14710.4EZUSB FX输入/输出端口寄存器14910.5EZUSB FX端口配置表15110.6I2C控制器15610.78051 I2C控制器15610.8控制位15810.8.1START位15810.8.2STOP位15810.8.3LASTRD位15810.9状态位15910.9.1DONE位15910.9.2ACK位15910.9.3BERR位15910.9.4ID1, ID015910.10送出 WRITE I2C数据16010.11接收 READ I2C数据16010.12I2C激活加载器16010.13SFR寻址 FX 16210.14端口A~E的SFR控制165第11章 EZUSB FX设备列举与重新设备列举11.1简介16711.2预设的USB设备16911.3USB核心对于EP0设备请求的响应17011.4固件下载17111.5设备列举模式17211.6没有存在EEPROM17311.7存在着EEPROM, 第一个字节是0xB0 0xB4, FX系列11.8存在着EEPROM, 第一个字节是0xB2 0xB6, FX系列11.9配置字节0,FX系列17711.10重新设备列举 ReNumerationTM 17811.11多重重新设备列举 ReNumerationTM 17911.12预设描述符179第12章 EZUSB FX批量传输12.1简介18812.2批量输入传输18912.3中断传输19112.4EZUSB FX批量IN的例子19112.5批量OUT传输19212.6端点对19412.7IN端点对的状态19412.8OUT端点对的状态19512.9使用批量缓冲区内存19512.10Data Toggle控制19612.11轮询的批量传输的范例19712.12设备列举说明19912.13批量端点中断19912.14中断批量传输的范例20112.15设备列举说明20512.16自动指针器205第13章 EZUSB控制端点013.1简介20913.2控制端点EP021013.3USB请求21213.3.1取得状态 Get_Status 21413.3.2设置特性(Set_Feature)21713.3.3清除特性(Clear_Feature)21813.3.4取得描述符(Get_Descriptor)21913.3.5设置描述符(Set Descriptor)22313.3.6设置配置(Set_Configuration)22513.3.7取得配置(Get_Configuration)22513.3.8设置接口(Set_Interface)22513.3.9取得接口(Get_Interface)22613.3.10设置地址(Set_Address)22713.3.11同步帧22713.3.12固件加载228第14章 EZUSB FX等时传输14.1简介22914.2等时IN传输23014.2.1初始化设置23014.2.2IN数据传输23014.3等时OUT传输23114.3.1初始化设置23114.3.2数据传输23214.4设置等时FIFO的大小23214.5等时传输速度23414.5.1EZUSB 2100系列23414.5.2EZUSB FX系列23514.6快速传输 仅存于2100系列 23614.6.1快速写入23614.6.2快速读取23714.7快速传输的时序 仅存于2100系列 23714.7.1快速写入波形23814.7.2快速读取波形23914.8快速传输速度(仅存于2100系列)23914.9其余的等时寄存器24014.9.1除能等时寄存器24014.9.20字节计数位24114.10以无数据来响应等时IN令牌24214.11使用等时FIFO242第15章 EZUSB FX中断15.1简介24315.2USB核心中断24415.3唤醒中断24415.4USB中断信号源24515.5SUTOK与SUDAV中断24815.6SOF中断24915.7中止 suspend 中断24915.8USB重置中断24915.9批量端点中断25015.10USB自动向量25015.11USB自动向量译码25115.12I2C中断25215.13IN批量NAK中断 仅存于AN2122/26与FX系列 25315.14I2C STOP反相中断 仅存于AN2122/26与FX系列 25415.15从FIFO中断 INT4 255第16章 EZUSB FX重置16.1简介25716.2EZUSB FX打开电源重置 POR 25716.38051重置的释放25916.3.1RAM的下载26016.3.2下载EEPROM26016.3.3外部ROM26016.48051重置所产生的影响26016.5USB总线重置26116.6EZUSB脱离26216.7各种重置状态的总结263第17章 EZUSB FX电源管理17.1简介26517.2中止 suspend 26617.3回复 resume 26717.4远程唤醒 remote wakeup 269第18章 EZUSB FX系统18.1简介27118.2DMA寄存器描述27218.2.1来源. 目的. 