原文传递
基于FPGA+DSP的航迹仪控制系统设计
| 论文题名： | 基于FPGA+DSP的航迹仪控制系统设计 |
| 关键词： | 船舶航迹仪;控制系统;设计理念;现场可编程门列阵;数字信号处理 |
| 摘要： | 航迹仪无论在民用渔船作业上还是在舰艇上都是不可缺少的重要设备之一。由于海洋环境的复杂性，我们对舰船的海上安全性越来越重视，随之航迹仪也成为研究的热点。航迹仪主要分为两大部分:一是绘图机箱，一是航迹仪控制系统。随着微电子等高科技的发展，对航迹仪设计越来越智能化。因此设计一种集成度高，体积小，耗能低，应用广泛，便于系统改造和升级的航迹仪控制系统具有重要的使用性和理论研究意义。本文针对航迹仪控制系统进一步研究，更改了原有的硬件平台，并对控制系统进行设计与实现。 本文介绍了国内外航迹仪发展历程和现状，然后分别介绍了几种传统航迹仪控制系统的方案，并针对传统航迹仪控制系统的优缺点，然后对此进一步的改进，设计了一种基于FPGA+DSP的航迹仪控制系统的方案。并详细介绍了该设计方案的优点，为整个系统设计提供了基础。 然后，根据航迹仪控制系统的方案要求和工作原理，设计出了控制系统的硬件电路和软件程序。在硬件电路部分，根据功能要求设计出了总体的硬件方案结构图，总体结构分为FPGA系统模块部分和DSP系统模块部分。根据控制系统的性能和功耗的要求详细的介绍了各芯片选取，然后结合实际需求和性能指标设计出了硬件电路的电路原理图，阐述了设计的理论。采用Verilog语言对FPGA各功能模块进行了分层次化编程，并对部分功能模块进行了modelsim仿真验证。然后，根据硬件电路中个器件的连接以及电路板的设计规则详细地介绍了制作高速航迹仪控制系统PCB板时布局以及布线的步骤，并完成了航迹仪控制系统的6层PCB板的绘制，制作出了完整的航迹仪控制系统的电路板。在软件部分，介绍了软件部分的总体结构，并阐述了控制系统的软件程序的设计思路，给出了相应的流程图。为实现航迹的绘制对所用到的插补算法及速度控制算法进行了研究，在原来基础上对插补算法、误差处理进行了改进，提高了系统运算速度和插补精度。在系统的调试部分，根据自己对电路板调试的过程对硬件调试进行了说明和总结，列举了自己在整个硬件电路调试过程中出现的问题，并且给出了解决方法。 |
| 作者： | 黎新龙 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 葛远声;杨羡 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
