基于DSP+FPGA的旋转平台自抗扰控制方法

旋转平台在低速运转过程中易产生非线性摩擦,由于非线性因素的影响,传统PID算法的控制效果远不能满足超精密运动平台定位精度高、响应快速等要求。因此,设计了基于DSP+FPGA的旋转平台自抗扰控制算法(active disturbance rejection control,ADRC),利用扩张状态观测器(extend states observer,ESO)对系统内外部未知扰动进行实时估计并予以补偿,提升系统响应速度,增强鲁棒性与抗干扰能力。最后,通过正弦扫描实验进行验证,PID对正弦输入信号无法及时响应,超调明显;ADRC响应迅速,稳态误差波动小。相比PID,ADRC最大跟踪误差降低79.5%,跟踪误差平均值降低65.4%。

DSP ＆ FPGA-based control architecture for a highly integrated robot hand with enhanced impedance performance

A novel control system is developed to improve the capabilities of robet hand performing tasks in a variety of environments. A joint impedance control strategy has been successfully implemented in the low level control of a highly integrated robot hand. At flint, a real time controller with DSP＆FPGA-based multilevel control architecture is built. Then a current sensor of the single direct current （DC） link is used to measure and reconstruct the three phase currents, and a stable current signal is measured by optimizing sample instant. The experimental results of the joint impedance control show that the proposed method not only improves the effectiveness of contact environment performance, but also provides compliant interaction of robot hand with a person, which is very important for the development of friendly human robot of the next generation.

基于DSP和FPGA的望远镜伺服控制系统设计

针对交流永磁同步电机驱动的大型望远镜的高精度、低速平稳运行问题,研制了一套基于浮点数字信号处理器(DSP)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的驱动控制器。该控制器以DSP作为主控制器,FPGA作为协控制器,主控制器完成控制算法、接受指令等功能,协控制器实现PWM产生、电流采集、速度检测等功能。根据永磁同步电机矢量控制原理建立了永磁同步电机的数学模型,进行了永磁同步电机控制器的硬件设计;在硬件设计的基础上,采用自适应PI对望远镜的低速控制性能进行了研究。实验结果表明:当望远镜以32.4(″)/s匀速运行时,速度波动范围为±0.648(″)/s;当对望远镜做最大速度为1(°)/s,最大加速度为1(°)/s2的正弦引导时,最大引导误差为9.72″,引导误差RMS值为3.24″;该驱动控制系统能够实现望远镜的低速平稳运行,满足大型望远镜伺服控制系统的性能要求。

基于DSP与FPGA的运动控制器设计

设计了一种基于DSP和FPGA的四轴伺服电机运动控制器,该控制器选用DSP与FPGA作为核心部件。针对运动控制中的一些具体问题,如高速、高精度、实时控制等,规划了DSP的功能扩展,在FPGA上设计了功能相互独立的四轴运动控制电路。该电路接收和处理4路编码器反馈信号;可以处理原点、正负方向、到位以及急停等数字量输入信号;提供16路数字输入输出信号作为系统一般功能扩充使用;具有较高的集成度和灵活性。

基于双DSP-FPGA架构的城轨列车电力牵引控制系统

牵引控制系统是城轨列车电力牵引系统的核心部件之一,是牵引系统强、弱电交互的中枢纽带。由于城轨列车控制系统接口丰富且逻辑算法复杂、通信任务繁重,简单的控制架构已不能满足要求,进而提出了一种基于双浮点数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的系统架构,充分利用DSP强大的数字信号处理能力和FPGA强大的高速并行处理能力。给出了基于任务类型的硬件架构和基于处理速率需求的软件架构设计模式,C/C++、高速硬件描述语言(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,VHDL)及界面语言和相关支持软件用于实现所有牵引控制任务的调度管理和控制。在地铁和轻轨列车电力牵引系统上的成功运用,验证了提出的牵引控制系统架构的可行性和合理性。

