氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)軟硬件開發(fā)
發(fā)布時(shí)間:2021-11-11 21:55
近年來,雷達(dá)伺服控制技術(shù)有了快速的提高。本論文題目來自于某研究所的伺服系統(tǒng)研發(fā),論文重點(diǎn)闡述了系統(tǒng)的開發(fā)過程。論文介紹了基于C#語言的軟件開發(fā)和基于ARM+FPGA綜合技術(shù)的硬件開發(fā)方案,并完成具體的開發(fā)設(shè)計(jì)。軟件上,完成了以C#語言為基礎(chǔ)的軟件開發(fā),介紹了軟件開發(fā)涉及到串口通信、多線程和UDP組播通信的關(guān)鍵技術(shù),并進(jìn)一步闡述了軟件開發(fā)的設(shè)計(jì)流程和功能實(shí)現(xiàn)。硬件上,完成了以ARM模塊電路、FPGA模塊電路、通信電路、電機(jī)控制信號(hào)處理電路和旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)處理電路為核心的硬件設(shè)計(jì);完成了ARM程序的編寫,簡(jiǎn)單介紹了其相關(guān)程序設(shè)計(jì)流程圖;完成了可編程邏輯器(FPGA)的開發(fā)工作,包括對(duì)FPGA總體邏輯、控制信息配置邏輯、脈沖輸出邏輯、旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)化器邏輯和中斷邏輯的開發(fā)。完成上述工作后,進(jìn)行了控制系統(tǒng)的測(cè)試試驗(yàn)。結(jié)合雷達(dá)主機(jī)、上位機(jī)、交流伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器、旋轉(zhuǎn)變壓器、限位開關(guān)和天線的測(cè)試平臺(tái),進(jìn)行多次測(cè)試和長時(shí)間的拷機(jī)。結(jié)果表明:氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠,性能穩(wěn)定,能夠按照雷達(dá)主機(jī)的指令信息,完成相應(yīng)的功能,達(dá)到系統(tǒng)要求的指標(biāo)。
【文章來源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題的研究背景及來源
1.2 伺服系統(tǒng)發(fā)展概況
1.3 伺服系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)
1.4 本論文的主要工作
1.4.1 論文主要研究?jī)?nèi)容
1.4.2 論文的主要部分
第二章 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
2.1 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)介紹
2.2 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)介紹
2.2.1 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)
2.2.2 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)總體功能
2.2.3 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)各部分組成及其功能
2.3 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
2.3.1 控制系統(tǒng)軟件開發(fā)的方案選擇
2.3.2 控制系統(tǒng)硬件開發(fā)的方案選擇
2.4 本章小結(jié)
第三章 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)硬件開發(fā)
3.1 硬件電路設(shè)計(jì)
3.1.1 電源設(shè)計(jì)
3.1.2 ARM 最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
3.1.3 可編程邏輯控制器(FPGA)模塊電路設(shè)計(jì)
3.1.4 與天線控制單元通信模塊電路設(shè)計(jì)
3.1.5 ARM 與 FPGA 通信模塊電路設(shè)計(jì)
3.1.6 旋轉(zhuǎn)變壓器反饋信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)
3.1.7 電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
3.1.8 其他模塊電路設(shè)計(jì)
3.2 ARM 軟件的編寫
3.2.1 ARM 程序開發(fā)環(huán)境
3.2.2 ARM 實(shí)現(xiàn)的功能
3.2.3 ARM 開發(fā)軟件編寫準(zhǔn)則
3.2.4 ARM 軟件主程序函數(shù)
3.2.5 軟件接口函數(shù)的介紹
3.2.6 指令解析函數(shù)的介紹
3.2.7 功能函數(shù)的介紹
3.3 FPGA 的設(shè)計(jì)開發(fā)
3.3.1 FPGA 的開發(fā)環(huán)境
3.3.2 FPGA 的開發(fā)流程
3.3.3 可編程邏輯器件的邏輯結(jié)構(gòu)
3.3.4 狀態(tài)邏輯的轉(zhuǎn)換
3.3.5 S 型加減速控制邏輯實(shí)現(xiàn)
