基于DSP(TMS320F2812)的电机微机保护平台设计与开发

通过对电动机微机保护原理的分析研究,设计开发一种基于DSP的新型电动机综合保护平台,目的在于依托数字信号处理器(DSP)强大的运算能力和控制能力,检测电机运行过程中出现的各种故障类型,并对电机运行进行较为全面的保护。平台以TI公司生产的32位DSP(TMS320F2812)作为核心,在微机保护平台硬件和软件设计方面均采用模块化设计思路,以电机保护功能为设计指标,对各模块单元均采用了自顶向下,分层设计的方法,为电机微机保护领域提供了一种自动化程度高、反应迅速、抗干扰能力强、性能可靠的设计方案。     

快速可重组测控试验平台布线子系统的设计

在一种基于虚拟仪器的多功能快速可重组测控实验环境中,为了实现快速可重组思想,需要实现模块之间布线系统的设计。本文讨论了在Visual C＋＋开发平台下布线系统中线类的设计思想和实现过程,并对其中设计的主要函数和算法进行详细描述。     

新型的速度自适应观测器在直接转矩控制系统中的应用

实现高性能直接转矩控制系统的重要环节是准确地观测异步电机的定子磁链。文中将一种新型的速度自适应磁链闭环观测器，应用于直接转矩控制系统中，取代了传统的积分器，理论证明该系统是超稳定系统。仿真与实验表明，该方案电机磁链观测精度高，电机参数鲁棒性好，同时基于磁链观测器所设计的速度自适应辨识方案准确性好，收敛速度好，使系统在较低转速下仍能保持优良的性能。本系统针对1．1kW异步电机，采用数字信号处理器DSP（TMS320C32）进行了数字化实现，实时控制 软件是采用C语言和汇编语言混合编程实现的。     

开关磁阻电机非线性磁参数建模方法

建立了一种基于MATLAB/SIMULINK的非线性磁参数法的开关磁阻电机数学模型,在电磁场有限元(FEM)数值计算结果的基础上,解算出电机磁特性函数矩阵ψ(i,θ),把ψ(i,θ)函数矩阵三次样条插值变换成电机电流特性矩阵i(ψ,θ),再利用MATLAB/SIMULINK中的查表模块建立了开关磁阻电机系统的非线性模型。该模型中的电机本体模块、功率变换器模块、控制模块等都是通过SIMULINK中PSB通用功能模块搭建起来的,修改容易且直观性强,试验结果验证了该模型的准确性。     

基于ICKF的永磁同步电机无传感器控制方法

针对在永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)中安装传感器带来的高成本、体积增大、可靠性降低和易受环境干扰等问题,提出采用迭代容积卡尔曼滤波(Iterative cubature Kalman filter,ICKF)算法来估计电机转速和转子位置,并将其应用于永磁同步电机无传感器控制。首先,建立了PMSM在α-β坐标系下的离散数学模型。其次,在Matlab/Simulink环境下分别建立了基于容积卡尔曼滤波(Cubature Kalman filter,CKF)和ICKF的PMSM转速、电流双闭环的无传感器矢量控制系统仿真模型,并进行了给定转速和加负载两种工况的仿真验证。最后,基于TMS320F28335芯片搭建了硬件实验验证平台。仿真分析与实验结果均表明,迭代容积卡尔曼滤波算法应用于永磁同步电机无传感器控制中抗负载变化干扰性好、电机运行稳定、电机转速和转子位置估计精度高,可满足对电机精确控制要求较高的应用场合,具有重要参考价值和推广意义。     

DSP在电机控制中的应用

本文阐述了DSP（TMS320C240）的基本结构，指出该DSP计算速度快，具有PWM波形发生器等特点，并将DSP芯片应用于电机的矢量控制系统中，同时给出了控制系统的软件及硬件设计图。     

双凸极永磁电机数字控制驱动系统的分析与实现

揭示了采用斜槽转子结构的双凸极永磁电机独特的静态特性和运行原理,分析研究了新颖的控制策略和变P I参数转速调节与单极性电流滞环调节相结合的双闭环控制方案,阐述了DSP的数字实现方法,设计研制了9 kW,12/8极转子斜槽式双凸极永磁电机驱动系统。实验结果表明,转子斜槽结构电机与本文控制方案的结合有效改善了齿谐波效应,提高了电机出力及运行平稳度,具有结构简单、功率密度高、效率高、起动速度快和可控性好等优点。     

基于FPGA和DSP技术的雷达目标检测系统设计

雷达目标检测系统系统主要由FPGA和DSP两部分组成。FPGA芯片用来完成系统中各芯片之间的逻辑控制,DSP芯片用来实现雷达目标检测算法。该系统具有设计灵活、实时性能高、检测算法可配置、检测结果无丢失等优点。     