基于双DSP与FPGA的飞机发电机控制器的设计

根据先进飞机对实时性和可靠性的要求,提出了一种基于定点+浮点双DSP的全数字式飞机发电机控制器设计方案;采用定点DSP TMS320F2812实现整个GCU的管理和通信功能,新型浮点型DSP TMS320F28335实现复杂的电压调节控制算法,采用FP-GA对状态和控制信号进行逻辑综合,共同完成GCU对飞机发电机的控制保护功能;同时采用嵌入式实时操作系统DSP/BIOS作为TMS320F2812管理软件的开发平台,进行实时多任务设计;该发电机控制器实时性好、可靠性高,还具有很好的扩展性。

基于DSP和FPGA的运动控制卡的设计与实现

针对数控系统的工作特点和要求,通过对TI公司新推出的DSP芯片TMS320F2812和ALTERA公司的FPGA芯片EP1K30功能和特点的深入分析,给出了一种基于DSP和FPGA的运动控制卡的设计与实现。在充分考虑上述芯片特点和资源的基础上,该卡采用DSP和FPGA取代单片机,能够更好地满足数控系统对运动控制单元的实时性和控制精度的苛刻要求。某型号三轴仿真转台已采用该运动控制卡作为主控制电路,并能很好地实现转台的定位精度,转速等性能指标要求。

基于DSP+FPGA的飞控系统硬件平台设计

针对某浮空器飞控系统多接口通信、低功耗、小体积、低成本的应用需求,设计了基于DSP+FPGA的飞控系统硬件平台。介绍了硬件平台总体结构设计;对飞控系统的接口资源模块及系统电源模块进行了设计;通过单板调试和搭建集成测试平台对硬件平台的硬件特性及接口功能进行了验证。验证结果表明:硬件平台具有高数据处理性能、良好接口协同工作能力、低功耗、开发成本低等特点,能够满足飞控系统的工作需求。此硬件平台可广泛应用于导航监测领域,为今后飞控系统的设计提供了广阔的思路。

基于DSP-FPGA全数字控制的并联有源电力滤波器

简要分析了并联有源电力滤波器的工作原理,选取含有裂相电容的三桥臂电压源型逆变器作为系统主电路,输出电流采用动态滞环控制。针对三相四线系统,且考虑电网电压畸变和不对称情况,给出一种基于瞬时功率理论实现无功功率和谐波全补偿的控制策略,并设计了基于DSP-FPGA的全数字控制系统。仿真和实验结果验证了控制策略的正确性。

基于DSP与FPGA的跟踪伺服运动控制器设计

在分析光电跟踪伺服系统特点的基础上,以TI公司DSP芯片TMS320F2812作为主控制芯片,采用FPGA进行逻辑时序控制,设计了基于DSP和FPGA的多轴伺服运动控制器。给出了该控制器的功能和硬件结构以及软件流程设计。实验结果表明,该控制器具有高集成度、灵活性、实时性、模块化的特点,完全满足了在复杂环境下对伺服系统控制的要求。

基于DSP与FPGA的变流器通用控制平台研究

提出一种基于DSP和现场可编程门阵列(FPGA)双CPU结构的新型变流器控制系统方案,其中DSP完成变流器控制策略的实现,主要包括:最大功率点跟踪、电压电流双闭环控制、低电压穿越控制、通信功能;FPGA完成三相锁相环控制、AD芯片采样控制、SVPWM波形控制、逻辑输出控制以及各类故障信号检测与停机保护功能,并采用了基于WIFI模块的风电故障信息传输系统。以双馈风电变流器为模型,设计了双馈风力发电变流器系统,完成了两电平与三电平SVPWM控制算法的FPGA实现。最后在自主研发的1.5 MW,2 MW双馈式变流器样机与光伏逆变器样机上进行了大量实验和长期的现场试运行,验证了控制系统平台的可行性与实用性。

基于FPGA和DSP的气体超声流量计驱动和数字信号处理系统

采用FPGA+DSP双核芯结构,研制气体超声流量计驱动和数字信号处理系统。利用FPGA很高的工作频率和丰富的内部资源,实现高速DAC和ADC的驱动控制和数据存储;利用DSP的高速运算能力,实现数字信号的实时处理。针对利用正弦波驱动产生的超声波回波信号,基于实验数据统计,提出跟踪回波信号峰值的可变阈值法,准确地提取特征波,有效地克服了噪声的影响,扩展了量程比。气体标定实验结果验证了方法和系统的有效性。