3.3.6 旋轉(zhuǎn)變壓器的介紹及工作原理
3.3.7 俯仰上下限位開關(guān)保護(hù)實(shí)現(xiàn)
3.3.8 FPGA 內(nèi)部中斷
3.4 本章小結(jié)
第四章 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)軟件開發(fā)
4.1 系統(tǒng)軟件開發(fā)的平臺(tái)環(huán)境
4.2 系統(tǒng)軟件開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)
4.2.1 串口通信技術(shù)
4.2.2 UDP 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)
4.2.3 多線程技術(shù)
4.3 系統(tǒng)軟件開發(fā)的設(shè)計(jì)
4.3.1 天線控制單元(ACU)與天線驅(qū)動(dòng)單元(ADU)之間的程序設(shè)計(jì)
4.3.2 天線控制單元(ACU)與雷達(dá)主機(jī)之間的設(shè)計(jì)
4.3.3 天線控制單元(ACU)其他功能的設(shè)計(jì)
4.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的功能實(shí)現(xiàn)
4.4.1 天線控制單元(ACU)與天線驅(qū)動(dòng)單元(ADU)的功能實(shí)現(xiàn)
4.4.2 天線控制單元(ACU)與雷達(dá)主機(jī)之間的設(shè)計(jì)
4.4.3 天線控制單元(ACU)其他功能實(shí)現(xiàn)
4.5 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)的測(cè)試
5.1 系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)介紹
5.1.1 雷達(dá)主機(jī)介紹
5.1.2 伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器介紹
5.1.3 旋轉(zhuǎn)變壓器及其限位開關(guān)介紹
5.2 系統(tǒng)測(cè)試
5.2.1 本地控制測(cè)試
5.2.2 遠(yuǎn)程控制測(cè)試
5.2.3 系統(tǒng)的狀態(tài)及故障報(bào)警測(cè)試
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種基于旋轉(zhuǎn)變壓器的通用數(shù)字式軸角傳感器及其誤差補(bǔ)償技術(shù)[J]. 羅詩風(fēng),夏明霞,王軍,李建忠,廖傳偉. 機(jī)床與液壓. 2012(23)
[2]應(yīng)用Web Services的模塊化科研管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 曾凡勇,梅秀英,李凡,劉丹,趙揚(yáng). 科技傳播. 2012(03)
[3]基于TPS54160芯片的開關(guān)電源設(shè)計(jì)[J]. 董治剛. 電工電氣. 2011(06)
[4]嵌入式系統(tǒng)電源芯片選型與應(yīng)用[J]. 孟海斌,張紅雨. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2010(12)
[5]完美世界——Visual Studio 2010新理念選析[J]. 景宇寧. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì). 2010(19)
[6]基于JTAG邊界掃描方式的重構(gòu)控制器的設(shè)計(jì)[J]. 方超,龔龍慶,張寶利. 電子產(chǎn)品世界. 2010(Z1)
[7]TKScope嵌入式仿真開發(fā)平臺(tái)講座(9) TKScope無縫嵌接多種主流IDE環(huán)境 TKStudio自主產(chǎn)權(quán)嵌入式集成開發(fā)環(huán)境[J]. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2009(11)
[8]基于ARM的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)[J]. 李丹,童亦斌,金新民. 電氣應(yīng)用. 2007(10)
[9]Cyclone系列可編程邏輯器件配置實(shí)現(xiàn)[J]. 查蔓莉,王保明. 微計(jì)算機(jī)信息. 2007(11)
[10]航空發(fā)動(dòng)機(jī)智能自整角機(jī)傳感器的設(shè)計(jì)[J]. 姚瑋,段翀. 微計(jì)算機(jī)信息. 2005(21)
碩士論文
[1]基于ARM+FPGA的六軸運(yùn)動(dòng)控制器的開發(fā)設(shè)計(jì)[D]. 姜志波.西安電子科技大學(xué) 2013
[2]基于Ethernet Powerlink的多軸運(yùn)動(dòng)控制器的研究[D]. 劉爭(zhēng)明.廣東工業(yè)大學(xué) 2011
[3]智能視頻監(jiān)控管理軟件關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 郝建林.山東建筑大學(xué) 2011
[4]建筑業(yè)采購管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 胡孟杰.南京理工大學(xué) 2011
