DSP在短行程直线电机精密位置控制中的应用研究

阐述了一种新研制的短行程永磁直流直线电机的工作原理,提出了基于DSP(TMS320LF2407A)的短行程直流直线电机数、模混合伺服控制系统方案,重点对直线电机的位置检测及控制技术进行了研究,给出了DSP控制器的位置检测接口电路、16位双极性数模转换器(DAC7641)的扩展电路和控制软件的实现方法。短行程直线电机的有效工作行程范围为±5mm,带有分辨率为1μm直线位移检测装置(光栅尺)。实验结果表明,控制系统设计合理,直线电机可实现精密定位,定位精度可控制在5μm以内。     

基于LXI总线的数字多用表模块设计

作为LXI仪器总线测试的具体应用,针对测试测量的通用性和可扩展性,成功研制了基于LXI总线的数字多用表模块;重点阐述了LXI总线数字多用表模块硬件电路的设计,以及SCPI命令解释器生成方法;硬件电路主要包括LXI接口电路和测量功能电路,∑-△测量功能电路包括模拟信号调理电路、∑-△A/D转换电路,LXI接口电路采用ARM9微控制器S3C2410和网卡控制器CS8900A的形式;结合LXI总线的优势,实现了高精度数字多用表模块功能,并就如何提高数字多用表模块的测试速度及准确度等问题进行了深入探讨.     

ADuC847的一类高精度I/F转换器的设计

设计了基于ADuC847的一类高精度、高输出的I/F转换器。首先,将双极性电流信号转换为双极性差分电压信号;然后ADuC847对该双极性差分电压信号进行A/D采样,通过对采样信号进行数字滤波,获得较稳定的A/D值。接着对零点和满量程进行校正;最后通过数字频率合成算法,由PWM0输出频率信号,而频率的双极性则由74LS00实现。     

网络化动态轨道衡监测系统的设计与实现

介绍了网络化动态轨道衡监测系统的设计,分别阐述了系统的硬件设计和软件设计.硬件部分主要包括A/D转换电路,放大滤波电路,网络通讯接口电路和电源电路,为提高系统整体精度设计中采用了高精度的16位AD转换芯片AD7655,通讯方式采用以太网通讯;软件包括上位机和下位机两个模块,主要实现数据采集、以太网通讯、车体判别、数字滤...     

基于DSP的固体火箭发动机试验台数字控制器的研究

此文首先介绍了固体火箭发动机试验系统数字控制器的组成和工作原理,在工作原理的基础上,建立了电磁轴承转子的单自由度数学模型,并完成了基于TMS320F2812处理器的控制系统的硬件方案设计与实现。在硬件实现的基础上,完成了数字控制器的软件设计,包括PID控制算法、与PC机通讯、A/D,D/A等。最后给出了数字控制器硬件、软件调试方法。     

嵌入式电子节能控制器的设计与实现

节能控制能够有效降低能耗,对保护环境等方面具有重要影响;但目前大多数电子节能控制器都是通过采用单片机技术和双向晶闸管过零触发交流调压电路对电子节能控制器进行设计;通过介绍电子的负荷特点和节能原理,分析电子节能控制器的硬件组成电路,并对电子节能控制器的主要软件程序的流程图进行设计,完成电子节能控制器设计;但这种方法节能控制效果较低,难以保证电子节能控制器性能,为此,提出一种基于模糊PID控制的嵌入式电子节能控制器设计与实现方法;首先通过对嵌入式电子节能控制器的处理器、电源电路、复位电路、系统时钟电路、JTAG接口电路、D/A转换电路、功放电路、双极性电源电路以及嵌入式电子节能控制器硬件PCB板器件布局等的设计,完成嵌入式电子节能控制器硬件设计;在此基础上,选用模糊PID控制方法对嵌入式电子节能控制器进行设计;通过分析模糊PID控制原理,介绍加入自调节因子的模糊PID控制的算法设计,以此确定输入输出隶属度函数,再利用模糊推理和模糊规则,得到电子节能控制器的模糊控制过程,从而完成嵌入式电子节能控制器的设计;实验证明,所提方法能够有效提高嵌入式电子节能控制器的节能控制效果,具有良好的使用价值。     

