基于DSP+FPGA平台的基带信号发生器设计

本文提出一种基于DSP+FPGA平台的基带信号发生器设计方案。该方案利用DSP完成滤波器系数计算及FPGA配置,然后利用FPGA产生多种数字调制信号,最后通过DAC得到模拟I/Q基带信号。     

贴片机运动控制系统的硬件设计

针对贴片机发展的高性能运动控制要求,设计了一种基于“DSP＋FPGA”结构的运动控制系统.系统采用DSP为核心控制芯片,完成系统的多轴协调运动及插补功能,实现高性能运动控制算法.通过光电编码器反馈信号构成系统的位置闭环控制,采用FPGA扩展外部编码器处理模块,对编码器信号进行处理.最后搭建伺服电机运动实验平台对控制系统性能进行验证.经实验验证,该控制系统具有较高的柔性及实时性,适用于高速高精度的贴装运动控制系统.     

高频信号扩展卡尔曼滤波器设计

为了实现永磁同步电动机转子位置估计试验的高频信号滤波,基于扩展卡尔曼滤波器原理,提出了一种改进的基于FPGA的信号提取方案,设计了高频信号扩展卡尔曼滤波器。该滤波器采用迭代算法提取转子位置信息,并对基频控制电流进行滤波处理,比传统IIR滤波器或FIR滤波器具有更快的滤波速度和更好的滤波性能。该滤波器简单易实现,消除了反馈回路中的低通滤波器。由于反馈回路中没有高频信号成分的干扰,控制器对高频位置估计的影响较小,所设计的位置估计器几乎不受控制器的影响,简化了位置估计器的设计。最后,仿真结果说明文中方法的可行性,并给出了一个基于EKF的低速无传感器试验。     

通用多通道数字下变频器的优化与实现

针对传统的多通道数字下变频处理运算量大、逻辑资源利用率低、难以实现同时对各通道高速率的数字中频信号进行实时处理的缺点,研究提出了一种通用的多通道数字下变频优化方案,并将其在现场可编程门阵列( FPGA)平台上实现.该方案采用相位旋转和分时复用技术,实现了对数字本振、半带滤波器及低通滤波器等组件的复用,提高FPGA逻辑资源的利用效率.实验结果表明,该方案能有效减少多通道数字下变频处理的运算量,以较少的FPGA逻辑资源实现对高速数字中频信号的实时处理,并且具备良好的移植性.     

基于FPGA的FIR滤波器的设计

在介绍有限脉冲响应(FIR)数字滤波器理论及常见实现方法的基础上,提出了一种基于FPGA的高效实现方案.该方案借助FPGA滤波器芯片和Quartus II软件、DSP Builder软件对该方案进行了仿真验证.仿真实验结果表明:此种FIR滤波器的实现方法运算速度快、实时性好,其性能优于传统的FIR滤波器设计方法.     

基于FPGA的内嵌滤波算法的高速PCI采集卡设计

针对现有采集卡在滤波处理方面的不足,对采集卡的原理设计、FPGA的开发及滤波算法的实现进行研究,设计出一种新型高速PCI采集卡,其关键技术是将上位机实现的数字滤波器移植到FPGA中,在FPGA内部集成16阶FIR数字滤波器,并将M4K存储块配置为两个双端口RAM,构成双缓冲区。经实验验证,该采集卡能在复杂的使用环境中保证信号的高速、高精度采集,已成功应用于某型飞机的平尾舵机综合测试系统中。     

四自由度关节机器人控制系统的设计

提出了一种四自由度关节机器人控制系统的设计方案。介绍了机器人的机构类型并设计了控制系统的总体框架。选取ARM+FPGA作为硬件平台,嵌入式Linux作为软件平台。为了提高系统的开放性和可移植性,系统软件采用开放式、模块化结构。对控制系统的硬件及软件结构做了详细的研究并对FPGA进行了详细的模块设计。经平台测试验证了该方案的可行性和合理性。     

