数字卷积加减速算法的设计与实现

在数控系统和工业机器人应用中,为了实现运动的高速、高效,很多加减速运动控制算法被提出。但由于计算量大,大部分算法都是采用软件编程的方式实现。为了减小计算量,引入了数字卷积采用FPGA硬件编程的方式实现加减速控制算法,提高了算法的稳定性和运算速度;为了减小速度误差和位置误差,在不同情况下采用相应的补偿算法来实现对定点数运算过程中的余数处理;针对数字卷积运算之前产生的余数,在速度序列的末尾添加速度补偿序列来消除余数误差;对于数字卷积运算过程中产生的余数,采用余数累加的方式,来减小余数误差。     

基于ARM与FPGA的试验机控制器的设计

本文介绍了基于ARM与FPGA的试验机专用控制器的设计,其中ARM芯片采用PHILIPS公司的LPC2214,FPGA采用Altera公司Cyclone系列的EP1C12,着重介绍了试验机控制器的硬件结构设计、ARM与FPGA总线的设计和FPGA模块的设计。     

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。     

基于ARM+FPGA的嵌入式数控装置设计

提出了一种基于ARM和FPGA的嵌入式数控装置设计。重点介绍了ARM与FPGA间接口设计,基于FPGA的步进电动机控制器设计。该数控装置将ARM运行速度快、计算精度高和FPGA内部逻辑的在线可重构性等特点结合起来,降低了数控装置硬件成本,提高了资源利用率和实时性,增强了数控装置的灵活性。     

CNC系统S型曲线加减速算法的设计与实现

加减速控制是CNC系统开发的关键技术之一.传统的加减速算法在加减速阶段的起点和终点处存在加速度突变,电动机在运转时存在柔性冲击.为此,文章提出了S型曲线加减速算法,并在基于蓝天NC200硬件平台的开放式数控系统设计中加以实现.实例表明,给出的S型曲线加减速算法能克服传统加减速算法的缺点,能获得平滑的速度和加速度图.     

基于ARM和FPGA的嵌入式实验平台设计

为了解决传统嵌入式实验平台模块难以替换和升级的问题,设计了以ARM和FPGA为核心的嵌入式实验平台。利用FPGA扩展系统功能和接口,通过ARM对FPGA进行管理控制,使得所构建的嵌入式实验平台在接口电路上可以支持不同功能模块的应用要求。性能、效率和可扩展性大大提高,可满足各层次用户群体创新设计的的需求。     

基于FPGA的运动控制系统设计与实现

为提高系统性能和降低成本,基于FPGA设计和实现了一种运动控制系统,包括:Nios II软核、PWM脉冲发生器、测量单元等功能模块。轨迹发生器基于卷积的加减速控制方法实现,提高了运动平滑性。实验结果验证所设计的运动控制系统的可行性和有效性。     

基于FPGA和ARM的虚拟视频服务器设计

在介绍了该虚拟视频服务器组成和基本工作原理的基础上,阐述了通过FPGA和ARM处理器进行摄像机位置信息的跟踪、视频信号的转换以及切换。给出了用以太网进行数据传输的实现方法,并给出了该视频服务器在虚拟演播室的应用实例。     

基于ARM+FPGA方案的便携式智能勘灾设备的设计

针对传统勘灾设备数据处理耗时时间长,图像信息采集模糊,设备体积较大的问题,该文设计出一种便携式智能勘灾设备。该智能勘灾设备将电子半导体微型处理器(ARM)和现场可编程门阵列(FPGA)相结合,能够完成灾区环境图形信息的采集。采用CMOS图像传感器完成灾区图像信息采集,利用深度非松弛哈希算法加快数据处理速度,利用求导公式更容易找出数据的规律,通过ARM和FPGA结合的方式完成整个设备的调控。对比验证分析三种不同勘灾设备的数据,该文设计的设备图像采集时间最短能达到0.2 s,图像质量更是达到3624像素,数据处理总耗时也只有73 ms,均验证了该文设备性能的优越性及设计方案的可行性。     

基于ARM和FPGA的远程实验系统研究

为了解决传统实验教学场地有限和教学管理局限的问题,设计了基于ARM和FPGA的远程实验系统。该系统以ARM9处理器作为主控制器,通过以太网控制FPGA的配置和实验操作,最终在PC端界面上的实验结果与实际实验相符。该系统实现了FPGA实验的远程交互操作,使得实验教学活动更加灵活,突破时间和空间的限制,实验室资源得到最大程度共享。     

基于ARM+DSP+FPGA模块的机器人运动控制器设计

针对工业机器人运动控制器的工作要求,提出了一种基于ARM+DSP+FPGA模式的机器人控制系统。该控制系统采用ARM处理器作为上位机开发平台,TMS320C6713芯片作为主处理器,XC3S400A芯片作为协处理器,满足运动控制器的开放性、稳定性、极强的扩展性、实时性控制和调度等要求。     

