三自由度直升机的嵌入式控制系统

实验室配备的三自由度直升机采用PC机+运动控制卡的控制方案,该方案偏离了真实直升机的飞行控制系统方案。为此,采用ARM+μC/OSII设计了三自由度直升机的嵌入式控制系统。由外接的飞行摇杆给出三自由度直升机平台姿态角的指令信号,通过以EasyARM1138为核心的嵌入式控制系统,采用闭环反馈的数字PID控制,实现了对三自由度直升机俯仰角和横侧角的精确控制,并可模拟真实飞机的"辅助操纵"、"全自动驾驶"、"改平"3种工作模式。     

基于ARM+FPGA架构的PC/104总线智能诊断系统设计

分析了PC/104总线时序特点,针对不同信号总线特性,提出了诊断方法。设计了一种基于FPGA＋ARM系统架构的智能诊断系统,实现了对CPU模块PC/104总线的智能诊断。该系统具有体积小、功耗低、成本低的优点,可作为工业现场中PC/104标准模块的诊断设备用,也可作为PC/104标准模块生产过程中检测设备用。     

基于ARM Cortex-M3的运动控制系统与算法设计

提出一种基于ARM Cortex-M3为核心的运动控制器的新运动控制方案,并给出关键算法.控制系统采用“ARM运动控制器+PC机”的结构.PC机实现界面功能以及部分预处理功能,运动控制器则完成关键的算法与处理.在数控冲孔机控制上进行的应用表明,该系统具有较高的可行性.     

ARM+PLC的裁床数据处理系统研究

传统的裁床控制系统大多采用PC+运动控制卡的模式。本设计提出的控制系统方案是ARM+PLC的控制方式,将排料功能独立出来在PC上完成,ARM平台负责数据处理,PLC控制执行器件运行。重点阐述以ARM为核心的裁床数据处理系统,详细阐述数据处理的思路和算法以及在人机界面上显示加工轨迹。经反复测试表明,能实现预期的功能。     

基于ARM数控系统的PC/104总线设计

根据基于ARM处理器的数控系统的需要,通过时EP9315开发板的研究与实验,提出一种在ARM数控系统上实现PC/104总线的方案,用于读写运动控制卡.采用CPLD和Verilog HDL语言,描述了PC/104总线控制器的实现方法;介绍了在Linux操作系统下PC/104总线控制器的驱动程序的开发.实验结果表明基于ARM处理器的数控系统能够支持PC/104总线.能够使ARM处理器能够更广泛的应用于数控领域.     

液压驱动四足机器人控制系统开发

针对液压驱动四足机器人的结构特点和自动化运动需求,设计基于CAN总线通信的分层式控制系统,分为远程监控层、规划控制层和执行控制层三层,并按照控制系统总体设计方案进行硬件系统和软件系统开发;该控制系统应用基于WINDOWS的PC机和基于ARM开发的触摸操控板进行远程监测和控制,采用基于QNX的PCI/104单板机对机器人的运动进行规划,选用DSP作为执行机构处理器,从而构建了一个具有工作性能稳定、实时响应快、结构紧凑等特点的控制系统平台;软件系统采用模块化设计的思想进行开发,提高了控制系统的扩展性;最后,通过对液压缸运动的控制实验,验证了该控制系统的稳定性和可靠性。     

移动机器人Java Agent控制系统设计

针对移动机器人的任务和硬件组成,提出了基于Java 开发平台的Agent控制系统设计方法。以目前应用较广泛的JADE作为Agent开发平台,采用JNI方法实现了Agent与硬件系统的交互。在运动控制卡上设计了有实时性要求的轨迹生成、运动控制、位姿估计和安全控制等4个行为任务,将数据库和路径规划等管理性行为设计在车载PC104工业控制计算机上。人机交互界面可作为独立的Agent驻留在上位监控计算机上。这种方法结合了Java Agent开发平台的普遍性和工业控制的实时性,实验证明了该方法的可行性。     

