文档介绍
| 线位移传感器(Linear variable differential transformer (LVDT))是一种灵敏度高、分辨率大的机电传感器,其优越的性能被大量应用于航空航天领域中。线位移传感器在生产测试及工作需由外部设备提供正弦波信号作为激励信号,然而传统信号源输出电压较低,负载能力弱且无法闭环稳压、稳频的缺点,大大降低了LVDT的工作性能。本课题设计和实现了一种输出电压有效值40V、双通道负载电流2A的高稳定高精确正弦波激励信号源,为线位移传感器提供激励。本课题的主要工作为：(1)结合最小二乘法拟合曲线原理与PID控制思想,根据系统线性特性,拟合开环曲线与闭环曲线,实现本课题设计的开环控制与闭环反馈调节控制。本课题还采用加窗函数的方法对系统传输的信号进行滤波处理。(2)提出应用ALTERA FPGA和ARM Cortex-M3作为系统信号控制的核心。采用FPGA设计直接数字频率合成器(DDS),结合16位D/A器件AD5445有效输出正弦波基准信号。利用Cortex-M3实现对功率放大电路和闭环反馈电路的控制、前面板人机交互的控制。实验表明,此实现方案是可行的。(3)本课题设计了以直流电源模块、信号控制模块、功放驱动模块、跟踪回检模块和人机交互模块为主的系统硬件,硬件电路使用Candence和Multisim进行仿真；使用嵌入式C语言设计了以主任务、自检任务和维护任务为主的系统软件,软件开发环境为IAREmbedded Workbench for ARM6.40。通过软硬件配合完成课题所提出的设计思想,并通过系统测试和误差分析验证了设计思路,初步达到了课题提出的设计要求。同时也总结了设计的缺陷,对深入研究做出了要求。 |
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