基于FPGA和ARM9微控制器的KVM交换机设计

设计基于FPGA芯片EP2C35和ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200的KVM交换机。由EP2C35实现对服务器端视频信号的采集和处理,嵌入式微控制器AT91RM9200S实现鼠标键盘信号的控制和Ethernet接口的扩展。该设计综合FPGA芯片内部专用图像处理单元和ARM9微控制器五级流水线的优势,保证了系统对图像处理速度和实时性的要求。实际应用表明,该模块具有良好的数据处理速度和实时性,满足设计要求,此外还具有良好的灵活性。     

基于FPGA+ARM的位置双反馈数据采集装置设计北大核心CSCD

为实现精密运动平台定位的双回路控制,解决位置双反馈采样不同步的问题,基于FPGA设计了软硬件解码模块和上位机,实现对电机编码器多摩川协议和平台光栅尺BISS协议同步读取,并通过FMC总线将数据传输至ARM,数据统一单位后再由上位机显示平台位移。实验表明:该采集装置能够快速准确地同步采集数据,能在上位机实时显示位移,具有良好的可移植性和拓展性。     

基于嵌入式ARM的网络控制器设计与实现

设计了基于嵌入式ARM的网络控制器总体结构,重点研究了网络控制器的冗余设计架构,并给出了控制器冗余逻辑和高速冗余通信的设计方法。设计了网络控制器软件的层次结构,并着重介绍了网络控制器的数据库和基于EPA功能块的功能块控制软件包的设计。最后以典型功能块为例,进行了功能块控制软件的仿真测试。     

基于FPGA的数控加减速控制器的设计

为提高开放式数控系统的可重构能力和响应实时性,提出了梯形、指数加减速控制算法的硬件快速实现方法,并基于硬件复用思想对加减速控制器进行模块化功能设计,给出了相应的寄存器模型。并对基于FPGA实现的加减速控制器进行了功能验证。     

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ARM9的PCB钻孔机运动控制器设计

针对PCB钻孔机运动系统的高速度、高精度以及高可靠性要求,设计了一种基于ARM9和μC/OS-II操作系统的运动控制器。重点讨论运动控制器的硬件电路设计、软件架构设计、速度规划算法和位置控制算法,以满足系统的高性能要求。     

基于ARM Cortex-M3内核的嵌入式运动控制箱的设计与实现

通过研究现有运动控制方案,发现常见的运动控制解决方案都要用到运动控制卡,成本较高,体积较大,不适合控制精度要求不太高、成本要求较高的运动控制场景。从ARM Cortex-M3为内核的32位微控制器、光电隔离接口电路、PWM信号调制、供电电源、软件设计5个方面进行设计,调试并实现一套具有更高性价比的嵌入式运动控制箱。该嵌入式微控制器经光电隔离接口电路读取外部数字化输入信号,经过嵌入式微控制器CPU处理,输出数字化信号和调制PWM信号,经光电隔离接口电路隔离转换,以控制伺服电机和外部其他设备。该运动控制箱成本低、功能强大、体积小,适用于对成本要求较高、对运动精度和难度要求不太高的场合。实际应用表明,该运动控制箱可实现4通道PWM输出、20通道的数字输入和16通道的数字输出,性能良好,性价比高,效果良好。     

凹印制版雕刻数据同步控制的FPGA实现

对使用硬件描述语言-VerilogHDL来设计PCI总线的方法进行了研究。设计出基于PCI总线的多轴运动控制系统,在某公司的Cyclone系列芯片上实现了从设备模式PCI总线下的简化协议,以满足凹印制版高速雕刻机对大量图像数据传输的要求。采用FPGA(现场可编程门阵列)为主控器。为解决凹印制版雕刻控制中大规模数据在嵌入式系统中高速传输和缓冲处理,提出一种由FPGA和SRAM集成FIFO缓冲存储器的设计方案,通过器件测试平台的测试和验证。使得整个FIFO系统在存储传输中具有较高的速度,集成容量更大的FIFO存储器,大大降低了商业成本,具有较高的灵活性和可重构性。     

基于ARM的手套机控制器设计

为了解决电脑手套机滚筒选针带来的弊端,并且实现手套机提花的功能,在分析了其总体架构和选针工艺原理的基础上,设计了基于32位ARM的嵌入式手套机控制系统。并对其中的界面显示模块、花样存储调用模块以及选针驱动模块做了重点介绍。实验结果表明,该控制系统能够满足手套机新型选针机构的实现,也能满足手套机对数据传输的快速性和可靠性的要求。