摘要：针对单片机作超声波焊接电源信号源输出通道少、响应速度慢的问题,利用FPGA对比了自然采样法、对称规则采样法和不对称规则采样法的可调制SPWM信号。使用广义预测算法、PID算法解决频率跟踪锁定,使用定点算法解决浮点数运算,利用DDS原理解决信号调制。使用Quartus编程并在ModelSim环境下仿真,实现了扫频范围、输出功率、调制度可调和自动频率跟踪的4路SPWM信号。结果表明:加入广义预测算法控制,锁相环频率的锁定时间缩短了16%。在EP4CE6E22C8N型FPGA芯片上实际运行,SPWM信号输出稳定准确,可作为超声波焊接电源的信号源。

摘要：为了提高小型室内四旋翼飞行器的安全性能,基于STM32F103控制器以及惯性测量单元和观测传感器设计了一款悬停及避障系统。对加速度计和陀螺仪的数据进行互补滤波处理,通过一阶龙格库塔法对四元数微分方程求解,获取四旋翼飞行器实时姿态信息。通过超声波传感器和光流传感器测量四旋翼飞行器的高度和位置信息,并由姿态比例积分微分(PID)、位置PID、高度PID控制器控制四旋翼飞行器悬停飞行,由超声波传感器对周围物体进行实时检测并躲避。经一架轴距为330 mm的四旋翼飞行器实测,系统能在3 s内达到指定高度并保持悬停。悬停过程中,四旋翼飞行器姿态平稳、悬停飞行漂移小,并且遇到障碍物时能快速躲避。该系统具有安装简便、测量精度高、响应速度快等优点,能够提高四旋翼飞行器的安全性。