基于STM32+FPGA的六自由度机器人运动控制器设计

针对PC+运动控制器的开放式机器人控制系统特点,以基于STM32+FPGA的双CPU架构为基础,设计了一种六自由度机器人运动控制器。介绍了PC+运动控制器的六自由度机器人控制系统,详细介绍了运动控制器硬件结构及电路设计,包括以太网模块、STM32与FPGA通信模块、编码器信号处理模块等;进行了运动控制器各功能模块软件设计;编写了上位机软件并搭建了机器人控制系统。基于该控制系统,进行机器人的示教再现实验,机器人运行平稳,验证了本设计的合理性。     

主从分布式多轴控制系统同步采样机制研究

为满足多轴位控系统对各协调联动轴位置信号的同步采样精度需求,在主从分布式多轴运动控制系统架构下,提出采用FPGA实现基于自定义总线的"同步锁存、顺序读取"采样机制。在自主研发的主从分布式多轴运动控制系统实验平台上进行多轴位置信号同步采样实验。实验结果表明,所提出的同步采样机制可以有效减小顺序采样延时导致的编码器信号计数偏差;在八轴运动控制系统中各个运动轴接收到同步锁存信号的时延不确定性小于15 ns;在对1 MHz以内的光电编码器信号同步采样时两轴间的计数误差稳定在1个脉冲之内。由此验证所提出的多轴同步采样机制能满足位置信号的同步采样要求,保证在轴数增加的情况下不会对同步采样精度产生过多影响。     

基于ARM+DSP的三轴工业机器人运动控制器设计

多轴运动控制器作为工业机器人控制系统的核心,其控制系统的速度和精度影响着机器人整体准确性。文中利用ARM+DSP双CPU架构设计一种高精度三轴运动控制器,多核心间采用25 Mbit/s高速通信,利用S5N8946完成编码器输入信号、多路50 kHz高速脉冲信号和12位DAC变换电路设计,DSP完成点对点的手臂控制精度反馈。通过高速脉冲、A/D转换精度和定位精度实验说明系统控制方式的准确性。实验证明设计的嵌入式控制系统能完成工业机器人的精确运动控制。     

嵌入式技术在花样缝纫机控制系统中的应用

针对花样缝纫机的智能化控制问题,综合应用ARM、DSP、FPGA等嵌入式技术,开发花样缝纫机智能化控制系统.该智能化控制系统由嵌入式ARM主板、基于DSP+FPGA的运动控制卡、带触摸功能液晶屏、主轴伺服驱动单元、进给轴驱动单元、输入/输出信号接口、系统电源等组成,可实现对花样缝纫机的高速、高精度运动控制.应用结果证明...     

基于DSP和FPGA的运动控制器设计

根据全自动校直机多轴运动控制的要求,设计了一种基于DSP和FPGA技术的校直机专用多轴运动控制器。该控制器主要以数字信号处理器(DSP)为核心,通过FPGA进行功能扩展,实现了对多个交流伺服电机或电液伺服阀的全闭环控制。控制器集成了编码器信号采集、PLC接口、16位高速AD采集和计算机通讯接口,集成度高、运算速度快。     

基于DSP的焊接进给工作台伺服控制系统的研究

提出一种用于点焊机的焊接进给工作台伺服控制系统.系统基于高性能数字信号处理器(以下简称DSP)芯片TMS320F2812,对三轴直流伺服电机进行实时控制.反馈电路采用模块化设计,实现了对电机编码器的输出信号的采集.完成了DSP辛片软件编程,包括多区间变参数的数字PID控制器,数字测速M/T法等.最后通过实验在双轴工作平台上进行定位分析和稳定性仿真,系统达到较高的位置控制.     

基于DSP和FPGA非圆齿轮测量仪数据采集系统的设计

用极坐标法测量原理对非圆齿轮进行高效率、连续自动跟踪测量.设计了基于DSP和FPGA的非圆齿轮测量仪的数据采集系统,系统要求采集2路光栅信号、1路模拟信号,以位置模式控制电机的运动,采用串口通讯的方式和计算机进行通讯.采用DSP+FPGA结构的信号处理系统显示出其优越性.     

