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计算机设计和论文范文

计算机设计和论文

目录

  1. 第一篇论文摘要:基于ARM处理器的无人机飞行控制计算机设计
  2. 第二篇摘要范文:小型化飞行控制计算机设计与实现
  3. 第三篇计算机设计和论文摘要:基于DSP和FPGA的机载导航计算机设计
  4. 第四篇计算机设计和论文摘要模板:计算机辅助注塑机设计关键技术研究
  5. 第五篇计算机设计和论文摘要怎么写:计算机辅助建筑设计研究
  6. 第六篇摘要范文:基于SOPC的嵌入式导航计算机设计
  7. 第七篇计算机设计和论文摘要范文:基于ARM的PC/104嵌入式计算机设计
  8. 第八篇计算机设计和论文摘要格式:复合材料微观组织结构的计算机设计
  9. 第九篇计算机设计和论文摘要:基于DSP和FPGA的导航计算机设计
  10. 第十篇摘要范文:基于双ARM的飞控计算机核心系统的研究与设计

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第一篇论文摘要:基于ARM处理器的无人机飞行控制计算机设计

本文主要研究的是基于ARM处理器的无人机飞行控制计算机设计.作为新兴的高技术装备,无人机正凭借其特有的优势在现代信息化战场扮演着日益重要的角色.而以ARM为代表的嵌入式处理器的应用,也成为嵌入式系统领域的热门研究方向.飞行控制计算机是无人机飞行控制系统的核心部分,其性能的高低在很大程度上决定了无人机控制系统乃至无人机的技术水平.采用新一代的嵌入式处理器为核心,设计无人机飞行控制计算机,可以解决计算机性能和成本这两个相互制约的性能指标之间的矛盾.

在论文中,主要阐述了基于ARM处理器的无人机飞行控制计算机设计方案.计算机采用S3C44BOX处理器作为核心,这是一款经过实践检验的嵌入式处理器.在确定处理器后,通过对计算机存储器的扩展、数据采集和通信功能的实现等完成了飞行控制计算机硬件系统的构建.随后,针对无人机的飞行控制的应用要求,设计了能满足飞行控制实时性能要求的计算机软件,移植了嵌入式实时操作系统uC/0S-2到飞行控制计算机的硬件平台,并对数据采集单元和PWM单元的软件实现为例,对ARM环境下的飞行控制计算机的软件开发和调试方法进行了说明.在论文的最后,对无人机飞行控制计算机的设计结果进行了分析,并且提出了若干未来改进的建议.

第二篇摘要范文:小型化飞行控制计算机设计与实现

无人机飞行控制计算机是飞行控制系统的核心子系统,其硬件平台、软件平台作为飞行控制计算机的重要组成部分,对整个系统性能有着至关重要的影响.本文以某定型项目无人机为背景,对原有飞行控制计算机的硬件、软件进行改进设计,以适应飞行控制计算机小型化、高性能的发展趋势.

论文首先分别介绍飞行控制计算机硬件、软件的组成及国内外发展现状.接着以实验室为研究背景,指出硬件设计与软件设计存在的不足.基于传统栈接式PC104总线体系的硬件框架造成飞行控制计算机不易维护、不易小型化等问题,基于传统RTKernel实时内核的软件框架造成飞行控制计算机不易扩展、不易移植等问题.根据系统的性能指标、设计要求及通用化要求,提出插板式、小型化的硬件方案设计和基于μC/OS-II实时内核的软件方案设计.

文中阐述了沿用PC104总线构架、且仅使用3块插板的高集成度硬件设计,具体说明每一功能模块的接口电路设计,包括模拟量、离散量、串行通信、机箱、电磁兼容等设计.在原理设计及制板的基础上实现第一版小型化飞行控制计算机原理样机.通过一系列板级硬件测试及改进设计方案的提出,完成第二版的工程实现.此飞控计算机硬件平台可维护性好、体积更小、重量更轻、成本更低、通用化更好.软件设计基于已完成的硬件设计,包括硬件功能模块的相关驱动程序设计,以及基于μC/OS-II实时内核的飞控软件移植.具体分析μC/OS-II实时内核的移植原理,探讨实现整个飞控软件移植的相关技术.此飞控计算机软件平台实时性好、可移植性好、利于软件同步维护及扩展需求.

最后搭建半物理实时仿真系统,通过小型化飞行控制计算机、实时仿真设备及综合测试软件的相互通信,完成集成测试及仿真试验.对实验数据和结果进行分析、对比,论证了硬件设计方案、软件设计方案的可行性,验证了硬件设计、软件设计的正确性.实现本文的工程化目标.

第三篇计算机设计和论文摘要:基于DSP和FPGA的机载导航计算机设计

本文针对应用于军用直升机上的Doppler/SINS组合导航系统对导航计算机高精度、高性能的要求,设计出一种基于DSP(TMS320C6713)和FPGA (Spartan-3E XC3S500E)协同合作的机载导航计算机系统.