A/D和D/A转换的数字光电隔离电路

<正>为了提高单片机检测控制系统的抗干扰能力,有效的方法是进行光电隔离.对开关量信号的光电隔离是很容易的,但对模拟量的隔离要相对困难一些.采用数字光电隔离法实现模拟量隔离,其优点是不存在非线性问题,且成本低.数字光电隔离电路如图1所示.该电路含16路8位A/D转换、双路8位D/A转换,通过一片8255实现与单片机8031硬件接口.其中PB口作A/D数字隔离后的信号输入,PA_(4～7)作16路模拟输入的模拟开关控制.PA_3作A/D转换的起动.PC口作D/A的数字输出,PA_0、PA_1作两片D/A的片选控制和第一级寄存器写入,PA_2同时控制两片D/A的第二级寄存器写入.     

一种16位分辨率DAC的设计与实现

DAC0832是一款广泛应用的8位分辨率的D/A转换集成芯片。本文通过对DAC0832的研究和实验,提出了一种利用两片DAC0832实现16位分辨率的D/A转换器的新方法,降低了获得高分辨率D/A转换器的成本。文章中给出了两片DAC0832实现16位分辨率的D/A转换器的硬件电路、程序设计及测试数据。高8位数模转换和低8位数模转换的测试结果表明本设计的D/A转换器具有16位的分辨率,且线性度较好,达到16位分辨率D/A转换器的性能指标。应用这种方法,可将DAC0832的分辨率扩展为24位或者32位。     

基于FPAA的模糊自整定PID控制器设计

为提高过程控制的响应速度,提出了一种基于现场可编程模拟阵列(FPAA)模糊自整定PID控制器的硬件实现方法。在8块AN221E04芯片中实现模拟乘法器、求小求和以及除法等单元电路,由各单元电路组合成完整的控制器。作为硬件电路,该控制器与软件编程实现的模糊PID控制器相比具有很强的实时性;作为纯模拟电路,该控制器内部传输信号均为连续值的模拟量,不需要A/D、D/A转换电路,与采用数字电路实现的控制器相比具有电路简单、运算速度快的特点。仿真实验结果表明：基于FPAA的模糊自整定PID控制器超调量小、稳态误差小,控制器响应时间降到了微秒级。     

基于自适应控制的160WLED16位数字调光系统PWM恒流控制器

以PIC单片机为控制核心,提出了一种基于自适应PID控制器的160WLED16位数字调光系统的PWM恒流控制器的设计方案。用串联在160WLED电路中的电阻对LED电流进行检测得到电压信号,经过放大后,送PIC16F873A单片机的A/D转换器转换为量化值,通过与给定的亮度等级的PWM信号的第一次电流采样为基准电流信号进行比较,改变PWM输出的占空比控制LED的亮度等级。经测试,本系统能够实现160W白光LED在16位各级不同亮度时的恒流控制。     

采用定点数的数字DC-DC控制器设计

提出了一种应用于数字DC-DC变换器的高精度定点数字控制器的设计方法;在数字控制器的控制率运算中,将浮点数格式的控制参数转化为定点数格式,从而达到简化硬件电路的目的;该设计方法应用于降压型数字DC-DC变换器的设计中,并完成了基于FPGA的测试和验证;在500kHz的开关频率下,输出电压纹波为14mV,对于±0.5A的负载电流跳变,控制器响应时间约为330μs。测试结果表明,该设计方法在保持控制精度的前提下,可简化硬件电路的设计复杂度,并改善系统的瞬态性能。     

基于FPGA实现高精度A/D转换电路设计

提出间接实现高精度A/D转换电路的设计方案,给出以FPGA为核心,采用等精度测频原理,辅以高精度,低温漂的模拟、数字器件的具体电路设计,并进行了实际测试。测试表明该方案可以实现16位高精度、低线性误差的A/D转器。     

