基于LabVIEW FPGA的压电迟滞补偿控制研究

对压电陶瓷驱动器在工作过程中因迟滞非线性效应造成的误差提出了一种迟滞误差补偿控制方法。首先针对迟滞非线性,基于PI模型构建了相应的迟滞模型,并利用其逆模型对压电驱动器的输入电压进行调整;其次针对PI模型的不足之处,结合PID闭环控制进一步对迟滞误差进行补偿。最后基于LabVIEW FPGA模块搭建了压电迟滞补偿控制系统,并进行了单轴正弦振动轨迹控制试验研究。试验结果表明,在复合控制下,压电陶瓷驱动器在100 Hz以内频率下输出位移的最大相对误差在3%以内。

一种基于LabVIEW FPGA的运载火箭数字量接口测试方法

在运载火箭综合试验过程中,为提高测量系统在综合试验中的数字量接口测试的通用化和自动化水平,该文设计一种基于PXI总线的外系统等效器发送数字量信号模拟源的方法,通过LabVIEW FPGA模块方式来模拟控制系统的加表、陀螺脉冲、计算机字,使用LabVIEW图形化编程方式在上位机在线下载和编译FPGA逻辑,从而实现数字量信号时序逻辑的软件自定义。该方法成功应用于某运载火箭型号测量系统综合试验,易于状态升级需求和移植到其他型号,具备较强的扩展性。

LabVIEW FPGA实时仿真在现代电力电子技术实验教学中的应用

为了提高"现代电力电子技术"课程的教学效果,将Lab VIEW FPGA实时仿真技术应用于课程的综合性和研究性实验教学。通过设计基于Lab VIEW FPGA快速原型方式的直流电机H桥PWM调速开/闭环控制教学案例,进一步增进学生对电力电子典型拓扑电路及其闭环控制系统的理解,强化学生对现代电力电子系统的多学科点交叉应用、整机综合分析、参数设计和测试技能的学习。教学实践表明,采用上述实时仿真教学,有助于学生对现代电力电子技术系统级的把握和工程实践能力培养,教学效果良好。

用LabVIEW FPGA模块实现不同时钟域的数据连续传输

为了解决基于LabVIEW FPGA模块的DMA FIFO深度设定不当带来的数据不连续问题,结合LabVIEW FPGA的编程特点和DMA FIFO的工作原理,提出了一种设定FIFO深度的方法。对FIFO不同深度的实验表明,采用该方法设定的FIFO深度能够比较好地满足系统对数据连续传输的要求。研究结果对深入展开研究和工程设计具有一定的指导意义。

LabVIEW FPGA模块在飞控计算机测试系统中的应用

飞控计算机是战术飞行武器控制系统的核心。针对其接收发送数字信号的不同时序要求,利用LabVIEW FPGA模块生成飞控计算机测试系统中的测试激励信号,同时接收其数字输出响应,完成测试。详细介绍了LabVIEW FPGA模块的硬件接口设计与软件设计,实践表明应用LabVIEW FPGA模块能缩短系统开发周期,系统可靠性高,工作稳定,满足设计要求。

基于LabVIEW FPGA的三相锁相环设计与实现

针对传统FPGA模式开发的锁相环在实时人机交互方面的不足,设计了基于LabVIEW FPGA技术的三相锁相环;方案以sbRIO-9631模块为硬件平台,利用LabVIEW编程控制FPGA逻辑,在FPGA中分三级流水线实现了基于dq变换的锁相环算法,并通过FIFO实时上传采集信号、锁定相位至PC机,最后在PC机上实现对锁相环性能分析、PI参数调控和数据显示;经过实验,该锁相环具有较高的精度,锁相时间约为两个周期,锁相误差约为0.03rad,通过PC机可实时调节锁相性能。

基于LabVIEW FPGA虚拟数字成形滤波器VI设计

对数字基带成型滤波的应用、原理及实现进行了研究。分析了在LabVIEW软件开发环境下进行滤波器实现的优势,介绍了数字成型滤波技术的应用实现和设计过程中所需的MATLAB常用分析工具,给出了整体设计思路和原理、FPGA设计流程和LabVIEW软件开发技巧,讨论了基于LabVIEW环境下FPGA模块数字成形滤波器的实现方案,该方案已成功应用于水下靶标中。