在分析Doppler/SINS组合导航系统模型的特点和系统对导航计算机的需求后,提出了基于DSP和FPGA的机载导航计算机整体设计方案,该方案采用DSP负责导航解算,利用FPGA强大的内部资源扩展系统的通信接口,完成*通信模块控制信号的整合.在导航计算机整体设计方案,包括硬件设计方案和软件设计方案确立的基础上,首先对DSP和FPGA芯片进行选型,其次对实现各个功能模块的关键技术进行研究和开发,包括基于FPGA的数据通信模块、基于DSP的处理器模块以及数据存储模块,开发过程中做了大量的仿真和验证,最后对系统进行综合测试和联调,并进行了地面跑车实验.实验结果证明:系统能够实时采集IMU角速率和加速度、Doppler雷达的速度等信息,能够对IMU、Doppler、GPS、航姿系统、高度表等信息进行导航解算,生成当前位置、姿态等导航数据,并能够完成与机载电子设备间的数据通信与控制.

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多次的联调和跑车实验结果证明,机载导航计算机达到了预期设计的目的,可以有效提高导航系统的运算精度,实现了高性能、小体积、低成本的要求,系统具有较高的应用价值.

第四篇计算机设计和论文摘要模板:计算机辅助注塑机设计关键技术研究

随着计算机技术的飞速发展,特别是计算机3D设计技术的应用,机械设计领域的设计工作中也出现了新的特点,这同样体现在注塑机的设计之中.如在计算机辅助设计(CAD)领域中采用的能大大提高系列机型设计效率的自顶向下TOP-DOWN设计、对实际装配工作意义很大的虚拟装配等等,以及在计算机辅助分析领域(CAE)中对已设计机械的运动仿真分析、对重要零部件的有限元受力分析等.它们都能帮助设计者极大地节省设计时间,提高设计质量,减小设计和装配错误,并通过优化产品结构设计来提升机器性能以及提高材料利用率降低生产成本.本文主要讲述了在注塑机新产品设计开发中,3D软件在设计工作中的实际应用及实施以及在软件应用过程中遇到和解决的实际问题(包括合模部分的三维设计、重要零件的有限元分析、拓扑优化、合模机构运动分析).为了进行肘杆机构的结构尺寸优化并对肘杆机构相应的运动性能及受力情况进行分析研究,本文推导了斜排式双曲肘合模机构行程比和力的放大比与后肘杆与最终合模位置时肘杆轴线的夹角α的关系公式,应用MATLAB给出了相关图形及其绘制程序,并最终用推导得出的行程比和力的放大比公式应用MATLAB优化模块探讨了斜排式肘杆机构的构件尺寸优化问题.为了计算出肘杆机构合模油缸的缸径并阐明肘杆机构的锁模原理,本文中还推导了斜排式双曲肘杆合模机构在模具合紧过程*形力随α角变化的公式,应用MATLAB绘制了合模过程*形力的曲线图,并应用该公式结合机构力的放大倍数计算公式给出了合模油缸缸径的计算公式,同时应用该公式计算了合模油缸的缸径.针对注射成型过程中出现的开模溢料现象,本文探讨了在注射充模过程中,合模机构刚度及模具刚度对整个合模系统抗胀模溢料性能的影响.

希望通过本文中对计算机辅助注塑机设计关键技术的相关论述能够对我国在注塑机行业以及机械领域中的设计工作有所借鉴价值.

第五篇计算机设计和论文摘要怎么写:计算机辅助建筑设计研究

在人类发展历史中,人们一直在试图设计能够减轻劳动负担的机械.到19世纪,这些机械只能帮助人们完成体力工作.直到用于计算的第一台机器的发明,计算机的诞生意味着人们可以告别过去传统的工作方式,利用计算机来代*们脑力劳动.计算机在各行各业的运用、替代手工作业、将人们的想象变为现实等的表现都证明了计算机设计技术发展的成功.现在计算机辅助设计技术被应用于越来越多的建设中.但由于计算机辅助设计本身的复杂性与多样性,一个设计可由许多不同技术组合而成,致使技术人员在处理问题时常常不知道如何运用,如果技术运用不当,虽然实现了最终设计,但在这背后可能会隐藏着很多缺陷.因此如何合理的将计算机辅助设计技术更好的应用于各行各业,实现高性能、高质量的设计方法是本文需要拟解决的问题.

计算机辅助设计技术将建筑行业带入了数字化时代,数字建筑设计思想应运而生,然而建筑行业内部应用建筑数字技术的水平还不够,使工作模式仍然停留在手工作业模式上,所以我们必须提高其行业对数字技术的认识,用计算机辅助建筑设计,为建筑设计提供新的设计、表现、分析和建造的手段.