[5]多軸數(shù)字伺服控制器的開發(fā)[D]. 張第.天津大學(xué) 2010
[6]數(shù)控多功能復(fù)合機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制卡的研究[D]. 胡兵兵.蘭州理工大學(xué) 2009
[7]基于DSP的氣象雷達(dá)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 徐法東.南京理工大學(xué) 2009
[8]基于VxWorks的獵雷聲納穩(wěn)定平臺(tái)數(shù)字控制系統(tǒng)研究[D]. 王瑞雙.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[9]自整角機(jī)的不同安裝方式對(duì)雷達(dá)方位精度的影響研究[D]. 王宏杰.南京航空航天大學(xué) 2008
[10]基于PowerPC的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張銳.大連理工大學(xué) 2007
本文編號(hào):3489598
【文章來源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題的研究背景及來源
1.2 伺服系統(tǒng)發(fā)展概況
1.3 伺服系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)
1.4 本論文的主要工作
1.4.1 論文主要研究?jī)?nèi)容
1.4.2 論文的主要部分
第二章 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
2.1 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)介紹
2.2 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)介紹
2.2.1 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)
2.2.2 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)總體功能
2.2.3 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)各部分組成及其功能
2.3 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
2.3.1 控制系統(tǒng)軟件開發(fā)的方案選擇
2.3.2 控制系統(tǒng)硬件開發(fā)的方案選擇
2.4 本章小結(jié)
第三章 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)硬件開發(fā)
3.1 硬件電路設(shè)計(jì)
3.1.1 電源設(shè)計(jì)
3.1.2 ARM 最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
3.1.3 可編程邏輯控制器(FPGA)模塊電路設(shè)計(jì)
3.1.4 與天線控制單元通信模塊電路設(shè)計(jì)
3.1.5 ARM 與 FPGA 通信模塊電路設(shè)計(jì)
3.1.6 旋轉(zhuǎn)變壓器反饋信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)
3.1.7 電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
3.1.8 其他模塊電路設(shè)計(jì)
3.2 ARM 軟件的編寫
3.2.1 ARM 程序開發(fā)環(huán)境
3.2.2 ARM 實(shí)現(xiàn)的功能
3.2.3 ARM 開發(fā)軟件編寫準(zhǔn)則
3.2.4 ARM 軟件主程序函數(shù)
3.2.5 軟件接口函數(shù)的介紹
3.2.6 指令解析函數(shù)的介紹
3.2.7 功能函數(shù)的介紹
3.3 FPGA 的設(shè)計(jì)開發(fā)
3.3.1 FPGA 的開發(fā)環(huán)境
3.3.2 FPGA 的開發(fā)流程
3.3.3 可編程邏輯器件的邏輯結(jié)構(gòu)
3.3.4 狀態(tài)邏輯的轉(zhuǎn)換
3.3.5 S 型加減速控制邏輯實(shí)現(xiàn)
3.3.6 旋轉(zhuǎn)變壓器的介紹及工作原理
3.3.7 俯仰上下限位開關(guān)保護(hù)實(shí)現(xiàn)
3.3.8 FPGA 內(nèi)部中斷
3.4 本章小結(jié)
第四章 氣象雷達(dá)控制系統(tǒng)軟件開發(fā)
4.1 系統(tǒng)軟件開發(fā)的平臺(tái)環(huán)境
4.2 系統(tǒng)軟件開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)
4.2.1 串口通信技術(shù)
4.2.2 UDP 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)
4.2.3 多線程技術(shù)
4.3 系統(tǒng)軟件開發(fā)的設(shè)計(jì)
4.3.1 天線控制單元(ACU)與天線驅(qū)動(dòng)單元(ADU)之間的程序設(shè)計(jì)
4.3.2 天線控制單元(ACU)與雷達(dá)主機(jī)之間的設(shè)計(jì)
4.3.3 天線控制單元(ACU)其他功能的設(shè)計(jì)