基于DSP高精度时钟同步系统设计

在实际应用的电子设备中,如果处在不与外界互联网通信的情况下,其计量时间的方式是以设备中的晶振若干个周期作为时基来计量的。由于晶振受温度、湿度、电磁干扰、机械振动与冲击、电源波动等因素的影响,标称值与实际值就会存在不吻合的现象,从而导致运行一段时间后不同的时钟模块走时的不一致。针对这一问题,作者提出了对应的自适应同步控制算法,并完成了时钟同步系统的设计。该系统由一个主时钟模块和多个被校钟模块构成,控制芯片都是采用DSP微处理器C2000系列中的TMS320F28335。各时钟模块都采用了恒温晶振,为了方便做对比,多个被校钟模块选用了不同参数的恒温晶振。主时钟模块与多个被校时钟模块之间的同步信号采用光耦传输,一分钟同步一次。系统完成的实际测试结果表明系统运行到稳态时主时钟和被校时钟之间的时间误差都可以精确到±2.5μs以内。     

川崎焊接机器人控制系统设计开发

选用川崎FS30N型号焊接机器人为受控对象,开发一套专用机器人控制系统。以DSP320F28335芯片为控制器核心,分模块设计硬件平台,CDHD系列伺服驱动器驱动机器人关节电机。分析系统功能,将软件分为文件管理、运动控制、事件处理和信息处理四个模块。采用OpenGL开发离线仿真系统,实现机器人焊接轨迹的离线仿真。焊接试验显示焊缝成形较好,证明所设计的控制系统正确、可行,能实现焊缝轨迹的焊接。     

电压前馈控制技术在矢量交流控制器中的应用

在电压源型异步交流电机矢量控制系统中,磁链与转速的解耦型式可分为转速、磁链闭环控制的直接矢量控制系统与磁链开环型的间接矢量控制系统。前者控制精度高,但需要准确的磁链信号,后者反应速度较慢,但能适应定转子互感和转子时间常数较宽的变化范围。本文针对直接矢量控制系统建立了电机的数学模型,研究并设计了电压前馈控制器,结合Matlab进行了软件仿真,并采用自制的电机控制板进行了实验,测试结果表明直接矢量控制系统性能较优。     

采用DSP实现的神经网络实时仿真系统

采用DSP设计完成了神经网络实时仿真系统，从神经网络协处理器的硬件结构，协处理器中的神经网络算法，神经网络协处理器及其宿主机间数值交换等方面系统地描述了该仿真系统，在神经网络在线算法的实现中，利用DSP能与其宿 主机实现并行工作的特点，采用DSP和计算机并行工作，在宿 主机中实现BP网络对受控对象的辩识，在神经网络处处理中完成模糊神经网络在线控制算法，从而加快了神经网络运算速度，使其能达到在线控制的要求，文末给出了一个直升机总矩通道在本仿真系统的仿真实例，说明了本系统的实用性。     

基于PID串级控制算法的物联网啤酒发酵检测系统

进行一种啤酒发酵检测与控制装置的研制,装置系统分为数据采集端,STM32智能网关,物联网云平台三部分。数据采集端一方面通过PT100传感器和HX711芯片构成的放大和A/D转换电路完成温度采集,将数据通过类似I2C的通信方式传给STM32 ARM核心电路,然后由PID串级算法实现温度控制。另一方面通过复合电极和LM358电路实现信号检测与放大功能,采样pH差分电压信号,送入STM32 ARM完成A/D转换。STM32 ARM网关一方面通过LCD液晶屏显示测量数据,另一方面与4G LM61模块以PCIE接口相连,将数据以MQTT协议的方式上传中国移动OneNET云平台,并通过时间调度算法管理多个任务的执行,系统符合工业4.0的发展趋势。     

三自由度超声电机定子的优化设计

研制了一种基于两个弯振模态和一个纵振模态 ,可分别绕 x,y,z轴转动的圆柱 -球体三自由度超声电机。从电机设计的角度讲 ,使电机的定子具有合适的工作模态是至关重要的。在通常情况下 ,人们往往采用试凑的办法来满足其工作模态的要求。但“试凑法”是经验性的 ,不仅耗时多 ,效率低 ,而且有可能得不到满意的结果。为此 ,本文建立了定子的优化设计数学模型 ,在 MATLAB环境下编写了相应的优化设计程序 ,并根据其优化设计结果 ,设计和制造了定子和电机的原型样机 ,其外径为 2 0 mm,长度为 67mm,重量为 1 5 7g。实验结果表明 :电机定子的模态频率和振型满足设计要求 ,并与优化结果相吻合。故本文提出的优化设计方法是可行和有效的 ,并可大大提高设计效率     