高速并行数字调制信号的产生与实现

数字调制技术是高速通信传输系统的关键技术之一。本文提出了一种全并行的高速数字调制信号产生架构,该架构可以在现场可编程门阵列(FPGA)硬件平台中通过算法级的流水线实现。通过理论分析与推导,并行频域成型滤波器中的DFT/IDFT可以由低复杂度的两个基-8 FFT算法级联构成,进一步给出了具体的FPGA架构和实现方法。另外,为了进一步降低硬件资源,本文分析并设计了一种适用于并行实现的免混频数字正交上变频架构。仿真实验对高速并行数字调制架构中的并行频域成型滤波器在时域和频域分别进行了算法验证,FPGA硬件实现结果验证了高速并行数字调制信号产生的频谱性能。     

基于Single Board RIO的四足机器人控制系统研究

针对现有四足机器人控制系统实时性与运行效率不高的问题,本文提出了一种以NI Single Board RIO为核心应用多核技术和FPGA构建的高度并行的系统平台架构,建立了一种结合分布式控制系统与分层式控制系统特点的复合式控制系统。此系统应用FPGA并行输出占空比实时变化的PWM波实现了多电机的实时控制,提高了机器人的灵活性。最后,在此平台上进行单腿控制性能测试实验。实验结果表明该控制系统具有良好的可靠性,能够实现对机器人移动平台的实时控制。     

FPGA实现高速FIR滤波器设计

介绍一种FIR滤波器的FPGA实现方法，该方法以分布式算法为基本原理，详细设计了FPGA上查找表的划分、流水线结构的设计、采样及系统时序的控制等。并阐述了系统采样频率与主时钟以及系统资源消耗之间的关系。     

基于EMD与响度的有源噪声控制系统

为了提高有源噪声控制系统的降噪效果,提出了基于经验模态分解( empirical mode decomposition,EMD)和响度的控制系统.该系统首先采用EMD方法对噪声源进行自适应分解,并对分解后的各个固有模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量的响度进行计算,然后根据各个分量的响度大小进行残差滤波器的设计.与基于A计权曲线设计的残差滤波器相比,该方法所设计滤波器能更好地抑制响度较小的信号频率成分.对有源噪声控制系统的降噪效果进行了仿真,结果表明,所提出的控制系统比传统滤波-X LMS(filtered-X least mean square)方法和采用基于A计权残差滤波器的系统降噪效果更好.     

风电机组控制系统滤波器的设计与实现

根据某公司2 MW风电机组主控系统开发项目,进行风电机组控制系统滤波器的仿真设计与实现研究:基于MATLAB平台的m语言,设计适合风力发电机组控制系统使用的滤波器以配合控制系统运行,并获得最大风能转换效率以提高机组的经济效益。从风电机组控制系统网络拓扑图、控制策略出发,引出滤波器在整个控制策略中的重要性;通过滤波器的仿真验证,研究滤波器频域参数对滤波器性能的影响。为风电机组主控系统滤波器设计和开发提供参考。     

基于NI软硬件平台封闭式压缩机振动转速的测量方法

振动和转速不仅是衡量压缩机性能的关键参数,也是用于压缩机故障诊断的指标。现有产品测试方法的精度较差且并不灵活;本文作者设计了一套高集成度测量解决方案:Access SQL+BCB+LabView+cDAQ+传感器,使用Labview函数对采集信号进行数据分析处理,提高频谱分辨率以实现测量精度。试验结果表明该测试平台兼具高准确性和灵活性。     

一种电子加速器辐照储运系统传动装置设计

设计一种新的电子加速器辐照储运系统传动装置。此装置主要由电动机、磁粉/机械式制动器、差动轮构成,电动机在基于模糊径向基函数神经网络优化PID的传动装置控制下,按照设定的标准储运速度驱动机械制动器、磁粉制动器,两种制动器互相协作控制差动轮稳定运行,保证传动装置的稳定工作,实现电子加速器辐照工件按照标准速度,稳定、安全储运。实验结果显示：所设计装置使用前,实验周期内电子加速器辐照储运速度超调5次,所设计装置使用后,实验周期内电子加速器辐照储运速度超调0次,电子加速器辐照储运作业速度可控。     