PC104故障监控平台FPGA程序设计

PC104总线是专为嵌入式控制系统定义的一种工业控制线,其应用广泛,但是内部结构复杂,出现故障不易检测。设计了一种基于FPGA的PC104总线故障自动监控平台,对PC104总线信号进行实时监控和故障检测。该平台利用FPGA程序采集和处理总线信号,并传至上位机处理显示。系统中利用FPGA程序实现其功能模块,包括捕获POST上电自检指令和BIOS自检端口代码、监测总线电压水平、监控时钟和复位等关键信号的质量、控制PC104的自动复位和BIOS设置模式等功能。给出上位机监控结果和FPGA实时检测得到的时序图,反映了该FPGA程序在本系统中满足PC104总线检测的技术要求。     

基于ARM处理器的运动控制器的设计与实现

针对传统的运动控制器二次开发难、成本高、功能单一等缺点,设计了基于网络接口的运动控制器,该运动控制器集灯源、光栅尺计数和运动控制于一体,采用ARM+ FPGA的结构,FPGA对光栅尺信号进行处理及完成运动控制规划,ARM上运行Linux操作系统,实现对灯源的控制,负责与FPGA的总线通信以及与PC的网络通信.该控制器适合二次开发,且大大降低了成本.该运动控制器主要应用于影像测量系统中,实验已经证明该设计的可行性.     

六圆锥轮式月球车运动控制系统的设计研究

六圆锥轮式月球车是一种混合适应型移动机器人车,具有地形适应能力优越,越障能力强的特点。针对该款月球车,本文提出并设计了一套基于TCP/IP通讯,具有一定自主能力的遥操作运动控制系统。遥操作计算机提供月球车路径规划服务,监控月球车运行。基于实时Linux和PC104总线计算机的车载计算机运动控制系统,解析遥操作运动指令,驱动控制月球车运动。运动控制系统在六圆锥轮式月球车样机上调试,模拟现场运行验证了所设计的运动控制系统是可行的。     

基于PC104的时序控制系统设计

结合上位计算机和下位PC104嵌入式控制器,实现一种以PC104为核心的时序控制系统设计。在该设计中,下位PC104嵌入式控制器以黑箱模式工作,完成实时性要求较高的时序控制任务,上位计算机经由以太网与控制器进行通信,完成整个系统的远程监控。应用结果表明,该系统具有实时性高、可靠性高、配置灵活、功能重构性强的特点,能为各子系统提供安全可靠的时序控制。     

基于ZYNQ的高清图像显示及检测系统设计

针对当前基于ARM和DSP的嵌入式图像处理系统前端采集速度慢和图像处理算法不易加速的缺点,设计了一种基于HDMI接口的全高清(分辨率1920×1080)实时视频采集与图像处理系统;采用500万像素级别CMOS摄像头作为前端数据源,主芯片内部采用ARM+FPGA的异构架构,兼备FPGA的并行处理能力与ARM处理器任务调度功能;基于AXI协议设计了自定义数据存储传输的IP核,实现了处理速度与带宽最大化;利用HLS工具将图像预处理算法快速打包生成IP核,在FPGA中实现图像算法的硬件加速,完成图像处理系统平台原型机的设计;与传统的PC机和相机的机器视觉平台相比,该系统运行平均耗时在10 ms以内,实时检测效果令人满意,有效解决了低功耗与高数据带宽和处理速度之间的矛盾,为后端结果分析和边缘加速提供了良好支持。     

基于ARM处理器的PC/104处理器模块的开发

PC/104是一种专门为嵌入式应用而定义的总线。本文介绍的是一种基于LPC2129ARM处理器的PC/104模块,介绍了利用ARM处理器开发PC/104处理模块的基本结构、总线技术、串行通信接口以及驱动程序,为ARM处理器在PC/104领域的应用提供了一种新的思路。     

