基于FPGA的快速图像处理平台

FPGA用于构建高性能的DSP系统。文章讨论在FPGA上建立图像处理平台的方法,它涉及FPAG到图像传感器和VGA显示器之间的接口。FPGA与图像传感器之间的接口速度很慢,制约了在FPGA中采用并行方式的处理效率。DSP芯片从本质上说它的计算还是顺序方式。文章将标准程序分别放在FPGA和基于DSP的系统上实时运行,结果表明FPGA明显优于DSP实现的顺序处理技术。     

一种基于DSP＋MCU＋FPGA的APF控制系统设计

针对单片DSP实现有源电力滤波器的控制系统会延长控制周期,影响系统性能,本文设计了一种旗于DSP＋MCU＋FPGA的有源电力滤波器数字控制系统。MCU和FPGA分担了DSP的部分工作,使DSP最大限度的用于系统控制算法实现,提高了运算速度,满足有源电力滤波器控制系统的设计要求。仿真验征了基于DSP＋MCU＋FPGA的有源电力滤波器数字控制系统设计的可和性。     

基于DSP的激光切割机运动控制卡的设计与实现

针对传统以单片机为核心控制器的激光切割机运动控制卡存在计算能力差、传输数据慢等问题,提出了基于DSP+PC的实现方案。硬件方面,采用RS485实现数据的传输;通过光栅尺或光电编码器实现位置闭环控制;增加光耦隔离,减小外部对运动控制卡的干扰。软件使用CCS3.3完成了激光切割机运动控制卡的主程序和中断服务程序的开发。最后给出调速控制的实验结果,实验表明基于DSP控制器能很好的完成各种用户指令以及加工速度要求。     

DSP和FPGA在大尺寸激光数控加工系统中的运用

基于DSP和FPGA的特性,设计了以DSP、FPGA为核心器件的激光数控加工系统及相关软件。系统采用了加、减速区分析算法和双存储器组交替加工等技术,使其在加工非规则图形时也可以达到很快的加工速度,并且从根本上解决了加工中的停顿问题。     

高速实时系统数据采集与传输

数据采集实时型是控制系统的关键。如何更加有效地提高系统数据处理、传输、信号控制等方式的速度,从而达到快速处理的目的是亟待解决的问题。以高速采集捷联惯性导航数据和处理、计算为例,详细介绍了多个DSP芯片协同工作,采用双口RAM数据传输技术,数据读取采用FPGA可编程技术,满足了激光捷联惯性导航系统数据采集、传输、解算等处理的要求,实现了航向、横滚、俯仰、速度和位置坐标等导航数据的处理,输出数据更新频率高达500～1000Hz,从而改善了导航系统载体的姿态跟踪。     

FFT实时谱分析系统的FPGA设计和实现

采用按时间抽选的基4原位算法和坐标旋转数字式计算机(CORDIC)算法实现了一个FFT实时谱分析系统。整个设计采用流水线工作方式,保证了系统的速度,避免了瓶颈的出现;整个系统采用FPGA实现,实验表明,该系统既有DSP器件实现的灵活性又有专用FFT芯片实现的高速数据吞吐能力,可以广泛地应用于数字信号处理的各个领域。     

TMS320C6713B在船用捷联惯导系统中的应用

为了满足船用激光陀螺惯导系统的应用需要,设计基于DSP芯片TMS320C6713B和FPGA的导航计算机系统,FPGA实现对激光陀螺和加速度计输出信号的计数,完成DSP与外部的通信。该系统具有以TMS320C6713B为核心的单CPU结构,可以进行64位精度运算且运算速度快,能满足实时性要求。     

基于FPGA的卡尔曼滤波器的设计与实现

采用 FPGA 硬件实现卡尔曼滤波器,解决了采用 DSP 软件方法实现存在的并行性和速度问题。以基于 FPGA 的数据采集系统为硬件平台,根据模块化设计思想,采用 VHDL 编程实现ADS8364芯片控制模块,利用 FPGA 的系统级设计工具 DSP Builder 设计卡尔曼滤波器模块,给出模块的软件仿真结果并完成整个系统的硬件验证。结果证明了设计的正确性,同时表明采用 DSP Builder使卡尔曼滤波器的 FPGA 硬件实现更加简单,速度更快。     

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DSP和FPGA的通用型伺服控制器设计

介绍了一种采用浮点型DSP和FPGA芯片设计的高性能伺服控制器,详细讨论了其硬件和软件设计方案.DSP强大的数据处理能力与FPGA的设计灵活性相结合,使该控制器适用于多种应用场合,尤其是采用复杂控制算法的高速、高精度同步控制系统.     

