一种舵机控制系统设计

舵系统是现代武器(如炸弹)关键系统之一。根据舵机控制系统需求,提出一种以单片FPGA为核心的全数字电动舵机控制系统的设计方案,详细介绍了该方案的系统组成、工作原理、硬件设计和软件设计。试验和应用结果表明,该舵机控制系统设计合理可行。     

基于FPGA的无刷直流电机舵机控制器设计

针对无刷直流电机的运行特点,建立了以FPGA芯片为核心的相互独立的四轴无刷直流电机舵机伺服控制系统。利用VHDL语言设计了各功能硬件模块和NIOS软核处理器,并用C语言编程在软核中实现了针对无刷直流电机的带前馈的电流、速度和位置三闭环软件控制算法。整个控制系统体积小、可靠性高、灵活性强,实现了全数字控制。通过实验验证了基于FPGA芯片的无刷直流电机舵机全数字化控制器的先进性。     

永磁同步电动舵机控制系统设计与实现

针对电动舵机位置伺服的高性能要求,设计并实现了基于TMS320F2812 DSP的全数字电动舵机矢量控制系统。对于系统结构组成、控制方案、控制器软硬件设计进行阐述。电动舵机系统以永磁同步电机作为伺服电机,并利用旋转变压器及线性差动变压器进行电机速度及舵面位置的反馈,以实现舵面位置的高精度跟踪。系统实验表明,整套控制方案切实可行,电机运行可靠,速度平稳,响应速度快,位置跟踪性能好。     

基于FPGA的双余度无刷舵机控制系统的设计

本文提出了一种基于FPGA的双余度无刷舵机控制系统的设计方法,并对无刷直流电机控制原理、电子换相、霍尔信号检测、双余度技术和舵系统方案进行了全面分析。通过实验证明,系统工作稳定、可靠,达到了出现一次同类故障或多次不同类故障时舵系统正常工作的能力。     

基于FPGA的无刷力矩电机伺服控制系统研究

设计了基于FPGA平台无刷力矩电机的导弹用电动舵机控制系统方案。试验和应用证明该系统具有体积小、无需减速机构、响应速度快、输出转矩大、控制精度高等特点,适合制导炸弹用舵系统控制。     

无人机舵机HIL仿真方法研究

为简化编程及优化控制律,介绍了一种无人机舵机的HIL实时仿真方法.详细设计了系统硬件,构建了基于Simulink的舵机控制系统HIL仿真模型,可实时在线调整模型参数及监视仿真数据,实现了舵机的位置随动控制.实验结果表明,系统具有较好的实时性,能够较全面验证舵机控制软件的可靠性,加快了舵机及无人机的研制.     

基于双NIOS Ⅱ核FPGA励磁控制系统的研究与设计

根据国内外励磁控制系统发展的趋势,研究与设计了以Akera CycloneⅡEP2C20F484C7 FPGA为核心控制芯片,具有模糊自调节PID的励磁控制系统。设计中以SOPC技术为基础,采用基于FPGA的NIOSⅡ核处理器,在实现设计,方案的同时尝试使用了NIOSⅡ核架构,成功验证了硬件设计和控制算法的软件实现。实验证明,基于双NIOSⅡ核的发电机励磁控制系统能够快速、稳定地达到所需励磁电压,具有很好的推广前景。     

基于ARM的自主水下航行器舵控制系统设计

舵机控制器是自主水下航行器(AUV)中的重要组成部分。文中介绍了基于ARM的舵机控制系统。该系统选用LPC2119嵌入式微处理器作为控制器,结构简单、可靠。自动驾驶仪通过CAN总线与舵机控制系统通信,实现了对舵的分布式控制。     

双余度舵机控制系统设计

为提高舵机系统可靠性,减小系统体积和重量,本文介绍了基于DSP和CPLD的双余度舵机控制系统。该系统选用双余度稀土永磁无刷直流电动机作为舵机本体,对硬件结构进行双余度设计,采用分段PID控制方法,充分考虑双余度电流均衡和系统故障处理,完成了对双余度舵机转动的精确控制,实现了舵面精确偏转。实验结果表明该系统响应速度快、跟踪效果好。     

基于FPGA的步进电动机加减速控制器

为解决步进电动机加减速控制问题,给出了基于抛物线算法的FPGA实现方案,并在一片常用的可编程门阵列Cyclone I FPGA得到了具体验证。该方案综合运用FPGA可编程的逻辑功能,针对步进电动机控制特点,采样HDL硬件描述语言实现了SPI通讯模块、计数模块、ROM模块等功能。整个控制系统精度高、调节快,运行效果表明,在加减速过程中加速度与速度的平稳性有了较大的改善,并且占用很少的逻辑单元。     

双余度舵系统中的电流均衡策略研究

以双余度舵系统为研究背景,以双余度无刷直流舵机为被控对象,讨论余度绕组电流不均衡的原因与危害。设计位置环、速度环和均流环的三环控制策略。着重讨论双余度无刷直流电动机余度绕组的电流均衡控制策略。建立双余度无刷直流电动机和舵系统的仿真模型。利用MATLAB/Simulink,对均流控制效果和舵系统性能进行仿真验证。仿真结果和实验结果表明,绕组均流控制策略设计合理,实现了双余度绕组间的电流均衡。提高了舵系统的整体性能和可靠性。舵系统跟踪曲线超调小、稳态精度高,系统整体性能优良。     

采用FPGA信号处理系统的设计与应用

讲述了以FPGA为核心的光电色选机信号处理系统的设计,该系统充分利用FPGA资源,实现1片FPGA处理256个信号点的功能,达到低成本高性能的目的.本设计利用FPGA多功能输人输出功能实现LVD5(low voltage differential signaling)的直接输人,利用逻辑元素实现系统的计数、比较和系统控...     

