DLR/HIT多指机器人灵巧手的研究

基于机电一体化设计理念和集成化、模块化设计方法研制了DLR/HIT灵巧手,DLR/HIT灵巧手具有4个相同结构的模块化手指,共具有13个自由度,具有拟人手形的外观.采用商品化的直流无刷电机实现了手指的驱动;手指具有位置、力/力矩及温度等多种感知能力;基于DSP/FPGA等实现了手指的通讯和实时控制;高度集成,将所有部件均集成在手指和手掌内.DLR/HIT手具有很好的可靠性、可操作性和精细操作能力.     

一种基于DSP技术的动态图像高速采集系统的设计

为实现对视频数据快速准确的采集,提出了一种以DSP FPGA为基础的数字信号处理方法.由DSP构成的数字信号处理系统以数字信号处理为基础,FPGA作为主要的控制单元,具有与其他以现代数字技术为基础的设备接口方便、数字部件易于高度集成、系统精度高的优点,使其得到广泛的应用.文章在介绍了系统组成及基本原理的基础上,详细讨论了采集部分的结构和FPGA的控制逻辑、DSP中断取数功能的实现.这种设计具有功能集成、实现简单、修改方便等优点,能得到满意的图像结果.     

地铁直流馈线保护方案及保护装置设计

分析了地铁直流馈线保护的原理,在此基础上给出了馈线保护配置方案.初步设计了地铁直流馈线保护装置,该保护装置的硬件为模块化设计,以DSP为基础,集成了监测、运算、控制、输入、输出以及通信等多种功能.最后给出了各保护的故障处理程序流程.     

一种基于FPGA的误码测试仪

FPGA是一类称为现场可编程逻辑器件中的一员,它被认为是一种专用集成电路技术.现今的通信系统大量采用FPGA作为系统的核心控制器件,将物理层上的各协议层的功能集中在FPGA内部实现,不仅提高了通信系统的集成,同时也减少了硬件和软件设计的复杂度.该文介绍了误码测试仪的工作原理,并采用Altera公司的FPGA芯片(EP1K30TC144-3)和单片机(89C51)实现了误码测试仪功能.设计时应用EDA技术和Verilog硬件描述语言,采用自上而下(Topdown)的设计方法编写程序,并通过单片机控制液晶屏显示误码率和工作状态.着重介绍了键盘模块、发端模块、收端模块和单片机模块等四个模块的设计与实现,并给出了相应程序的流程图.     

用于FPGA的多层次集成设计系统的设计与实现

针对当前现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)领域,电子设计自动化(electronic design automation,EDA)工具集成度不够高、不具备用户自主设计FPGA芯片的功能等问题,设计并实现一套完整的FPGA多层次集成设计系统(versatile design system,VDS).该系统包括高度集成的设计开发环境和FPGA芯片级到系统级的设计与验证工具,为设计、应用和验证自主研发的FPGA芯片提供了一个有效平台.VDS的显著特点在于提供了全自动芯片生成功能,使用户能根据自身需要灵活控制芯片的规模和功能,快速开发一系列的适应不同应用的FPGA.借助VDS成功设计出两款FPGA芯片,通过对FPGA进行电路设计以及对芯片和应用进行仿真与验证,证明了VDS的有效可行.     

基于FPGA全功能MVB网络从设备链路层IP核设计

采用模块化的设计方法,将从设备链路层IP核分为多个模块,包括编码译码模块、帧校验模块、收发缓冲器模块、通信存储器模块以及控制单元模块。使用Altera公司的QuartusⅡ集成开发环境,以Verilog HDL作为硬件描述语言,实现各个模块的具体功能。使用软件仿真并在FPGA开发板上对链路层功能进行测试。实验结果表明,所设计的IP核满足国际列车通信网络标准IEC-61375。     

集群通信网络中的高速率位同步技术

采用FPGA(Field Programmable Gate Array)器件实现高速集群通信中的多路数据同步检测时，由于受器件本身性能限制，难以设计出具有较高速率的数字锁相环(DPLL)电路。本对采用FPGA器件设计的高速率位同步电路，从通信可靠性角度进行了理论分析和实验，性能满足要求，而且电路检测最高工作频率可达器件的最高工作频率。     

基于DSP的红外成像电力在线检测系统的研究

介绍了红外焦平面热成像仪原理,系统采用FPGA对数据进行采集控制,采用DSP对数据进行处理并与PC机通信,在硬件上构成一个以DSP＋FPGA＋PC的成像电力在线检测系统。文章给出了红外成像视频信号和DSP数据处理方法,并使用VB6.0实现图像在PC机上的显示和处理。     

HIT/DLR HandⅡ类人形五指灵巧手机构的研究

为了使灵巧手的外观和结构功能更加类人化,研制了新一代类人形机器人五指灵巧手--HIT/DLR Hand Ⅱ.该灵巧手由一个独立的手掌和5个完全相同的具有4个关节3个自由度的模块化手指构成.机电集成的设计思想保证了所有驱动器,传动系统和电路系统都集成在手指和手掌的内部.钢丝耦合机构的采用,保证了手指末端关节在整个运动范围内都能够保证精确定1:1传动比.包装件同结构功能件融合的设计思想不但进一步缩减的灵巧手的外形尺寸,而且使灵巧手外形更加类人化.所有的创新型设计使灵巧手的手指外形尺寸仅是上一代手指的1/3.此外,为了提高灵巧手的多感知能力,重新设计的力/力拒传感器,位置传感器及温度传感器通巧妙的集成在手指的内部.试验表明,所设计的灵巧手不但达到了设计目标,也表现出了很强的抓握能力.     

