医用回旋加速器电源控制器硬件平台设计

医用回旋加速器控制系统是在HIRFL—CSR控制系统上总结、简化、优化而完善出来的，医用回旋加速器控制系统是一个基于网络的分布式控制系统，它由许多分控制系统组成。其中磁铁电源控制系统是回旋加速器控制系统中的一个重要组成部分，它是集波形发生、数据采集、状态监测为一体的控制系统。它由磁铁电源的高速、高精度信号给定以及模拟和状态回读两个部分所组成。信号给定的输出波形参数由实验计算得出。粒子束流的品质好坏由磁场决定，磁场由磁铁电源决定，磁铁电源由电源控制器的给定参考电压决定，因此电源控制器的精度直接影响束流品质。磁铁电源的给定信号由本控制器当中的DAC负责完成，DAC的精度要满足电源要求的精度；磁铁电源数据的采集、电源状态的监测由本控制器当中的CPLD+ARM+ADC协同完成，采集到的数据均存放在数据中心的数据库中，以供参考、分析及应用。本论文论述了回旋加速器磁铁电源控制器硬件平台的设计与实现。对磁铁电源控制系统，主要从系统的结构、各个部件的硬件设计和系统软件设计这几个方面进行论述；并详细论述了硬件的各个结构与电路设计。本文的工作在医用回旋加速器控制系统中具有很重要的意义，为重离子束治疗肿瘤做了基础准备。从测试及实验结果来看，我们对磁铁电源的控制系统不仅在硬件结构上，还是在软件设计实现上都达到了设计要求

医用回旋加速器电源控制器软件设计

医用回旋加速器控制系统是在HIRFL—CSR控制系统上总结完善出来的，医用回旋加速器控制系统是一个基于网络的分布式控制系统，它由许多分控制系统组成。磁铁电源控制系统是回旋加速器控制系统中一个重要部分，它是一个集波形发生、数据采集、状态监测与一体的系统。输出波形的参数由实验需要而计算得到。因为加速器所有的运行激励都由电源所控制，电源控制着磁场的状态，磁场的状态决定着加速器的状态，所以控制系统的直接控制对象就是磁场电源。在整个控制系统中最重要的就是控制波形的同步和波形的精度，这是同步加速器控制系统的关键所在。波形的同步由同步时序系统控制，这是回旋加速器成功运行的先决条件。数据的采集、电源状态的监测由数据采集模块CPLD+ARM负责完成，CPLD与ARM控制器结合，形成数据的上行通道。采集到的数据均存放在中央控制室的数据库中，以供参考、后期分析及应用。论文论述了对医用回旋加速器电源控制器软件的设计实现。对磁铁电源控制系统，主要从系统的结构、I/O部件的硬件设计和软件设计这几个方面进行论述；对软件系统，主要描述各类硬件驱动设计、对数据预处理和与数据库通信的设计实现。本文的工作在医用回旋加速器控制系统中具有很重要的意义，为重离子束治疗肿瘤做了基础准备。从测试及验收结果来看，我们对控制系统的优化不仅在硬件结构上，还是在软件设计实现上都达到了设计要求

HIRFL分布式控制系统嵌入式控制器设计

本文全面论述了一个基于PC104模块的嵌入式控制器的研制、开发及控制器的结构、性能和硬件软件设计。论文从HIRFL加速器分布式控制的要求出发，阐明了控制器的开发背景、基本结构的建立、电路的设计及主要元器件的选择和使用。论文分为两大部分，第一部分对嵌入式控制的理论及相关的技术作了简单的介绍，并对本设计中采用的嵌入式计算机PC104的结构做了说明，同时分析了目前HIRFL加速器控制系统的现状和进行嵌入式设计的目的。第二部分在详细地介绍嵌入式控制器硬件电路设计原理的基础上，结合理论进述了实际电路的设计，整个硬件的设计按功能分成模拟器件接口、I/O同步控制、并行I/O接口、抗干扰设计和主要芯片特性五大部分。软件设计采用面向对象的编程方法进行设计，操作系统软件采用微软公司的Windows CE，编程软件使用VC for Windows CE。论文从控制不同硬件的角度对软件进行分类说明。