基于DSP和FPGA的电脑绣花机控制系统研究

根据运动控制技术的发展方向开发出一种用于高速加工领域的开放式运动控制器。讨论了该新型运动控制器的开放式体系结构,对它的主要模块进行了详细分析,在该开放式运动控制器中通过DSP完成实时控制,采用FPGA设计编码器的解码器、滤波器、计数器和总线接口的功能,利用双端口RAM解决工业计算机和运动控制器之间的大容量通讯问题,在Libero IDE 6中借助Modelsim5.8对编码器反馈电路进行了仿真,在高速工业电脑绣花机中的实际应用表明该运动控制器可靠并具有先进性。     

基于西门子HLA模块的驱动控制系统研究

提出了一种基于HLA模块的驱动控制系统,此方法可应用于直线液压轴驱动和模拟轴驱动。HLA模块将数控系统数字量信号通过数模转换,以模拟量信号驱动轴,解决了以太网与模拟驱动间信号的传输,并将编码器或光栅尺反馈的运动位移通过此模块传至系统,建立闭环控制系统,实现定位控制功能。通过实验验证了此驱动控制系统,采用西门子数控系统、HLA模块、三菱伺服驱动和电动机搭建闭环系统,拓扑建立通讯。经过实验调试,实现了运动控制及定位功能,表明了基于HLA模块的驱动控制系统的可行性,并可应用于传统机床的改造及优化。     

21位矩阵编码器高速数据处理系统

介绍了一种21位矩阵编码器高速数据处理系统。该系统以数字信号处理器DSP为主控芯片,对系统进行整体控制,并完成对信号的采集及细分校正等高速运算处理;选用高性能A/D转换器对光电信号进行A/D采样和传输;采用复杂可编程逻辑控制器CPLD代替传统微处理器外围大量的集成电路,并在CPLD内完成矩阵码的译码;最后选择基于DSP和专用接口芯片的USB通讯,实现DSP与上位机间数据的高速实时传输。本系统可实现光电编码器的高速信号处理,大大提高系统的响应速度。     

基于SOPC技术的视频图像处理系统研究

视频图像处理系统从最早期的以模拟系统为主逐步向数字化转变,而目前常用的用数字信号处理专用芯片(digital signal processor,DSP)做处理器的数字视频图像处理系统在高速信号实时处理中难以达到要求,系统可靠性低;相对而言,FPGA用于实时图像处理,在速度上具有很大的优势,其内部自身结构易于实现分布式的算法结构,使得各功能块可以同时工作,更有利于高速数字信号处理。FPGA(现场可编程门阵列)设计技术将尽可能大而完整的电路系统在单一SOPC(片上可编程系统)中实现,从而使得所设计的电路在规模、可靠性、开发成本、产品维护和硬件升级等多方面实现最优化。     

基于FPGA的异步电动机变频调速系统

针对传统的单片机(MCU)或数字信号处理器(DSP)以软件方式实现的控制系统普遍存在速度慢、稳定性差等问题,以实现全数字电机控制器的集成化为背景,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)硬件设计方案,并结合EDA模块化的设计方法和Verilog HDL硬件描述语言,在一片FPGA芯片中得到了验证和实现;采用"top-down"设计思想,对系统按功能划分模块进行了设计;首先对各功能模块进行了设计、仿真、验证,然后将整个系统组合起来进行了仿真、验证,最后利用FPGA进行了硬件验证;在此基础上,完成了异步电机SVPWM调制方式的V/F开环变频调速系统的实验。研究结果表明,该系统稳定性高、占用资源少、复用性高,在实时性、灵活性等方面有着MCU、DSP无法比拟的优越性,为设计高性能的电机控制专用芯片奠定了基础。     

基于Camera Link标准的DSP＋FPGA高速实时数字图像处理系统设计

针对数字图像处理系统数据量大、实时性高、体积小的要求,介绍了一种基于DSP（TMS320C6416）和FPGA（EP2C70）的高速实时数字图像处理系统,阐述了该系统的设计思路、硬件结构、工作原理,并详细描述了该系统的Camera Link硬件接口电路模块、FPGA数据采集和逻辑控制模块、DSP图像处理模块。该系统已经成功应用到实际项目中、图像采集效果满足设计要求。     

