便携式数控系统ARM监控平台的设计

在数控系统中,通常需要利用串口或者CAN总线进行数据监控,针对满足其数据采集与发送及存储的技术要求,提出一种便携式的数控系统监控平台设计方法;基于Freescale的ARM芯片MCIMX357与Linux操作系统,利用外围接口电路,实现大容量数据存储、串口多模式通信、CAN总线数据监控,同时附加人机友好界面,利用配套电源管理方案实现低功耗便携功能;通过测试表明设计合理可靠,功耗为3.5W,串口通信频率为115200bps,CAN通信速度为500K,同时该设计成果成功应用于我单位某型数控系统中。     

煤矿井下采掘设备隔爆兼本安型电气控制箱的本安设计

针对煤矿井下采掘设备防爆兼本安型电气控制箱内本安电路与非本安电路并存、非本安电路的能量可能会窜入本安电路而影响本安电路防爆及本安性能的问题,从结构设计和电气隔离两方面介绍了煤矿井下采掘设备隔爆兼本安型电气控制箱的本安设计方法,给出了电气间隙、爬电距离、绝缘及耐压、接线端子、本安布线、电源变压器、本安隔离栅印制板等结构布置方法以及RS485通信隔离电路、模拟量隔离电路、压频变换电路、电阻信号隔离电路、开关量隔离电路、继电器隔离电路等电气隔离措施。应用表明,采用该方法设计的煤矿井下采掘设备隔爆兼本安型电气控制箱安全可靠,维护简便,能够满足煤矿井下的防爆要求。     

基于ZigBee的温室监测系统的低功耗设计

针对传统温室大棚有线监测系统存在施工复杂、线路多和维护难等缺陷,提出了一种基于ZigBee无线传感网络技术的低功耗温室监测系统的设计方案;通过对系统各部分的能耗进行分析,结合实际情况对传感器节点采用低功耗设计策略;硬件设计上采用低功耗射频芯片和智能开关芯片,软件编写上采用事件驱动方法延长节点休眠时间;该系统能够准确采集温室内光照度、空气温湿度、土壤水分和二氧化碳浓度等环境信息,并具有低功耗、低成本和易扩展等特点;测试结果验证了该方案的可行性。     

基于无线信号传输的电容器温度在线检测系统设计

电力系统的电容器温度过高将会造成严重的电力安全事故,给国家造成巨大的经济损失;为实时检测电力系统电容器的温度,有效降低电力系统事故风险,文章设计了一种基于无线信号传输的电容器温度在线检测系统,给出了整个系统的总体结构,详细设计了系统的温度采集分系统和温度收集分系统的硬件电路,重点介绍了系统的上位机软件、下位机软件、无线通信协议的结构流程;同时,为提高温度数据的采集精度和无线传输的准确性,提出了一种温度数字滤波算法和通信纠错算法;最后,对系统进行了集成实现;通过系统投入实际运行表明,该系统运行稳定,能够实现对电力系统电容器温度的实时检测,对超高温度能够实时报警,有效降低了电力系统的事故风险,提高了电力系统的安全性能,具有较好的经济价值。     

基于WiFi的无线语音接收终端设计

针对目前的语音调度系统存在实时性差、需要布设大量电缆等问题,设计了一种基于WiFi的无线语音接收终端。该语音接收终端工作时,无线收发模块GS1011接收来自无线网络的数据帧,STM32微控制器以中断方式将接收到的数据放入环形缓存区中,当环形缓存区数据大于播放阈值,STM32微控制器从环形缓存区中读取语音数据并通过音频编解码模块VS1053解码播放。同时,该语音接收终端采用RTP协议结合环形缓存及动态调整语音回放速率的措施来消除网络抖动现象。测试结果表明,该语音接收终端响应时间不到1s,语音信号稳定,消除了网络抖动带来的影响。     

基于xPC的气压ABS调节器动态参数测控系统开发

对反映气制动ABS调节器性能的静态参数和动态参数进行分析,提出基于xPC实时内核技术的动态数据采集系统设计;针对测试系统实现的关键技术进行了研究,主要包括测试软件界面设计及参数设置、通讯接口模块设计、数据实时保存与显示系统软件设计等;通过长期测试试验表明,系统采样频率可达1kHz,完全满足行业标准要求,从而证明系统开发的有效性和可靠性。     

面向家庭的ZigBee医疗监护网络研究

ZigBee无线医疗监护能够让广大民众在家中享受个性化医疗卫生服务,有效地缓解医疗卫生资源紧缺等严峻的社会问题;研究通过ZigBee传感器网络在普通家庭环境下的抗干扰能力测试、最大通信距离测试、网络自恢复能力测试、耗电量测试等,阐述了Zig-Bee短距离通信技术在实际应用中的优缺点以及在医疗监护中应用的可行性,为面向家庭的的无线医疗做了理论依据,并且设计了协调器与上位机、路由节点、传感器节点的通信协议;通过各种测试,研究得出结论:ZigBee短距离通信技术在家庭环境中,能够有效地克服各种家用设备的干扰,数据传输准确率高,正常情况下,准确率达到100%,在增加路由节点的情况下,能够完全覆盖家庭环境,满足无线医疗监护的要求。     

自抗扰控制器参数的免疫遗传优化及应用

针对自抗扰控制器参数较多不易整定的问题,提出了基于免疫遗传算法的参数优化设计方法。与标准遗传算法相比,免疫遗传算法引入了免疫记忆库和浓度控制机制,提高了算法的收敛效率和局部收敛性能。并且综合考虑系统动态性能和实际工程中控制代价的限制因素建立了控制系统性能评价的目标函数,按照分离性原则进行自抗扰控制器设计并用免疫遗传算法对其关键参数进行寻优。将该方法应用于过热汽温度控制系统的变工况运行,仿真实验结果表明经过免疫遗传算法优化后的自抗扰控制器适应性较强,适用于模型参数变化范围较大的受控对象。     

基于最优Oustaloup的分数阶PID参数整定

目前工程控制中大部分系统采用传统PID控制,由于分数阶PID继承了传统PID的优点,并且具有更好的控制品质及更强的鲁棒性,因此针对分数阶微积分的高精度数字实现及分数阶PID控制器在工程复杂系统中的实际应用,提出一种新的分数阶微积分高精度数字实现算法-最优Oustaloup数字实现,并建立控制系统的仿真模型,利用框图式模型结合最优ITAE性能指标来整定分数阶PID的参数。通过实例仿真验证,该方法能进一步优化控制器参数,提高控制精度及获得更好的控制效果,便于非线性系统及复杂系统的分数阶PID参数整定。     

Xilinx FPGA的嵌入式系统开发过程

围绕Xilinx公司FPGA中的MicroBlaze软核微处理器,对其体系结构、设计流程和相关开发工具进行了详细介绍,并且通过一个实例说明了以MicroBlaze软核处理器为内核的嵌入式系统的开发过程。