融合热特征的机场航站楼热成像显著人体检测模型（英文）

弱光背景下的目标检测是航站楼夜间巡检机器人的主要任务之一。然而,那些能够在计算资源有限的机器人平台运行的算法往往难以确保航站楼中人体目标的检测精度。为此,本文提出了一种融合热特征的显著人体检测模型。该模型仍然以U-Net神经网络作为基本架构,但是在解码器模块结构和模型轻量化方面重新进行了设计。一方面,在模型的解码器部分增加了由热特征分支和显著特征分支构成的融合模块,进而设计对图像高温区域更为敏感的预测损失函数,以提升算法在复杂场景下的检测精度;另一方面,通过精简编码器网络结构和控制解码器通道数的方式对模型进行了轻量化改进,以降低算法对计算资源的需求。4个数据集上的实验结果表明,本文方法既能确保较高的检测精度和很好的算法鲁棒性,又能以40 f/s以上的检测速度满足巡检机器人实时检测的需要。     

考虑非理想噪声干扰的直升机飞行动力学模型辨识方法

利用MATLAB/SIMULINK平台搭建了直升机仿真实验系统,并以UH-60直升机为对象实现了考虑非理想噪声干扰的仿真飞行实验。建立了非理想噪声数学模型并基于增广最小二乘法设计 了一套同时考虑模型参数和噪声参数的综合辨识算法,在此基础上,利用仿真实验数据实现了UH-60直升机纵向飞行动力学模型的辨识与验证。最后,通过与普通最小二乘法的对比验证了本文方法的优越性。      

分布式同步协同CAD/CAM系统的Web模型及实现

分布式协同设计与制造被认为是网络环境下数字化设计与制造的一个重要发展方向。本文从系统实施模式、体系结构和功能模块等方面讨论了构建分布式同步协同CAD／CAM系统的基本理论和方法，对涉及的会话通讯与数据传输、并发控制与一致性维护、远程环境下的协同感知及负载均衡等关键技术进行了研究。在现有超人2000系统的基础上实现了一跨平台协同CAD／CAM原型系统C—Superman的开发，并在广域网中进行了测试，响应速度快，运行良好，为面向21世纪的新一代制造技术的实现提供了新型的设计工具。     

基于无线传输的智能小车控制系统设计

智能小车由于可以在各种极端环境中通过远程控制实现没有特定人员参与情况下的预期目标工作,因而广泛用于仓库、车间、地下检查以及风险未知区域的信息收集等领域.设计的智能小车控制系统,由单片机、电源、电机驱动、手机终端、蓝牙模块、红外循迹跟踪、红外避障等模块组成,结合信息收集、无线数据传输、远程控制等技术,实现通过无线网络控制智能小车的运动轨迹,具有操作方便、适应性强、价格适宜等特点.     

基于ORB的交叉双旋翼无人直升机视觉跟踪控制系统

为了使交叉双旋翼无人直升机在全球定位系统（Global positioning system, GPS）信号不稳定的情况下实现对目标的视觉跟踪,设计了一种交叉双旋翼无人直升机视觉跟踪控制系统。首先,设计了一种视觉模块,对跟踪目标进行图像处理,利用基于方向性快速的特征点检测和旋转BRIEF(Oriented FAST and rotated BRIEF,ORB)描述子特征匹配和矩形检测,获取跟踪目标的中心点像素坐标,通过相机模型和旋转矩阵解算出跟踪目标的中心点实际位置。然后,设计了一种跟踪控制模块,采用串级比例积分微分（Proportional-integral-derivative,PID）加前馈的控制结构,为了限制极限位置和最大加速度,位置控制中采用平方根控制器,姿态控制中设计了一种交叉双旋翼姿态控制机构。之后,通过飞控地面站搭建仿真环境,对添加视觉模块的飞行控制系统进行仿真验证,结果表明,无人直升机可以很好地跟踪到视觉模块输出的期望位置。最后,进行实验验证,在设定最大飞行速度为1 m/s的条件下,姿态角最大为8°左右,位置与期望位置之间的误差最大为0.08 m,可以实现交叉双旋翼无...     

基于协作机械臂的航电开关柔性检测算法

在基于协作机械臂的航电联调联试系统中,为了解决机械臂在检测航电开关时存在环境复杂、需要适应不同种类开关与定位误差等问题,提出了两种基于关节力传感器的航电开关柔性检测算法,用来检测航电联试环境中主要的3大类开关.基于外力阈值检测的接触定位与操作算法,通过广义动量观测器估计末端外力,并在控制机械臂运动时设置操作力阈值,实现...