基于FPGA的TDLAS气体测量系统

提出了基于FPGA的气体检测系统,实现了TDLAS气体测量系统小型化、数字化.利用FPGA并行计算、易于实现DDS信号发生和正交数字锁相等特点,可以满足TDLAS测量过程中的高频信号发生、谐波信号的提取等计算,从而采用正交数字锁相方法及拟合法实现气体的测量.将激光器、温度控制模块、电流驱动模块、信号发生器、光电探测器、带通滤波器、ADC采样集成在同一块印制电路板上,实现系统的小型化和集成化.最后,通过在空气中对氧气浓度进行长时监测,验证了本系统的稳定性.     

基于PSD的空间信标光位置检测系统的研究

通过采用FPGA作为主控制器,以PSD为位置敏感探测器,设计了一种空间信标角度检测系统,实现了空间信标光位置的实时测量。通过实验数据验证,本系统具有较高的测量精度和实时性,灵敏度高,系统位置分辨率优于5μm,等效视场角10°,最小分辨率0.005°,可广泛应用于光电跟踪系统或光电位置检测领域。详细介绍了系统的软硬件设计和实现方法,给出了多路同步数模转换过程的FPGA逻辑时序,进行了各接口模块的设计和状态跳跃图分析,为信标光角度测量领域设计提供了一种可行的实现方法。     

基于FPGA和多DSP的高速视觉测量系统的研究

针对高速视觉测量系统数据处理速度快、数据处理量大的特点,将FPGA技术与DSP技术相结合,研究了一种基于FPGA和多DSP的多通道并行处理的高速视觉测量系统。详细介绍了FPGA技术与多DSP技术在数字图像处理过程中的不同应用、高速视觉测量系统的总体结构以及各部分的工作原理。     

基于FPGA的高速高精度频率测量的研究

以FPGA为核心的高速高精度的频率测量,不同于常用的测频法和测周期法。本文介绍的测频方法,不仅消除了直接测频方法中对测量频率需要采用分段测试的局限,而且在整个测试频段内能够保持高精度不变。又由于采用FPGA芯片来实现频率测量,因而具有高集成度、高速和高可靠性的特点。     

基于FPGA和霍尔效应的高精度数字式角度测量系统

转轴的角度是旋转机械工作时的一项重要参数,由此提出了一种新的高精度数字式角度测量系统,主要包括霍尔传感器、信号处理模块和数据处理模块,其中霍尔传感器将角度信号转化成两路具有相位差的电信号;信号处理模块将两路电信号经过整形后,采用高频脉冲插值计数的方法,获取两路电信号相位差内和周期内的脉冲总数;数据处理模块最终将脉冲数转化成角度值,并显示出来;通过实验验证,表明该数字式角度测量系统具有较高的测量精度,可达0.01°,并对实验结果进行了分析。     

基于FPGA的汽车点火线电阻在线测量系统

针对一般汽车点火线生产过程中,电阻值在线测量易受干扰甚至不能进行实时测量的情况,以FPGA和微控制器(MCU)为核心设计了汽车点火线电阻在线测量系统,提出并实现了改进的二次中值滤波抗干扰数字滤波算法。实际测量结果表明,电阻在线测量系统具有测量数据准确、工作稳定可靠的特点,可以用于汽车点火线生产过程中电阻值的在线连续实时测量。     

基于FPGA高速高精度频率测量系统的实现

以现场可编整门阵列FPGA为核心的高速高精度的频率测量,不同于常用测频法和测周期法.本文介绍的测频方法,不仅消除了直接测频方法中对测量频率需要采用分段测试的局限,而且在整个测试频段内能够保持高精度不变.又由于采用FPGA芯片来实现频率测量,因而具有高集成度、高速和高可靠性的特点.     

基于FPGA的流量的测量接口电路设计

对流量及其数据传输机制进行了说明,提出了用单片FPGh对流量的输出值进行处理的解决方法,大大提高了流量的精度。这种方案可使整个系统仅由FPGA、传感器电路及少许外围电路构成,而不再需要单片机和复杂的外罔电路,使接口电路大为简化,系统的可靠性高且易于维护。仿真试验表明,FPGA流体测量接口电路的设计方法是实际可行的。     

基于OTSU算法的FPGA实时绕距测量系统

随着FPGA芯片集成度的提高,加之其价格低廉的优势,越来越多的视频图像处理平台采用基于FPGA技术的方案。设计并实现了一个基于OTSU算法的FPGA实时绕距测量系统。首先设计了视频图像灰度化的非浮点运算实现,然后详细讨论了OTSU算法的硬件实现方案,包括其原理、公式简化、流水线处理等。经过OTSU算法处理之后,接着通过统计二值图像中双绞线部分的列宽,计算两个最窄列宽之间的距离即绕距。最后在片上可编程系统上编写软件模块实现功能。     