传输长度地址寄存器27218.2.2DMA起始与状态寄存器27518.2.3DMA同步突发使能寄存器27518.2.4虚拟寄存器27818.3RD/FRD与WR/FWR DMA闪控的选择27818.4DMA闪控波形与延伸位的交互影响27918.4.1DMA外部写入27918.4.2DMA外部读取280第19章 EZUSB FX寄存器19.1简介28219.2批量数据缓冲区寄存器28319.3等时数据FIFO寄存器28419.4等时字节计数寄存器28519.5CPU寄存器28719.6I/O端口配置寄存器28819.7I/O端口A~C输入/输出寄存器28919.8230 Kbaud UART操作--AN2122/26寄存器29119.9等时控制/状态寄存器29119.10I2C寄存器29219.11中断29419.12端点0控制与状态寄存器29919.13端点1~7的控制与状态寄存器30019.14整体USB寄存器30519.15快速传输30919.16SETUP数据31119.17等时FIFO的容量大小31119.18通用I/F中断使能31219.19通用中断请求31219.20输入/输出端口寄存器D与E31319.20.1端口D输出31319.20.2输入端口D脚位31319.20.3端口D输出使能31319.20.4端口E输出31319.20.5输入端口E脚位31419.20.6端口E输出使能31419.21端口设置31419.22接口配置31419.23端口A与端口C切换配置31619.23.1端口A切换配置#231619.23.2端口C切换配置#231719.24DMA寄存器31919.24.1来源. 目的. 传输长度地址寄存器31919.24.2DMA起始与状态寄存器32019.24.3DMA同步突发使能寄存器32019.24.4选择8051 A/D总线作为外部FIFO321PART 3 固件技术篇第20章 EZUSB FX固件架构与函数库20.1固件架构总览32320.2固件架构的建立32520.3固件架构的副函数钩子32520.3.1工作分配器32620.3.2设备请求 device request 32620.3.3USB中断服务例程32920.4固件架构整体变量33220.5描述符表33320.5.1设备描述符33320.5.2配置描述符33420.5.3接口描述符33420.5.4端点描述符33520.5.5字符串描述符33520.5.6群组描述符33520.6EZUSB FX固件的函数库33620.6.1包含文件 *.H 33620.6.2子程序33620.6.3整体变量33820.7固件架构的原始程序代码338第21章 EZUSB FX固件范例程序21.1范例程序的简介34621.2外围I/O测试程序34721.3端点对, EP_PAIR范例35221.4批量测试, BulkTest范例36221.5等时传输, ISOstrm范例36821.6问题与讨论373PART 4 实验篇第22章 EZUSB FX仿真器22?1简介37522?2所需的工具37622?3EZUSB FX框图37722.4EZUSB最终版本的系统框图37822?5第一次下载程序37822.6EZUSB FX开发系统框图37922.7设置开发环境38022.8EZUSB FX开发工具组的内容38122.9EZUSB FX开发工具组软件38222.9.1初步安装程序38222.9.2确认主机 个人计算机 是否支持USB38222.10安装EZUSB控制平台. 驱动程序以及文件38322.11EZUSB FX开发电路板38522.11.1简介38522.11.2开发电路板的浏览38522.11.3所使用的8051资源38622.11.4详细电路38622.11.5LED的显示38722.11.6Jumper38722.11.7连接器39122.11.8内存映象图39222.11.9PLD信号39422.11.10PLD源文件文件39522.11.11雏形板的扩充连接器P1~P639722.11.12Philips PCF8574 I/O扩充IC40022.12DMA USB FX I/O LAB开发工具介绍40122.12.1USBFX简介40122.12.2USBFX及外围整体环境介绍40322?12?3USBFX与PC连接软件介绍40422.12.4USBFX硬件功能介绍404第23章 LED显示器输出实验23.1硬件设计与基本概念40923.2固件设计41023.3.1固件架构文件FW.C41123.3.2描述符文件DESCR.A5141223.3.3外围接口文件PERIPH.C41723.4固件程序代码的编译与链接42123.5Windows程序, VB设计42323.6INF文件的编写设计42423.7结论42623.8问题与讨论427第24章 七段显示器与键盘的输入/输出实验24.1硬件设计与基本概念42824.2固件设计43124.2.1七段显示器43124.2.24×4键盘扫描43324.3固件程序代码的编译与链接43424.4Windows程序, VB设计43624.5问题与讨论437第25章 LCD文字型液晶显示器输出实验25.1硬件设计与基本概念43825.1.1液晶显示器LCD43825.2固件设计45225.3固件程序代码的编译与链接45625.4Windows程序, VB设计45725.5问题与讨论458第26章 LED点阵输出实验26.1硬件设计与基本概念45926.2固件设计46326.3固件程序代码的编译与链接46326.4Windows程序, VB设计46526.5问题与讨论465第27章 