基于DSP和FPGA的实时信号处理系统

针对DSP和FPGA相结合的处理机结构进行了研究,分析了现行SIMD和MIMD结构下的数字信号处理机制的优劣,在此基础上提出了一种实时信号处理的线性流水阵列,通过实例证明了该结构的优越性能。

基于DSP和FPGA的实时视频处理平台的设计与实现

基于高速数字信号处理器(DSP)和大规模现场可编程门阵列(FPGA),成功地研制了小型化、低功耗的实时视频采集、处理和显示平台.其中的DSP负责图像处理,其外围的全部数字逻辑功能都集成在一片FPGA内,包括高速视频流FIFO、同步时序产生与控制、接口逻辑转换和对视频编/解码器进行设置的I2C控制核等.通过增大FIFO位宽、提高传输带宽,降低了占用EMIF总线的时间;利用数字延迟锁相环逻辑,提高了显示接口时序控制精度.系统软件由驱动层、管理层和应用层组成,使得硬件管理与算法程序设计彼此分离,并能协同工作.系统中的图像缓冲区采用了三帧的配置方案,使得该平台最终具有对PAL/NTSC两种制式的全分辨率彩色复合视频信号进行实时采集、显示和处理的能力.

基于DSP+FPGA架构的嵌入式运动控制平台设计

针对一体化转台控制所需的运动位置的高速采集与实时显示、多工作模式的运动轨迹和位置的实时控制以及远程控制的通信等要求,设计了一种基于DSP和FPGA的嵌入式运动控制平台。所设计的系统充分利用具有丰富外设资源和浮点运算能力的高性能DSP芯片作为主控制单元,并采用FPGA芯片Nios内核为协处理器实现良好的人机交互控制。实验结果表明,该系统具有高集成度、稳定等特点,已成功应用于一体化转台控制系统。

基于DSP和FPGA的运动控制器的设计与实现

针对数控系统的工作特点和要求,通过对TI公司推出的DSP芯片TMS320C6713和ACTEL公司的FPGA芯片A3P400功能和特点的深入分析,给出了一种基于DSP和FPGA的运动控制器的设计与实现。在充分考虑上述芯片特点和资源的基础上,该控制器采用浮点型DSP与FPGA,能够更好地满足数控系统对运动控制单元的实时性和控制精度的苛刻要求。同时介绍了运动控制器的硬件整体结构及主要模块的详细设计,并给出了DSP软件实现的程序结构框架。

基于ARM+DSP+FPGA的机器人运动控制器研究

为了满足机器人运动控制器实时性的要求,研究一种基于ARM+DSP+FPGA的机器人运动控制器,分析该机器人运动控制器的体系结构特点、硬件电路设计和各主要模块。所研究的控制器能够实现机器人可靠的运动控制。

一种基于DSP和FPGA的多轴运动控制卡的设计

介绍一种基于DSP和FPGA的运动控制卡的设计方案,包括各组成部分及其功能,具有高集成度、高运算速度、高处理能力等特点,是一种较好的数控系统平台。

一种基于DSP与FPGA的多路微特电机控制系统

设计了一种新型多路直流微特电机控制系统,用FPGA对多路直流电机的速度和位置编码实现硬件解调,DSP以读取外部数据方式读取各路电机速度,并进行PID控制。该方法设计简单,性能可靠,系统可以根据不同电机的工作特性设置采样时间,使得测速更加准确。在实际应用中,具有响应时间短、控制精度高等特点,适用于机器人足球赛等多路直流微特电机同时工作的场合。

基于DSP-FPGA的永磁电机数字控制系统设计

以交流永磁电机矢量控制原理为基础,介绍了一种基于DSP-FPGA的永磁电机数字控制系统的设计,完成了数字控制系统的总体架构及相应的硬件、软件设计,同时为了提高控制系统的动态性能,采用了基于CORDIC变换的旋转变压器解码算法得到转角正余弦函数值与转速信息,且DSP与FPGA之间采用高速同步串行通信SPI来实现。在对总体设计分析的基础上,通过计算机软件仿真和对实际永磁电机的控制实验结果表明,所设计的数字控制系统具有结构简单、较好的动静态特性与快速性能,在实际应用中具有较好的应用前景。