基于DSP的无刷舵用电机智能控制系统设计

针对实际应用中对现代AUV舵机的高精度控制要求,设计了一种基于DSP的模糊神经网络的AUV舵机控制器,并运用改进型BP算法,实现了对无刷舵用电机的高精度控制.该系统融合了模糊逻辑和神经网络两大智能控制理论的优点,适合于无刷舵用电机这样的多变量、时变性复杂系统.通过仿真结果表明,与传统PID控制相比,该方法具有响应速度快...     

基于FPGA的多参数测量系统的设计

为满足工控现场对多参数动态测量的要求,提出了一种基于现场可编程逻辑门阵列器件FPGA的多参数测量系统。该设计采用FPGA作为核心控制器件,结合系统整体结构设计原理,设计了硬件电路系统及FPGA逻辑控制程序,搭建了模拟实验平台,实测了多参数测量系统,分析了测量数据,测试结果表明,该系统实现了多参数的动态测量的预期设计功能且测量相对误差范围为0%~1.7%,具有性能稳定、抗干扰能力强、数据传输方便等优点,可用于电压、电流、温度及压力等参数的测量系统中。     

基于FPGA的多路采集测试系统设计

针对在恶劣环境下对设备参数进行采集、测试的实际情况,本文介绍了基于FPGA的多路数据采集测试系统设计.系统采用FPGA作为整个系统的控制芯片,实现对USB单片机控制、数据传输的控制和DA信号发生器的控制等.该系统还可以实现4路422串行数据同时上传给主控芯片FPGA.系统能够完成数据的采集、存储以及测试存储设备的可靠性.该系统目前成功应用于某记录器数据采集和测试.     

基于DSC+CPLD的双余度永磁无刷直流伺服系统

提出了基于数字信号控制器(Digital Signal Controller,简称DSC)和复杂可编程逻辑器件(Complex ProgrammableLogic Device,简称CPLD)构成的双余度永磁无刷直流电机(BLDCM),将其作为飞行器舵机作动系统的执行机构。通过对不同类型的余度运行模式与双余度电机结构特性的比较,确定了系统的设计方案。分析了以dsPIC30F5015为核心的控制电路、功率逆变电路、旋转变压器数字转换电路的工作原理,提出了双余度系统的控制策略。采用LabWindows/CVI构建余度管理与系统调试平台,对系统的性能进行了测试。实验结果表明,两余度可并行工作,系统最高响应频率为5Hz。     

基于μC/OS-Ⅱ的舵角测量显示系统

本文介绍了一种数字化的舵角测量显示系统,可以当做舵角表或随动舵角设定表使用。利用ATmega8L单片机完成舵角值的测量计算,通过多种方式显示。实时嵌入式系统μC/OS-Ⅱ可以保证该测量系统的实时性和可靠性。     

基于DSP,FPGA,CPLD三电平高压变频器控制系统

三电平高压变频器的开关器件较多,拓扑结构相对复杂,因此逆变桥控制电路的设计是装置研发中的重点.提出了一种基于数字信号处理器(Digital Signal Processing,简称DSP),现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)和复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,简称CPLD)的新型控制系统硬件结构;介绍了该结构的设计思想和主要特点.在此基础上,通过DSP完成了改进的恒U/f控制策略,同时利用FPGA和CPLD实现了高性能全数字化的正弦脉宽调制(Sine Pulse Width Modulation,简称SPWM)信号发生、检测和故障闭锁.仿真和试验结果证明,所提出的硬件平台和控制方法具有更加安全、稳定和高效的性能,能够满足工程应用的要求.     

基于FPGA的UART控制器设计

在数据通信、计算机网络以及分布式工业控制系统中,串行通信是用来交换数据和信息的常用方式。为了实现FPGA和上位机的串行通信,用硬件描述语言Verilog HDL编写程序,实现了在Xilinx公司的FPGA器件XC3S200内部嵌入UART控制器,并进行了Modelsim下的仿真和FPGA与PC机的通信测试,效果良好。该UART控制器用软件实现了UART内核、信号监测器、移位寄存器、波特率发生器、计数器、总线选择器等以前硬件芯片所实现的功能,节省了电路板面积,且工作稳定、可靠,可以灵活地嵌入到一些通信系统当中。     

通信技术在三坐标测量系统中的应用

三坐标测量系统中,通讯技术对三坐标测量机的精确控制起着重要作用,文中介绍了基于FPGA的三坐标测量系统中上位机、桥接卡及控制卡的通讯系统的设计。该系统采用FPGA实现数据的收发,配合C8051F021单片机进行数据的编码、解码,通过RS232总线和I2C总线,实现了上位机和控制卡之间的数据传输,由于FPGA程序采用并行执行的结构,且处理速度远高于其它逻辑芯片,因此大大保证了系统的安全性和数据传输的准确性。