4.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的功能實(shí)現(xiàn)
4.4.1 天線控制單元(ACU)與天線驅(qū)動(dòng)單元(ADU)的功能實(shí)現(xiàn)
4.4.2 天線控制單元(ACU)與雷達(dá)主機(jī)之間的設(shè)計(jì)
4.4.3 天線控制單元(ACU)其他功能實(shí)現(xiàn)
4.5 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)的測(cè)試
5.1 系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)介紹
5.1.1 雷達(dá)主機(jī)介紹
5.1.2 伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器介紹
5.1.3 旋轉(zhuǎn)變壓器及其限位開關(guān)介紹
5.2 系統(tǒng)測(cè)試
5.2.1 本地控制測(cè)試
5.2.2 遠(yuǎn)程控制測(cè)試
5.2.3 系統(tǒng)的狀態(tài)及故障報(bào)警測(cè)試
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種基于旋轉(zhuǎn)變壓器的通用數(shù)字式軸角傳感器及其誤差補(bǔ)償技術(shù)[J]. 羅詩風(fēng),夏明霞,王軍,李建忠,廖傳偉. 機(jī)床與液壓. 2012(23)
[2]應(yīng)用Web Services的模塊化科研管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 曾凡勇,梅秀英,李凡,劉丹,趙揚(yáng). 科技傳播. 2012(03)
[3]基于TPS54160芯片的開關(guān)電源設(shè)計(jì)[J]. 董治剛. 電工電氣. 2011(06)
[4]嵌入式系統(tǒng)電源芯片選型與應(yīng)用[J]. 孟海斌,張紅雨. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2010(12)
[5]完美世界——Visual Studio 2010新理念選析[J]. 景宇寧. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì). 2010(19)
[6]基于JTAG邊界掃描方式的重構(gòu)控制器的設(shè)計(jì)[J]. 方超,龔龍慶,張寶利. 電子產(chǎn)品世界. 2010(Z1)
[7]TKScope嵌入式仿真開發(fā)平臺(tái)講座(9) TKScope無縫嵌接多種主流IDE環(huán)境 TKStudio自主產(chǎn)權(quán)嵌入式集成開發(fā)環(huán)境[J]. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2009(11)
[8]基于ARM的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)[J]. 李丹,童亦斌,金新民. 電氣應(yīng)用. 2007(10)
[9]Cyclone系列可編程邏輯器件配置實(shí)現(xiàn)[J]. 查蔓莉,王保明. 微計(jì)算機(jī)信息. 2007(11)
[10]航空發(fā)動(dòng)機(jī)智能自整角機(jī)傳感器的設(shè)計(jì)[J]. 姚瑋,段翀. 微計(jì)算機(jī)信息. 2005(21)
碩士論文
[1]基于ARM+FPGA的六軸運(yùn)動(dòng)控制器的開發(fā)設(shè)計(jì)[D]. 姜志波.西安電子科技大學(xué) 2013
[2]基于Ethernet Powerlink的多軸運(yùn)動(dòng)控制器的研究[D]. 劉爭(zhēng)明.廣東工業(yè)大學(xué) 2011
[3]智能視頻監(jiān)控管理軟件關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 郝建林.山東建筑大學(xué) 2011
[4]建筑業(yè)采購管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 胡孟杰.南京理工大學(xué) 2011
[5]多軸數(shù)字伺服控制器的開發(fā)[D]. 張第.天津大學(xué) 2010
[6]數(shù)控多功能復(fù)合機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制卡的研究[D]. 胡兵兵.蘭州理工大學(xué) 2009
[7]基于DSP的氣象雷達(dá)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 徐法東.南京理工大學(xué) 2009
[8]基于VxWorks的獵雷聲納穩(wěn)定平臺(tái)數(shù)字控制系統(tǒng)研究[D]. 王瑞雙.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[9]自整角機(jī)的不同安裝方式對(duì)雷達(dá)方位精度的影響研究[D]. 王宏杰.南京航空航天大學(xué) 2008
[10]基于PowerPC的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張銳.大連理工大學(xué) 2007
本文編號(hào):3489598
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