基于ARM处理器的PC／104模块设计

PC/104是一种专门为嵌入式应用而定义的总线。结合基于S3C2410 ARM处理器的PC/104总线嵌入式计算机的开发过程,介绍了利用ARM处理器开发PC/104处理模块的基本结构、总线技术以及外设接口,为ARM处理器在PC/104领域的应用提供了解决方案。     

基于ARM+Linux的直流伺服控制系统设计

目前大多伺服控制系统依赖计算机实现,系统体积功耗大、成本高。针对此问题,以ARM9 S3C2440芯片和CPLD EPM570T144芯片为硬件平台,在嵌入式Linux操作系统下设计了直流伺服控制系统。ARM实现控制算法,得出控制量给CPLD,CPLD主要用作控制接口扩展和信号处理。详细介绍了Linux设备驱动设计和伺服控制应用程序设计。实验结果证明,系统能够实现等速跟踪、位置跟踪和正弦跟踪等控制功能,并能实现复杂控制算法,以满足控制系统实时性和高速性要求。     

基于ARM9一Linux的嵌入式电子鼻系统的实现

研制了一种以ARM9为控制芯片,搭载Linux的电子鼻系统。系统硬件由自动进气装置、密闭气室、传感器阵列、数据采集模块构成。控制软件界面采用QT编写,完成了嵌入式终端软件和上位机软件。该系统能够实现对气体进行自动进气、数据采样、数据保存,采样曲线实时显示监控等功能。并能利用MATLAB编写的电子鼻气味识别分析软件对数据进行分类识别算法分析,达到智能识别不同气味的目的。实验证明,此嵌入式电子鼻系统体积小、携带方便、稳定度高、成本低,能够实现对多种不同的气味进行准确识别。     

基于PC104 Plus总线和DSP系统的高速数传系统

该文介绍了一种基于PC104Plus总线和DSP系统的高速数传系统,它是空间数据传输标准AOS(高级在轨系统)的仿真和验证系统。该系统采用DSP对高速信号流进行实时的信道编解码,并且通过DSP作为桥接芯片实现了与PC104Plus总线的高速数据交换,从而实时地将数据送到嵌入式计算机中进行处理。试验结果表明该系统较好地模拟了AOS的数据传输体制,验证了其中的一些关键技术。     

A potential field approach for reactive navigation of autonomous sailboats

Navigation techniques for autonomous sailboats are faced with two inherent difficulties. The uncontrollable and partially unpredictable nature of thrust forces on one hand and the complex kinematics of sailboats on the other hand. This paper proposes a new reactive navigation approach, based on artificial potential fields, that addresses these two problems simultaneously. Environment and specific sailboat navigation constraints are represented by a local potential built around the vehicle location. Changes of wind direction and detected obstacles affect this periodically updated potential, which guarantees the real-time computation of a feasible heading for the boat. Numerical simulations are presented and validate the proposed algorithm under various wind conditions. Field trials eventually illustrate the efficiency of this navigation technique using a reduced-scale autonomous sailboat prototype.     

嵌入式实时操作系统在测控系统中的应用研究

针对嵌入式在工业应用中的实时性问题,本文结合实时性操作系统uC/OS-II和当前应用最广泛的ARM微处理器,设计一个测控系统。在处理器上移植该实时操作系统,编写多任务程序对实时操作系统在系统中相关问题进行研究。结果表明,系统运行的实时性能够满足测控领域需求。     

自主柔性变形蛇形机器人控制系统设计

针对搜救机器人对多信息获取与处理、远程监控与运动控制的实时高性能需求,设计了以ARM微处理器STM32为核心、多传感器融合的自主柔性变形蛇形机器人控制系统,实现了机器人的远程监控与运动控制、多传感器环境信息采集等功能。整个控制系统具有良好的扩展性、硬件可裁剪性。通过模拟灾难废墟场景实验,结果表明：蛇形机器人控制系统可实现多信息的实时准确无线通信,在不同的环境中,具有良好的多步态运动稳定性和自主移动性能。