MOOG协调加载控制系统的传感器激励检测技术研究

很多飞机结构强度试验采用了MOOG协调加载控制系统,该系统在传感器线缆激励检测过程中难以实现实时检测。基于此,本文提出了一种传感器激励检测方法,设计了激励检测装置的内部电路以及该装置与协调加载控制系统的连接电路,对传感器激励电压信号进行实时检测。搭建了试验平台对该方法进行验证,证明该方法对试验控制回路中的电压信号检测是有效的,对试验件的安全起到了保护作用。     

自适应提升小波在往复机械故障检测中的应用

提出了一种基于信号特征的自适应提升小波方法,即以提升小波为基础,根据信号分解后的熵来选择预测滤波器系数和更新滤波器系数,它克服了传统小波变换的不足,和提升小波只能依据信号特征来设计预测滤波器,而不能设计更新滤波器的问题.该方法用于往复机械气阀的振动信号特征提取,有效地提取了气阀的故障特征信号.实验中采用不同的小波对信号进行降噪性能比较,自适应提升方法设计的小波明显优于实验室中采用的其它小波.     

一种面积优化的内插滤波器的设计及实现

为节省芯片面积,设计并实现了一种面积优化的内插滤波器,该滤波器适用于Sigma—Delta音频数模转换器。采用级联多级半带滤波器加采样保持电路的系统结构以降低硬件复杂度。同时为了减少硬件开销,对半带滤波器的结构进行了改进。实现时采用了正则符号编码（CSD）以进一步减少芯片面积。通过Matlab仿真得到了其滤波器系数,经FPGA平台验证了其功能。滤波器采用TSMC0．18μmCMOS工艺实现,核心芯片面积为0．34mm^2。测试结果表明,芯片达到了设计指标,并且在面积上有一定的优势。     

基于LabView的压缩机故障诊断系统

利用LabView平台开发一套压缩机故障诊断系统,该系统可对压缩机振动信号进行时域和频域分析,提取振动信号的特征量,从而实现故障诊断的目的。经模拟信号和实测信号试验证明,该系统运行可靠,操作简单方便,具有较高实用价值。     

自适应滤波在不锈钢超声检测上的应用

介绍了奥氏体不锈钢在超声检测中具有检测难度大,信噪比低的缺点,给出了超声检测系统的软硬件总体构成,包括以计算机为核心,利用FPGA强大逻辑处理能力,实现超声检测信号的发射接收,采集处理,数据存储、显示和输出等。为了有效解决在强噪声背景下提取微弱超声信号的问题,设计了一种易于软硬件实现的基于LMS自适应算法的改进型滤波器。实验结果表明,该滤波器能更有效抑制强噪声,提取有效弱信号,并能进一步提高自适应滤波器的鲁棒性、收敛速度和检测精度。     

基于FPGA的可调参数FIR滤波系统的设计

为了提高FIR数字滤波器的实时性和灵活性,设计了一个基于FPGA的可调参数FIR滤波系统.系统由计算机根据各种滤波器指标计算出滤波参数,通过USB2.0对FPGA芯片内部的FIR多阶滤波器进行参数配置,实现数字滤波器参数可调;配置后的FPGA滤波单元完成对A/D采集的信号进行滤波运算,滤波后的数据经过缓存后通过USB2.0总线传输至计算机进行显示、分析和储存等进一步处理.在系统中采用有限状态机时FPGA参数配置模式和滤波模式进行切换,保证了系统的有序运行.实验证明:该基于FPGA的可调参数FIR滤波系统参数配置方便,可以根据实际需要动态调整滤波参数,并且滤波效果良好,可有效滤除噪声信号.