The development of an in-process surface roughness adaptive control system in turning operations

This research shows the development of an in-process surface roughness adaptive control (ISRAC) system in turning operations. An artificial neural network (ANN) was employed to establish two subsystems: the neural network-based, in-process surface roughness prediction (INNSRP) subsystem and the neural network-based, in-process adaptive parameter control (INNAPC) subsystem. The two subsystems predicted surface roughness and adapted feed rate using data from not only cutting parameters (such as feed rate, spindle speed, and depth of cut), but also vibration signals detected by an accelerometer sensor. The INNSRP subsystem predicted surface roughness during the finish cutting process with an accuracy of 92.42%. The integration of the two subsystems led to the neural-networks-based surface roughness adaptive control (INNSRAC) system. The 100% success rate for adaptive control of the test runs proved that this proposed system could be implemented to adaptively control surface roughness during turning operations.     

基于XML Web服务和实例推理的机械加工切削用量数据库

论文讨论数控机床切削用量数据库的有关问题。文中提出了一种建立在数控系统上的、基于XMLWeb服务[1-3]和实例推理的机械加工切削用量数据库子系统。该系统由切削用量数据采集和切削用量数据库访问两个功能组成。该系统分为两个模块:一个是数据采集模块,其作用是统计分析机床加工的实际切削用量数据;另一个是基于XMLWeb服务的切削用量数据库的访问模块,它为车间或企业上层服务器(如工艺数据库、工时定额数据库等)提供机床切削用量数据库访问服务,将结果返回给这些用户。论文给出了该系统的体系结构及实现方法,并展望了数控机床基于浏览器/服务器(B/S)模式的数据采集子系统。     

Advanced process monitoring—a major step towards adaptive control

Adaptive Control (AC) of machine tools requires many kinds of measured input data. The more information about the complex metal cutting process that can be obtained, the better the process can be controlled.

The paper describes an Adaptive Control Optimization (ACO) system for turning operations. The system continuously chooses Optimal Cutting Data (OCD), taking into account both economical criteria and technical limitations.

The system operates at three different levels:

• • Advanced Process Monitoring

• • Adaptive Control Constraint (ACC)

• • Adaptive Control Optimization (ACO).

Two commercial monitoring systems perform process monitoring. In addition, five independent measurement systems have been developed.

A dedicated vision system has been installed in the lathe to measure the tool flank wear between cuts. The flank wear data are utilized to predict the tool life. Based upon these predictions economical optimum cutting data can be calculated at the ACO level.

To obtain in-process real-time control of the metal cutting process the cutting forces are measured during machining. The forces are measured with conventional piezoelectric force transducers which are located between the turret housing and the cross-slide. The measured force signals are processed by a dedicated microcontroller at the ACC level and cutting data adjustments are fed back to the machine control.

A vibration measurement system, which either can be connected to an accelerometer or use the dynamic force signal from the piezoelectric force transducer, is part of a vibration control module at the ACC level. An ultra-fast signal processor performs the signal analysis.

The remaining two measurement systems—a high frequency tool signal analysis system and a power spectra analysis system—are mentioned in the paper but not further discussed.

Finally, the paper deals with how the strategies at the three different levels will be combined, in order to form an AC system. The monitoring tasks will always reside in the background and be activated if any failure occurs. The ACO subsystem will act as a path-finder and suggest cutting data. The active control tasks will, however, be carried out at the ACC level.     