总线控制器的设计及其在CSR控制系统中的应用

HIRFL-CSR(兰州重离子冷却储存环)是国家“九五”重大科学工程之一。CSR控制系统是保证CSR正常运行的重要环节。这是一个基于以太网的分布式控制系统，它由两部分组成：总体控制服务器系统和前端控制服务器系统。 本文介绍了应用于CSR前端控制系统中的嵌入式总线控制器。首先介绍了嵌入式总线控制器的硬件设计方案。系统以32位高速双以太网处理器JUPITER为核心。JUPITER是一款低成本、高性能、建立在以太网系统基础之上的处理器。该系统的外阴电路主要包括存储模块、接日模块、总线控制模块。接口模块有RS485、RS232和网络接口电路。其次论述了嵌入式操作系统uClinux的体系结构以及uClinux与标准Linux的不同之处。论文从uClinux的内核结构出发，讨论了源代码的组织结构，概括分析了uClinuxlj勺内存管理、进程管理。最后介绍了uClinujx统的移植方法和应用实现。uClinux移植主要包括引导装载程序、uClinux内核和文件系统三个部分。在引导装载程序的移植过程中，论文重点给出了一种固化引导装载程序的方法；在uClinux内核移植中，讨沦了交叉编译环境l为建立和uClinux内核配置方法，总结了uClinux内核移植的层次结构和具体的移植过程。沦文通过对嵌入式处理器的分析，以及对嵌入式操作系统移植的探讨，展示了嵌入式系统开发的核心技术，对眠入系统的开发应用具有一定的实际意义。

SDRAM控制器的设计及其在CSR控制系统中的应用

在国家重大科学工程HIRFL-CSR的控制系统中，高速数据获取单元或非线性过程控制器常用到数据缓冲存储器。采用集成度高、功耗低、可靠性高、处理能力强的同步动态随机存储器SDRAM，是最好的选择。但是，与速度快、控制简单的SRAM相比，SDRAM存储器有复杂的时序要求，需要定时刷新，为此，必须设计SDRAM控制器。为了降低系统成本，采用FPGA技术，并使用VHDL语言设计和实现SDRAM控制器。论文首先介绍了存储器的结构和原理，SDRAM控制器的结构和组成，FPGA技术及其配置方法和VHDL语言的基本概念。随后详细介绍了SDRAM控制器基本结构的建立、符合PC133规范的硬件设计方案和软件的实现。其次，介绍了串口和SDRAM控制器的设计开发平台，并实现对SDRAM存储器的数据读写和刷新。另外，还介绍了与计算机进行串口通信的设计。 最后，介绍了利用FPGA实现DSP与SDRAM的接口电路设计及其在HIRFL-CsR控制系统中的应用。整个论文的工作完成了CSR控制系统中SDRAM控制器的硬件设计和VHDL程序编制、调试。为以后开发和实现控制系统的高速数据获取提供了一个原型。

节能型自治式多功能海洋环境监测系统的数据采集控制器的研究

在海洋学研究、海洋生产和工程建设应用中，经常需要对特定区域的海水参数进行长期、定点、实时的垂直剖面测量。锚系浮标和潜标是海洋监测网中最普遍采用的搭载平台之一，它们主要用于海洋环境定点监测。海洋浮标在研究海洋和大气的相互作用及全球气候变化、预报全球性和地区性海洋灾害、海洋污染监测、卫星遥感数据真实性校验、以及作为平台用于水声通讯和水下定位等方面发挥了重要作用，其缺点在于隐蔽性和安全性较差。潜标监测平台由于其主浮体安装在水下50-100米，具有良好的隐蔽性和安全性，在构建海洋立体监测系统中有较好的应用，但由于它总是隐藏在海表面以下，所搭载的测量传感器的种类有限，数据实时传送困难，从某种程度上也限制了其应用。 节能型自治式多功能海洋环境监测系统将定点锚泊潜标和浮标技术相结合，并创新性的融进了节能技术和自动防触碰功能，利用简约的传动储能节能技术，以C8051F340单片机为核心控制芯片，设计了低功耗、高可靠的数据采集控制存储系统的硬件电路和软件系统，使系统不但能够完成锚泊区域海表面水文参数的测量和数据传送，同时依靠单一的传感器组能够完成深达50米以上的水体次表层海洋要素的连续垂直剖面观测。系统利用SD卡实现了对海洋要素采集数据的实时存储和传送。低功耗、高可靠的数据采集控制存储系统的设计为海洋测量仪器实现智能化控制奠定了基础，提升了人类对海洋进行持续现场监测的能力。