适用于MMC-HVDC的定频模型预测控制策略

模型预测控制能够简化控制结构,动态性能优越,被广泛运用于诸如模块化多电平换流器(MMC)等复杂的非线性系统,但传统的模型预测控制存在权重因子无法精确设计、计算量庞大以及开关频率高的问题.为解决上述问题,提出一种基于固定频率的模型预测控制(Fixed frequency control-Model Predictive ...     

3种脉冲计数检测电路的设计与分析

为实时在线测量电力线的线径,设计了3种基于光栅位移传感器的脉冲计数电路,其控制核心分别采用8051系列芯片STC12C5A60S2,FPGA芯片EP1C3和16位定点DSP芯片TMS320F2407,对比分析了不同方案下的控制效果.实验结果表明:基于FPGA的脉冲计数方法和基于DSP的脉冲计数方法的外围电路简单,精度高,抗干扰能力强,但开发成本较高,基于FPGA的脉冲计数方法侧重于硬件设计,需要掌握VHDL语言;基于DSP的脉冲计数方法需要掌握DSP芯片复杂的内部结构及开发流程,注重于算法的实现.     

FPGA在步进电机任意细分驱动中的应用

介绍一种采用FPGA输出PWM控制信号对步进电机细分驱动的实现方法。利用FPGA中的嵌入式FAB构成LPM-ROM，存放步进电机各相细分电流所需的PWH控制波形数据表．并通过FPGA设计的数字比较器，同步产生多路PWM电流波形，实现对四相步进电机转角进行均匀细分控制。该设计简化了外围电路，控制精度高、效果好。     

整数小波变换在图像处理系统中的应用

随着互联网的普及和图像应用范围的不断扩大,对图像的处理提出了新的要求,为满足高速实时图像处理的要求,提出一种基于FPGA为辅助单元,ADSP-BF561处理器为核心图像数据处理单元的并行系统结构。其中DSP负责图像处理,FPGA负责实现整个系统的数字逻辑及I2C总线的配置,增加了该系统的灵活性及实时性。同时结合离散整数小波变换算法,在硬件系统上实现了整数小波变换,取得了较好的试验效果。     

FPGA在高速高精运动控制系统中的应用

介绍了FPGA器件在高速高精运动控制系统中的应用。在该系统中通过FPGA器件实现了对直线电机各轴位置的精确反馈，DSP系统的存储空间的分配；同时，配合DSP及ISA的访问时序，实现了对双口RAM和ISA总线的地址译码及读写控制，以完成DSP与ISA之间的数据交换。通过对FPGA器件的使用，简化了系统设计，提高了系统的性能。     

探地雷达回波信号等效采样控制系统硬件设计

针对无载频探地雷达系统具有复杂的系统时序控制的特点,设计了一种利用FPGA配合可编程延时器件和时变增益器件来完成复杂时序控制的硬件系统.该系统由信号处理器DSP发出控制指令并完成后期算法,再通过USB2.0实现与上位机的数据通信,给出并验证了以DSP为核心、以FPGA实现探地雷达数据采集控制的方法,实现了最小半脉宽2ns的等效采样,最小延时0.15ns、最大延时1313.25ns的采样时窗,及理论数据吞吐量为480Mbit/s的数据传输.系统的集成度高,可嵌入应用,硬件易更新.     

基于ARM和DSP的可重构数控系统

针对柔性化制造的要求,构建了以ARM、DSP为基础的数控系统平台。该平台集成度高、稳定性强,能实现生产过程的高速度、高精度要求;同时巧妙利用SRAM解决了现场可编程门阵列(FPGA)动态重构中的重建时隙问题,实现了基于FOGA的可重构设计,提高了系统的柔性。在硬件基础上引入嵌入式实时操作系统RT-Linux,采用层次化软件设计,提高了数控系统运行的稳定性和任务调度的实时性。试验结果证明该方案是可行的。     

基于PCI Express总线的数据处理与传输卡的设计与实现

针对软件无线电系统中数据实时处理和高速传输的需要,使用Virtex5 SX50TFPGA设计了PCI Express接口电路,并设计实现了FPGA和DSP组合的数据处理与传输卡。该卡将经过光纤传输后的前端数据送入FPGA内缓存,由FPGA和DSP联合实现对大量数据的处理,通过PCI Express接口将处理结果实时传输给微机,具有可重复编程和配置功能。     

基于DSP控制的开关磁阻电机可逆传动系统

为了优化相电流波形，减少转矩脉动，改善系统的静、动态特性，提出了开关磁组电机（SRM）系统软、硬件综合优化策略.根据SRM的转矩相电流和转子位置角的非线性关系，将系统的运行状态划分为8种不同的工作状态.针对不同运行状态的特征，采用了电压斩波控制（CVC）、电流斩波控制（CCC）、角度位置控制（APC）以及换相逻辑控制策略.使用数字信号处理器（DSP）为控制器，智能功率模块（IPM）为功率变换器，完成了带有能耗制动环节和能在四个象限运行的可逆传动系统的设计，以及软、硬件的研制，并建立了实验系统.试验结果表明，采用软、硬件综合优化策略的系统有优良的静、动态特性.