大型公共建筑中央空调监测系统设计与实现

阐述了具有数据采集、数据通信和数据处理三层系统结构的中央空调电脑监测系统结构原理及实现方法。该系统以单片机设备作为数据采集前端机,以工控计算机为空调系统监测主机,并通过无线和485总线通信方式实现监测主机与数据采集器之间的数据传输。采用这种多级分布式结构不仅避免了模拟信号因长距离传输引起的损耗,简化了系统的布线,而且便于增加传感器的个数和种类,系统易于扩展、升级。笔者完成了整个系统的软硬件设计,实现了一种可以应用于大型公共建筑的中央空调监测系统。     

基于LabVIEW的远程测控系统的设计

设计了在虚拟仪器的硬件结构和常用开发软件环境下的远程测控系统.该系统包括了数据采集子系统和远程测控子系统.数据采集子系统中包括3个模块:数据采集模块、数据处理模块、仪器控制模块.初步试验表明本设计的基于LabVIEW的远程测控系统是成功的,可以用于野外或危险环境下的温度、湿度等参量的远程测控.     

51单片机与TI C54xDSP主从式系统HPI接口设计

基于现实中很多信号处理系统要求处理器实时处理数据或实现各种复杂算法的同时还要能完成各种控制功能。例如语音信号处理系统。这类系统通常包括两部分：一部分为DSP子系统,主要完成信号采样,数字信号的处理及其输出等功能,另一部分为单片机控制子系统,主要完成交互界面的主控功能,如显示和键盘。这类系统既发挥了DSP的数据处理能力又利用了单片机的外围接口控制能力。这两个子系统的连接有多种方法。主要讨论了单片机和DSP之间通过DSP的HPI接口进行连接的设计方法。完成了硬件连接和软件设计方法。     

一种多机械手(指)自适应协调控制的递推算法

提出了一种多机械手(指)的自适应协调控制递推算法.原系统的控制问题转化为各 子系统的控制问题.各子系统之间的动态关联在Lyapunov意义下表示为在各分解点处的 "虚功率流".机械手指的点接触问题处理成被动关节的控制问题.原系统的渐近稳定性在 Lyapunov意义上得到保证.计算机数字仿真验证了理论结果.     

基于微服务的分布式数据安全整合应用系统

针对分布式数据安全整合应用中数据整合操作繁琐,实时性不足,数据应用共享困难的问题,设计并实现了基于微服务的分布式数据安全整合应用系统,包含有两个子系统：数据整合子系统与数据安全应用子系统。系统基于Spring Cloud微服务架构设计,服务模块功能单一,边界明确,服务之间相互解耦,便于便捷开发,快速部署,可扩展性强,拥有强大的负载均衡策略与容错机制。数据整合子系统中提出了一种轻量级的数据整合方案,可以进行可视化的数据便捷整合,具有较好的灵活性与实时性;数据安全应用子系统中通过数据分级与用户角色划分,实现了用户对数据的安全访问控制,同时,采用证书链模型,使用数据证书来认证用户身份,有效地解决了用户角色的管理问题与网络信任问题。     

IT广告数据库排版系统的设计和实现

介绍了一个基于数据库的IT广告自动排版系统的设计和实现技术。系统包括数据访问子系统和排版子系统两层，排版子系统采用软插件体系进行设计。分层结构和软插件结构使系统具有良好的开放性。     

串口通信在激光器监控系统中的应用

随着光纤激光器广泛应用与快速发展,市场竞争与成本控制不断加强,其光电系统的控制与保护成为光纤激光应用的关键;为实现激光器的智能化控制和预报警保护,降低生产和维护成本,详细介绍了激光器监控系统的软、硬件设计及其测试结果;通过Visual Basic编写USB转RS232的串口通讯软件,以STM32F407ZG单片机为核心设计了激光器功率驱动、故障保护、数据采集等硬件电路,完成PC端上位机软件对光纤激光器功率的控制(0～100％),实现对光纤激光器泵源温度、工作电流、工作状态等数据的实时采集和监测;根据对300 W光纤激光器输岀功率进行测试,可得到系统光光转换效率高达70.53％;同时经过72 h整机老化后,根据测试结果可得到激光器功率输出稳定度高达96.6％.设计已广泛应用于切割、焊接、精密打孔、3D雕刻等工业加工领域的实际生产中.