基于LABVIEW FPGA模块与主机通信系统的设计

以LabVIEW编程软件为基础,实现LabVIEW FPGA模块与主机进行数据通信,在指定通信速率下保证数据传输的实时性以及连续传输。使用R Series Multifunction RIO on Real-Time PXI项目类型,采用DMA模式与主机建立通信,对数据通信结果进行分析处理,对比不同参数设定下通信程序运行方式的区别与漏洞,并由此对程序进行改进。采用合适的参数设置,与原先设定方式进行比较,结果证明改进的程序满足预期各项通信指标要求。

基于LabVIEW FPGA的音圈电机神经网络控制方法

音圈电机是一种常用的高动态性能驱动器。为了优化、简化不同音圈电机的控制算法调试过程,提出了一种基于LabVIEW FPGA的改进RBF神经网络控制算法。该网络采用3-输入的3层网络结构,通过梯度下降法对隐含层权值系数更新,实现对音圈电机的电流环控制。仿真结果表明,随着隐含层节点数增加,RBF神经网络控制算法性能将优于单神经元自适应控制算法。当隐含层节点数为6时,系统电流上升时间为14μs,相对于单神经元自适应控制缩短了26.3%。将该算法用于激光精密指向系统,实验结果表明,隐含层4节点时,电流上升时间为25μs。实验结果与仿真结果较吻合,验证了RBF神经网络算法的有效性。

基于LabVIEW FPGA的压电陶瓷驱动器位移控制研究

针对传统实时模块存在的响应速度较慢、采样周期较长等缺点,不能满足压电陶瓷驱动器快速响应的要求,在LabVIEW FPGA模块下搭建了压电陶瓷驱动器的控制系统,并采用PID控制方法进行压电陶瓷驱动器的位移控制实验研究。实验结果表明:与实时模块PID控制方法相比,基于LabVIEW FPGA模块PID控制方法能有效提高压电陶瓷驱动器的动态性能,响应时间由37 ms降低到15 ms,且基本无超调。

LabVIEW FPGA模块在同步串行总线测试中的应用

针对目前无法通过普通板卡仿真某型飞机导航计算机专用的20位同步串行总线的现状,描述了一种利用LabVIEW FPGA软硬件模块,快速实现该通信协议的开发过程。首先简述20位同步串行总线的通信协议,然后重点介绍基于LabVIEW FPGA的通信协议的仿真,包括物理层、传输层、驱动层等设计过程,并通过波形采集、回绕测试等方式,验证了仿真结果与设计协议的一致性。

基于FPGA与LabVIEW的虚拟示波存储系统设计

针对传统示波器难以采集信号数据、不易便携、价格较贵等问题,设计了一种基于FPGA与LabVIEW的虚拟示波存储系统。虚拟示波器存储系统由下位机数据采集器和上位机应用程序构成,其中系统下位机以FPGA为核心,支持USB接口通信与供电的数据采集器,可同时对双路高频小信号进行转换与传输,且每个通道最高采样频率可达60 MHz,数据传输速率可达480 Mb/s;系统上位机基于LabVIEW软件,开发了系统应用程序,不仅实现与优化了传统示波器波形显示、参数测量等常用功能,还实现了信号数据采集功能。通过实验测试与对比分析表明,虚拟示波存储系统可以快速、准确地测量信号幅频参数、显示信号波形和采集信号数据,能够对峰峰值50 mV以上、1 MHz以内的信号幅度和频率进行准确测量,准确度优于传统示波器。

基于FPGA与STM32的光幕靶校验仪

光幕靶是一种能够对弹丸飞行速度测量的仪器,对光幕靶进行检定与校准是保证其测试数据准确、可靠的必备工作,针对现阶段有关光幕靶校验测试设备中存在操作繁琐复杂、造价高、专用性不强、测量效率低等问题,设计了基于FPGA与STM32的便携式光幕靶校验仪;提出了光幕靶校验仪的总体方案,分析和设计同步检定与异步校准信号,介绍了DDS技术的原理;设计了FPGA、STM32、DA模块硬件电路与光电夹具、串口触摸屏、电池模组,完成了对应芯片与所用器件的选型;在LabVIEW平台完成对FPGA的开发,利用FPGA采用DDS技术通过DA模块实现触发信号的生成,STM32完成数据处理与数据传输,使用串口触摸屏实现人机交互功能,最终由光电夹具输出信号;实验结果表明:该光幕靶校验仪输出信号同步时间一致性误差在330~370 ns之间,异步延时精确度在±0.1μs以内,具有误差小、精度高、便携轻量等特点,满足光幕靶快速校验的应用需求,为提高光幕靶的装调精度提供技术保证。