基于解耦控制的SCARA机器人轨迹跟踪控制器设计

SCARA型机器人的控制问题由于其动力学模型中没有重力矩项的作用而得以简化,由于在实际应用中经常要求其高速运动,则对具有强耦合的哥氏力与向心力的控制就成为制约其系统性能的重要问题。提出通过线性变换对机器人系统解耦,将高阶系统转化为解耦的低阶系统进行控制的方法,并且应用极点配置对解耦的系统求解机器人控制器。该方法无需测量关节速度和加速度,只需要测量关节位置信号。所提出的控制器既能保证闭环系统全局渐进稳定,又能通过对线性化系统闭环极点的配置来获得期望的闭环系统响应性能。仿真实验证明了所提出的控制器设计方法的可行性。

基于MontaVista Linux的开放式机器人控制器研究与实现

本文提出了一种基于MontaVista Linux操作系统的开放式机器人控制器,该系统采用CAN总线作为控制器的系统总线。由于MontaVista Linux操作系统的开放性和良好的移植性,使得系统可以方便扩展、定制不同的应用软件模块和操作系统模块,并且在各种硬件平台间具有良好的移植性。同时由于采用CAN总线作为系统总线,使得系统可灵活配置且可以通过现场总线与其它设备共享数据。

研磨抛光机器人运动控制器设计与研究

本文设计了研磨抛光机器人运动控制器的核心硬件结构和软件模块,采用了参数模糊自整定PID机器人关节位置控制策略,通过实验表明该运动控制器可以大大降低研磨抛光机器人的位置跟踪误差。建立的模块化的软件体系,便于运动控制器的维护和扩展,并可将其应用到其它工业机器人上。

基于ARM的研磨抛光机器人运动控制器的设计

本文设计了研磨抛光机器人分布式控制系统中的一种运动控制器,并对运动控制器基于AT91M40800微控制器的硬件结构、基于μC/OS-Ⅱ实时操作系统的软件模块和采用的参数模糊自整定PID机器人关节位置控制策略进行了详细介绍。实验表明该控制器可以大大降低研磨抛光机器人的位置跟踪误差。提高了关节控制的计算及处理能力,易于扩展和维护。

基于CAN的工业机器人内部通信总线设计

介绍了一种基于CAN总线的分布式工业机器人控制器的研究开发情况,实现了总线与各模块的接口设计,并制定出相应的机器人控制器内部通信协议。这种机器人控制器布线简单,系统可灵活扩展,有效提高了工业机器人的性能。

RH6-B机器人的通信协议

RH6-B机器人控制器是基于CAN总线的控制器,具有CAN总线的接口。实现了多机器人监控系统,并开发了相应的协议和通信系统。该文主要介绍了它的系统结构、总线协议和相应的软件,并对性能进行了分析。

基于CAN总线的力传感器与机器人控制器通讯设计

研磨机器人系统中,研磨头与工件的接触力是保证加工精度,进行机器人力控制的一个重要因 素。采用 CAN 通讯可以确保力传感器准确、及时地把力信息传送给控制器进行力控制。本文 给出了6维腕力传感器与机器人控制器通讯的硬件结构,制定了可靠的通讯协议,实现了力信 息的正确读取,为研磨机器人控制系统获得可靠的力信息提供了一种新的解决方案。

基于神经网络的永磁同步电机矢量控制

采用单神经元自适应PID控制器对永磁同步电机进行了调速控制。详细介绍了PMSM(PermanentMagnetSynchronousMotor)的矢量控制原理。最后给出PMSM单神经元自适应PID控制的仿真结果和硬件实现方法。仿真结果表明,该系统具有良好的动态性能。

基于CAN总线的物流拣选设备的设计

简要介绍了物流的发展现状 ,详细描述了基于CAN总线的物流拣选系统的结构、供电方式和参数设定方法 ,并为系统硬件设计中的电源转换、总线驱动和地址译码等公共电路以及总线控制器、电子标签和指示灯控制器等主要设备提供了设计方案 ,为系统软件设计中的C5 1编译、通信协议、命令类型和程序控制规划等问题给出了相应的解决方法 ,还与进口同类产品的性能和价格进行了比较