基于FPGA的导流叶片角度数字化测量系统

导流叶片角度的数字化测量是设计发动机数字式控制器的重要环节。介绍了自整角机的工作原理,以现场可编程门阵列（ FPGA）芯片为控制核心,结合电压/频率转换（ VFC）和等精度测频法,对测量系统进行了硬件和软件设计,最后进行了实验验证。通过在实验室和现场测试证明：该测量方法正确,测量系统可靠,其测量角度相对误差不超过0.2%。     

基于PC和FPGA的运动控制系统

针对运动控制系统对高速度与高精度的要求,基于二次插补原理及最小偏差插补法,提出一种以PC机为主控制器、FPGA为从控制器的主从式运动控制系统的设计。主控制器的功能是对系统运行过程进行控制规划和粗插补;从控制器的功能是对加工进行精插补和执行速度控制。该系统在Matlab环境下进行了插补仿真,并在两轴数控雕刻床上进行了加工测试,验证了系统的可靠性与高精度。加工精度可达0.01 mm,为高精度、高速插补数控系统提供了有效的解决方案。     

基于FPGA的感应加热控制系统

设计了基于FPGA的感应加热控制系统,其主要功能是实现负载谐振频率的跟踪、逆变工作状态的控制和逆变器的启动.相对模拟逆变电路而言,其优势在于:调试比较方便、内部参数更改容易、可在线观察数据.实验结果表明,该系统适用负载范围宽、可调节性强.     

陀螺壳体旋转角度的测控系统

介绍了一种应用多极旋转变压器和单片机实现的陀螺壳体旋转角度测控系统。给出了多极旋转变压器的测角原理,设计了相应的硬件电路和软件的算法与软件实现,并进行了相关的测角实验。实验结果表明：此系统测量误差小,性能稳定,能够满足整体性能要求,达到了预定的测量效果。     

基于DSP和FPGA的多轴运动控制系统设计

传统的机器人运动控制器都是采用PC+运动控制卡的方法,成本较高。提出了一种基于DSP和FPGA的通用型运动控制系统,大大降低了系统成本。利用FPGA内部生成的双端口RAM作为DSP与上位机之间的缓冲区,同时采取串行转并行的策略,简化了系统的布线。在DSP上实现了直线与圆弧插补算法以及逆运动学的求解,并进行了仿真。仿真结果表明,系统能够按照预定轨迹运动,同时各轴的速度变化也较平稳。     

基于FPGA无线远程遥控爆炸系统

针对地震勘探的需求,设计了一种通用、可靠的长距离无线远程遥控爆炸系统。该系统基于FPGA+STM32架构,不仅效率高、功耗低、体积小,并具有很强的系统稳定性。系统收发数据时,首先对数据进行卷积编码、Viterbi译码,能够有效地降低系统的误码率。利用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)作为主控制器,系统能够有效地处理数据,实现了远距离可靠引爆、控制和采集。     

基于FPGA的仿人假手控制系统设计

为了满足生机电一体化仿人假手的控制需求,提出了基于FPGA的仿人假手电气控制系统设计方案。采用模块化设计思想,由FPGA构成的主控芯片模块便于功能拓展与二次开发;由DSP构成的手指运动控制模块、肌电信号采集模块、电刺激模块、USG接口模块和电池管理模块均可独立工作,与主控芯片模块间通过通用接口连接。系统集成度高,可完全放置于假手内部。应用该控制系统在HIT V代手上进行多指抓取实验,实验结果证明其工作效果良好。     

基于FPGA的串行通信控制系统的设计

在Altera Cyclone Ⅱ平台上采用"自顶向下"的模块化设计思想及VHDL硬件描述语言,设计了串行通信控制系统。在Quartus II软件上编译、仿真后下载到FPGA芯片EP2C5Q208上,进行在线编程调试,实现了串行通信控制功能。基于FPGA的系统设计调试维护方便、可靠性高,而且设计具有灵活性,可以方便地进行扩展和移植。     

悬臂式掘进机俯仰角调控系统仿真研究

目前掘进机俯仰角检测误差主要通过人工控制掘进机前铲板、后支撑来补偿,补偿范围十分有限,且效率低下,控制精度与自动化程度较低。针对该问题,建立了悬臂式掘进机俯仰角与执行机构数学模型,确定了通过PID控制器控制掘进机前铲板与后支撑液压缸位移实现掘进机位姿调整的方法;利用AMESim建立掘进机执行机构的完整液压模型,仿真结果表明,俯仰角调控系统响应时间小于3s,液压缸位移控制误差小于2mm,验证了系统的基本性能;Simulink仿真结果验证了俯仰角调控系统响应时间短、跟踪误差小,且具有较好的动态跟踪性能。     

基于FPGA的动力电池管理系统研究与开发

构建了基于单片机芯片MC9S12DG128与FPGA的电池管理系统,实现了数据监测、电池均衡、安全管理、荷电状态( SOC)估计、局域网(CAN)通信等功能.详细介绍了使用该系统模块的电池包的分布式结构特点,电池管理模块的CAN总线接口及硬件和软件功能设计.