基于LabVIEW和FPGA的多功能虚拟频谱分析仪设计

基于虚拟仪器模块化的设计思想,设计出一种以FPGA为硬件基础,Lab VIEW为软件核心的多功能虚拟频谱分析仪。重点分析了硬件电路各个模块的设计方案和上位机软件数据处理方法。硬件电路包括对信号的调理、AD采集转换、存储及传输。另外,系统采用AD9288作为模数转换器,通过AD双路并行8位采样模式,可以提高系统的采样率。软件开发平台采用Lab VIEW,对数据进行滤波、加窗、FFT运算处理,并具有数字显示、图形绘制、存储和查看测试数据等功能。经测试该频谱分析仪稳定可靠,可用于高校实验教学中,具有一定实用价值。

基于LabVIEW和FPGA在数据采集系统中的开发设计

基于LabVIEW为软件FPGA为硬件开发了配套的数据采集存储系统,采用LabVIEW语言建立上位机的数据采集,能够在前台监控计算机提供人机界面,能够实现数据的采集、数据的保存、各种波形显示,监测数据和试验状态、在线判读、报警等功能。实际运行表明,该系统数据采集过程稳定、可靠,达到了设计要求。

基于FPGA和LabVIEW的USB数据采集与传输系统

文中设计了一个以EP2C8微处理器和CH375接口芯片等为硬件平台、以NiosII和LabVIEW为软件平台的数据采集与传输系统,硬件上介绍了整个系统的实现原理图,软件方面详细介绍了IP core、固件程序和底层驱动程序的开发过程,并实现了对8路外部模拟量和1路温度数字量的采集和传输。

FPGA和LabVIEW的CAN总线通信系统设计

为了保护探测器和保证探测器的最佳工作状态,卫星需要配备多种单机。在探测器的调试阶段,研制模拟卫星平台的CAN总线通信系统,完成与各单机的调试就显得非常重要。本文设计了一个基于FPGA和LabVIEW的CAN总线通信系统,用于系统联调测试。首先,设计FPGA的CAN总线功能模块用于完成SJA1000与总线之间的数据传输,设计USB功能模块用于完成与计算机的数据传输;然后,上位机采用LabVIEW,以事件结构为主程序框架,分类设计各单机的用户界面;最终实现了系统CAN总线信息的收发、存储、解析及显示功能。测试结果表明,该通信系统设计满足复杂多单机FXT系统CAN总线通信的实验测试需求,通信稳定可靠,具有较好的灵活性和可移植性。

基于FPGA和LabVIEW的任意波形发生器设计

介绍了一种基于PC机、单片机、FPGA和数字频率合成技术(DDS)的任意波信号发生器的设计方法;其中基于FPGA的DDS模块电路采用Verilog HDL语言和原理图相结合的方式设计,上位机的信号源面板以及波形编辑生成系统则基于LabVIEW图形化语言设计;基于FPGA的任意波形发生器,可以在不改变硬件平台的情况下,随时对信号源系统进行重构或升级,使得应用非常灵活和方便;特别是可以通过USB2.0接口和PC机连接,使得任意波的产生更加方便和快捷;实验结果表明整个设计可以产生0.01Hz^10MHz的任意波及正弦波、方波、三角波等常规的函数信号。

基于FPGA和LabVIEW的多通道数据采集系统设计

设计了一套基于FPGA和LabVIEW 2014八通道数据采集系统。该系统具有用户登录、多通道数据同时采集、实时显示、报警记录等各项功能。经验证,整套系统运行简单方便,可以满足工业现场使用,各通道数据采集吞吐速率可达200 k SPS(×103次/S),在-5～+5 V电压输入范围间测量精度高达0.5 m V以内,而且功能便于扩展。该系统可以应用于近代物理研究所加速器运行的温、湿度采集现场。

基于LabVIEW和FPGA的数字电路板比对测试系统设计

设计了一种基于LabVIEW和FPGA的数字电路板比对测试系统,该系统利用FPGA产生激励信号并对被测信号进行高速采样及缓存,同时借助于上位机的LabVIEW软件完成对整个系统的控制和被测信号的比对分析。实际应用表明,该系统具有运行稳定可靠、操作方便等特点,为数字电路的故障排除提供了依据。