基于软硬件协同设计的数控系统的研制

文章采用基于软硬件协同设计的方法研制开放式数控系统。在建立系统三层结构数学模型基础上,通过分析系统约束条件和优化目标,划分了系统软硬件功能,并建立了硬件抽象层,最后对系统软硬件功能进行了详细设计。目前,该系统在广州机床厂数控铣床上进行加工实验,加工半球的圆度误差小于12μm,实验结果满足工厂对数控系统的精度要求。     

应用嵌入式操作系统的交流伺服单元

针对交流伺服单元中日益丰富的功能与软件实现复杂性之间的矛盾，将嵌入式操作系统引入到交流伺服单元的设计中，对其在微处理器上的移植过程进行了深入研究。分析了堆栈结构的动态过程和静态初始结构，给出了堆栈的具体操作和相关参数配置，并实现了临界区的访问方法，提出了以此为基础的伺服单元任务划分和任务实现结构。实际运行表明，操作系统运行稳定，在可预测的时间内对外部事件做出响应，任夸划分合理，避免了频繁任务切换和优先级倒置。     

单芯片交流伺服电动机速度控制器的实现

采用磁场定向矢量控制(FOC)和空间矢量脉宽调制方式(SVPWM),通过模块化的EDA设计方法在单个FPGA芯片内综合了包括:FOC、SVPWM、电流环、速度环PI调节器、通讯接口等复杂的控制模块。介绍了相关控制模块的控制原理和设计思想,并给出了EDA设计的仿真结果,最后给出了速度控制实验波形。由于采用了矢量控制,与VVVF感应电动机速率伺服系统相比具有更好的线性调速特性和动态性能。     

基于两相正交开关霍尔传感器的混合型转子位置预估方案的FPGA实现

提出了一种利用两相正交的锁定型开关霍尔传感元件对正弦波永磁同步电动机转子位置进行预估计的新型数字电路设计方案,并进行了误差分析,最后在可编程逻辑器件FPGA上完成了布局布线和时序验证.仿真和实验结果表明稳态时能够获得比较高的位置精度,而且性价比比较合理,可以与其他功能模块或IP芯核相结合应用在低成本的简易正弦驱动场合.     

基于单片机P89LPC932A1的微功耗设计

详细介绍了利用P89LPC932A1单片机实现微功耗嵌入式指纹锁的设计思路和方法.根据单片机P89LPC932A1高集成度和完全掉电工作模式的低功耗的优点,给出了完善的软硬件设计方案,非常适合于电池供电和空间受限的工作环境以及便携式、嵌入式应用场合.     

一种基于双行线形传感器的指纹重构算法

阐述一种采用线形双行CMOS光电传感器构成动态读取指纹数据的方法;指纹数据重构算法是该方法的关键;通过对比两行传感器得到的数据,可以求出指纹在传感器上面滑动的时间和速度,区别纵向滑动中大量冗余数据,从而提取有效指纹数据;另外,通过对比两行传感器得到的数据,获取指纹滑动时的横向偏移量,进而偏移纠正;实验结果表明,利用该算法可以较好的重构指纹图像.     

适用于高功率密度场合的谐振式HFAC配电系统

高频交流(HEAC)配电系统作为一种新型配电方式,具有功率密度高、暂态响应快及易于电气隔离等优点,受到了航空航天、新能源汽车及微电网领域的关注。就HFAC配电系统中初级DC/DC变换器及后级高频谐振逆变器进行了深入研究;针对初级DC/DC环节,建立了动态数学模型,给出了主功率参数确定原则,并分析了其开环特性,进而加入三阶补偿环路,实现了幅值的闭环控制。针对后级高频逆变环节,提出了半桥谐振拓扑方案,并重点对交流母线的脉冲相位调制(PPM)进行了分析,从而实现了相位的闭环控制。通过仿真和实验验证了所设计拓扑与控制方法的可行性和可靠性,为HFAC配电系统在新领域的应用提供了一定指导意义。     

一种光伏逆变器低电压穿越辅助源

随着光伏电站的不断增多,光伏逆变器低电压穿越(LVRT)能力的作用日益显著。在低电压穿越过程中,逆变器内部供电不可间断,因此其辅助源需同时从直流侧和交流侧取电,而目前已有方案成本较高且不具备可靠关断能力。为此设计了可延时关断的低电压穿越辅助源,给出了详细的电路方案,并通过实验验证了电路结构简单、性能可靠,可以有效保证逆变器低电压穿越的稳定工作,达到了预期目标,降低了产品成本。     

四轴电机伺服控制ASIC芯片

针对采用串行架构、纯软件方式的DSP/MCU方案在多轴、高实时性、高性能场合所存在的不足,设计了一款全数字硬件化实现的四轴电机伺服控制ASIC芯片。充分结合ASIC所具有的全定制、并行、固化参数无法更改等特性,首先确定芯片的架构,将高实时性且相对固定的电机控制算法采用纯硬件方式实现,而灵活性要求较高的功能用嵌入式处理器实现;然后对四轴运动控制引擎的相关模块进行了高柔性化设计,重点介绍了四轴运动控制引擎的高柔性控制器、高柔性反馈检测单元、信号处理单元以及时序控制单元等,从而使芯片的灵活性和面积之间达到平衡。实验结果验证了芯片的正确性。     

直流伺服电动机的位置反馈控制

本文首先分析电流，速度内环在位置反馈系统中的作用，面后介绍位置反馈控制系统的软，硬件实现。