基于DSP+FPGA的信号处理实验系统研制

本文利用DSP＋FPGA技术,研制了一种信号处理实验系统,实现了滤波、MTI、求模、恒虚警等各种信号处理算法,对算法的实时性、效果进行了验证和分析,可对各种算法的工程应用价值进行客观评估,已作为实验室专用设备用于雷达、水声信号处理有关算法的验证和分析。该系统由DSP、FPGA、双路高速A/D和D/A等构成,可对串行、并行输入的信号进行处理,处理后的信号可以以串行、并行方式输出。本文对系统的硬件、软件结构和有关实验结果进行了介绍。     

基于双DSP和FPGA的导航处理系统设计

机电技术的发展为惯性测量系统的大量应用奠定了基础。针对深海导航应用场合,为了提高深海惯性导航的精度和实时性,设计了基于双数字信号处理器（DSP）和可编程逻辑门阵列（FPGA）的捷联惯性导航计算机,成功构建了低成本、小型化的捷联惯性导航系统（SINS）。重点描述了双DSP和FPGA导航计算机的硬件设计思路。扼要介绍了系统软件的框架结构。与目前大多数的惯性导航系统相比,该系统体积小、重量轻、功耗低,适用于运算复杂的嵌入式惯性导航系统。实验室车载实验结果证明了上述设计的正确性和可行性。     

基于键合机的运动控制系统设计

提出了一种基于DSP FPGA的键合机运动控制系统设计方案,实现了对键合机平台中直线电机的高速高精运动控制。对该高速高精运动控制系统的整体结构做出了的介绍,对系统中的DSP控制器子系统、数据交换通道、FPGA器件等模块的系统功能、硬件设计实现方式、系统的软件体系结构等方面进行了比较详细分析和论述。该系统具有开放式的系统结构,提供有效的人机交互接口,采用PID算法,具有较好的稳定性和较高的精度。     

基于FPGA的数字化光纤传输方案

针对复杂电力电子系统在实时控制和高隔离性能上的要求,提出了一种新颖高效的数字化光纤传输方案,以A/D转换器加现场可编程门阵列(FPGA)为简单架构,先将模拟信号数字化,再进行编码等数据处理,使信号能够通过光纤进行隔离传输,最后在光纤接收端将有效数字信号提取出来。该方案解决了复杂环境下系统对多路、多点采样数据实时性、可靠性及远距离传输的问题,其优点是系统稳定,误码率低,抗干扰能力好,实时性强。实验结果证明了该方案的可行性。     

基于差分吸收光谱法的在线连续污染物监测系统

针对在固定污染源烟气排放检测中无法连续精确测量污染气体的现状,设计了一个基于差分吸收光谱法(DOAS)的在线连续监测系统。该系统采用ARM和DSP为核心,以Linux为操作系统,以MiniGUI为交互界面环境,它分为光谱数据采集模块、主控模块两部分;光谱采集模块控制光谱数据的采集过程,主控模块负责气体浓度计算和显示。研究结果表明,使用该系统,可以连续精确采集SO2与NO等气体,气体采集的稳定性和精度较高,但在高温环境测试和高浓度气体测试时误差均过高,有待进一步改进。     

一种喷绘机控制系统的设计

针对喷绘机数据处理和传输的瓶颈问题,设计了一种基于FPGA和DSP的喷绘机控制系统,该控制系统采用USB2.0接口芯片CY7C68013A,实现高速数据传送。选用FPGA和DSP为核心控制部件,FPGA完成对CY7C68013A端口同步读写和对SDRAM的数据存取及动态刷新控制,DSP2812完成打印控制和X、Y向运动控制的功能。小车板FPGA实现了数据的接收和喷头数据的控制。论述了USB设备固件、驱动程序和应用程序的实现方法。研究结果表明,系统的模块化设计具有高度的集成度和灵活性,便于维护和功能扩充。