基于正弦数据压缩算法的DDS研究及FPGA实现

针对直接数字频率合成器（DDS）芯片因存储空间开销大导致功耗增加,可靠性降低的问题 ,设计了一种将改进sunderland算法与QE-ROM技术相结合的一种用于直接数字频率合成器（DDS）的紧凑型16位精度正弦查找表(ROM);对所设计的正弦查表算法进行了系统级仿真与硬件描述语言（Verilog HDL)实现,并最终在FPGA上进行了整体算法功能与性能的验证;基于AD5360芯片制作了一款多通道16位输出数模转换器(DAC),并搭载降压稳压芯片LM317和LM337实现了一款可以将220V工频转换为DAC所需的±9V和3.75V的供电电源。测试结果显示,设计的正弦查找表算法在达到16位精度的同时,只占据8576bit的存储空间。所使用的正弦数据优化算法相比较传统的DDS正弦波形发生器资源节省99.2%,实现了122：1的压缩比,有效降低了DDS的芯片面积和功耗;     

基于单片机的温度监控系统

介绍了一种以AT89C51单片机为主控制器,以温度传感器和A/D转换器作为主要外围元件的温度监控系统.该系统能够实现温度的实时显示以及温度报警.主要介绍了系统的硬件电路连接方法.最后通过仿真验证了本设计的可行性.     

多微机全数字式同步电动机矢量控制系统研究

本文介绍了作者自行设计的多微机全数字式交交变频器同步电动机矢量控制系统。该系统采用高性能、快速性好的16位单片机组成硬件电路，采用目前流行的可读性好、可靠性高的PLM高级语言编程，系统软、硬件保护功能较全，各种检测电路尽量采用先进的光电检测装置。该系统是为了适应国产挖掘机低速、大转矩的特点而设计的，这一理论的不断完善必将揭开我国挖掘机交流传动取代直流传动的序幕。     

单片机系统中CAN总线位移传感器的设计

介绍了CAN总线位移传感器硬件接口设计及软件编程方法。采用内部集成了CAN控制器模块及16位A／D转换器的单片机C8051F060设计CAN总线位移传感器,硬件设计简洁、可靠,软件编程方便。     

基于DSP的光纤气体传感器信号处理技术

针对以往光纤气体传感器模拟信号处理电路的不足,基于DSP芯片TMS320F2812设计并实现了一种嵌入式光纤气体传感器信号处理系统;重点描述了硬件实现方法及其软件开发,其硬件主要由接口电路、高精度运放器OPA139P,32位高性能定点DSP(数字信号处理器)TMS320F2812和D/A转换芯片DAC7625组成;软件部分的主要功能是产生交流信号,完成两路输入信号滤波,相敏检波,相除、线性化处理等工作.     

压力（位移）自动检测控制器检测单元接口设计

主要研究电液控制放大器模拟量输入通道中,位移传感器检测单元的测量放大电路和各输入信号与智能控制器的接口电路,使控制器的输入与各传感器的输出信息相匹配。     

基于MSP430的二线制高精度表头设计

针对传统的二线制表头在高温下测量精度差、温漂大的特点,提出了一种在高温下的高精度数显表头的设计方案。分别介绍了其软硬件的实现方法,即采用超低功耗微处理器MSP430F4250采集回路中的电流值,采用24位ADC转换器ADS1244进行模数转换,最后将经过运算的变送器输出信号值在LED数码管中加以显示。实测结果证明,该表头在高温下测量精度高、工作可靠、抗干扰性强、实用性强,势必会成为无源二线制仪表的发展方向。     

微小型导航系统中高精度导航计算机设计

通过分析微小型组合导航系统中导航计算机的功能要求,确定了导航计算机的硬件设计指标。提出以高性能浮点型TMS320C6713数字信号处理器(DSP)为核心处理器芯片,设计了高速18位差分A/D转换电路、16位D/A转换电路等多种接口电路,运用现场可编程逻辑技术有效地降低了系统设计复杂度。设计并实现了可靠的程序实现流程,使捷联惯性航姿系统脱离通用计算机平台。实验证明:基于DSP的组合导航系统的精度和实时性能够达到设计要求,并且,便携、价廉,对导航系统在微小型领域的广泛使用具有实际意义。