步进电机输出实验27.1硬件设计与基本概念46627.1.11相激磁46727.1.22相激磁46727.1.31-2相激磁46827?1?4PMM8713介绍46927.2固件设计47327.3固件程序代码的编译与链接47427.4Windows程序, VB设计47627.5问题与讨论477第28章 I2C接口输入/输出实验28.1硬件设计与基本概念47828.2固件设计48128.3固件程序代码的编译与链接48328.4Windows程序, VB设计48428.5问题与讨论485第29章 A/D转换器与D/A转换器的输入/输出实验29.1硬件设计与基本概念48629.1.1A/D转换器48629.1.2D/A转换器49029.2固件设计49329.2.1A/D转换器的固件设计49329.2.2D/A转换器的固件设计49629.3固件程序代码的编译与链接49729.4Windows程序, VB设计49829.5问题与讨论499第30章 LCG绘图型液晶显示器输出实验30.1硬件设计与基本概念50030.1.1绘图型LCD50030.1.2绘图型LCD控制指令集50330.1.3绘图型LCD读取与写入时序图50530.2固件设计50630.2.1LCG驱动程序50630.2.2USB固件码51330.3固件程序代码的编译与链接51630.4Windows程序, VB设计51730.5问题与讨论518附录A Cypress控制平台的操作A.1EZUSB控制平台总览519A.2主画面520A.3热插拔新的USB设备521A.4各种工具栏的使用524A.5故障排除526A.6控制平台的进阶操作527A.7测试Unary Op工具栏上的按钮功能528A.8测试制造商请求的工具栏 2100 系列的开发电路板 529A.9测试等时传输工具栏532A.10测试批量传输工具栏533A.11测试重置管线工具栏535A.12测试设置接口工具栏537A.13测试制造商请求工具栏 FX系列开发电路板A.14执行Get Device Descriptor 操作来验证开发板的功能是否正确539A.15从EZUSB控制平台中, 加载dev_io的范例并且加以执行540A.16从Keil侦错应用程序中, 加载dev_io范例程序代码, 然后再加以执行542A.17将dev_io 目标文件移开, 且使用Keil IDE 集成开发环境 来重建545A.18在侦错器下执行dev_io目标文件, 并且使用具有侦错能力的IDE547A.19在EZUSB控制平台下, 执行ep_pair目标文件A.20如何修改fw范例, 并在开发电路板上产生等时传输550附录BEZUSB 2100系列及EZUSB FX系列引脚表B.1EZUSB 2100系列引脚表555B?2EZUSB FX系列引脚图表561附录C EZUSB FX寄存器总览附录D EEPROM烧录方式
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分数阶 PID控制器 用于永磁同步电机的调节中
上传时间： 2013-10-21
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小信号放大器的设计 1. 放大器是射频/微波系统的必不可少的部件。 2. 放大器有低噪声、小信号、高增益、中功率、大功率等。 3. 放大器按工作点分有A、AB、B、C、D…等类型。 4. 放大器指标有：频率范围、动态范围、增益、噪声系数、工作效率、1dB压缩点、三阶交调等。
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简易数字频率计题解.（ 1997年 B 题 ） 编写与讲解人:田良(东南大学无线电系,2003年3月12日) 一）任务 设计并制作一台数字显示的简易频率计。 （二）要求 1.基本要求 (1)频率测量 a.测量范围 信号：方波、正弦波 幅度：0.5V～5V[注] 频率：1Hz～1MHz b.测试误差≤0.1％ (2)周期测量 a.测量范围 信号：方波、正弦波 幅度：0.5V～5V[注] 频率：1Hz～1MHz b.测试误差≤0.1％ 3） 脉冲宽度测量 a.测量范围 信号：脉冲波 幅度：0.5V～5V[注] 脉冲宽度≥100μs b.测试误差≤0.1％ （4）显示器 十进制数字显示，显示刷新时间1～10秒 连续可调，对上述三种测量功能分别采用不同颜色的 发光二极管指示。 （5）具有自校功能，时标信号频率为1MHz。 （6）自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源
上传时间： 2013-12-26
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提出了一类高动态性能切换模糊PID控制器设计方法。通过对传统PID控制中比例控制和微分控制作用的分析,结合模糊PID控制器鲁棒性能和自适应性好的优点,设计了一类新的模糊控制器。由于该类控制器先后经历比例控制,微分控制和模糊PID控制的切换,使被控系统不仅具有一般模糊PID控制器的所具有的良好的鲁棒性能和自适应性,而且与一般模糊控制器相比具有更小的超调量和调节时间,是一类动态性能良好的控制器。最后将该控制器应用于一伺服系统进行仿真对比,并给出了Simulink仿真框图。仿真结果说明了该控制器的优越性。
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