计算机辅助建筑设计的运用使得设计不再局限于以纸为载体,而扩展为以计算机为主体的磁、光、电载体,这些载体的信息容量有很大提高,用三维彩色虚拟现实空间技术使得设计方案一目了然.计算机辅助建筑设计的运用是建筑设计的革命性变化.这个变化改变了人们传统的设计方法、思维和模式,同时极大的提高了设计的效率.在实际运用中如何将计算机与建筑设计相结合,如何高效的进行计算机辅助建筑设计,本文针对这些问题,认真分析和总结前面人们所作的相关工作的基础上,以解析计算机辅助设计和建筑设计的结合为出发点,重点研究以下几方面:

1、对计算机辅助设计技术与建筑设计两门学科交叉进行全新设计方法的研究.

2、对建筑设计模型的分析,提出计算机辅助建筑设计结构模型更优越的特点及其更高的设计效率.

3、对CAD、CAM、3D-MAX等应用软件的单项应用过渡为一体化集成化计算机应用的研究.

4、将虚拟现实技术运用到建筑设计中实现建筑设计概念真实模拟,漫游于模拟现实,让设计从表象的研究转为真实的感受,从而提高人机的和谐程度,提高了设计方案的修改方法,是计算机的设计能力的另一种表现.

5、在实际开发方案中,本人从计算机专业角度出发,在设计中将设计人员不曾涉足的相关模型构建方法运用到设计者需要中,从而使得设计工作更加高效、高质的完成了建筑设计阶段的任务.

第六篇摘要范文:基于SOPC的嵌入式导航计算机设计

本文介绍了基于FPGA的SOPC技术构建嵌入式导航计算机系统方面的有关理论和技术,论文结合现代导航系统尤其是捷联导航系统的要求,面向工程化应用,采用FPGA为核心器件构建SOPC光纤捷联嵌入式导航计算机系统.使用SOPC方法在FPGA上设计嵌入式导航计算机系统,改变了目前通用处理器、DSP+MCU(CPLD)的形式主导导航计算机设计的格局,采用软硬件协同的设计模式和可*性更恰当地适合了光纤捷联导航系统对处理能力和外部接口方式灵活的要求,具有很强的应用价值和广阔的应用前景.

论文首先在分析光纤陀螺体积小、可靠性高、成本低等特点的基础上,结合捷联惯性导航基本理论,采用光纤陀螺和加速度计作为敏感元件,并从工程应用的角度出发,提出了基于IP核的SOPC技术在FPGA器件上设计捷联导航系统的整体方案,并给出了系统设计顶层结构图.

然后,针对惯性导航参数的测量,论文完成了光纤陀螺和加速度计测量的硬件电路设计,包括信号调理电路、数据采集电路的设计与实现.为了提高采样速度和精度,在FPGA内实现了FIR(有限冲激响应)数字滤波器的硬件设计,并通过仿真和实际测试验证其满足设计要求.

接着,针对SOPC构建的嵌入式系统,其软件架构和系统初始化步骤与通用个人计算机有很大差异,应用Altera公司的QUARTUSⅡ和NIOSⅡ集成开发环境,采用嵌入式实时操作系统(RTOS)作为软件开发平台,完成了导航系统的软件部分设计.

最后,对整个系统进行软硬件调试.对实验中取得的数据进行了仿真分析,对所设计的导航系统的各模块进行了实际验证.经过调试和测试,证明设计的SOPC导航计算机功能正确,为进一步的工程应用和开发提供了一定的基础.

第七篇计算机设计和论文摘要范文:基于ARM的PC/104嵌入式计算机设计

嵌入式系统设计正在向着软硬件相结合的方向发展,嵌入式操作系统应用越来越广泛,而基于ARM处理器和嵌入式Linux的嵌入式计算机以其设计灵活、软硬件可裁剪、性能优越、成本低等特点和优势,倍受设计者和使用者青睐.目前国内相关方面的研究较多,但实际的行业应用相对较少,本课题对ARM处理器加嵌入式Linux的应用进行了深入的研究探索,提出相关设计思路,为嵌入式技术如何在相关领域的应用进行了大量的研究工作.

本文结合基于ARM处理器的PC/104总线嵌入式计算机的开发过程,对嵌入式系统研究中的关键技术进行了研究.同时由于传统的x86嵌入式设备存在许多弊端以及当前ARM处理器的迅猛发展,提出了用ARM处理器替代x86在工业控制领域应用的思路,并在此思路指导下完成了基本研究和具体设计.

本文首先探讨了嵌入式系统应用的特点及发展趋势,重点对嵌入式系统的软硬件发展情况和趋势进行了研究,进而,深入研究了ARM处理器和嵌入式Linux架构的具体设计和应用方法,利用这一基本模式提出和实现PC/104嵌入式计算机的设计和研发.在此基础上,对ARM和x86各个方面的性能进行了分析比较.最后设计开发了两款基于这个架构的针对不同应用场合的嵌入式计算机.

第八篇计算机设计和论文摘要格式:复合材料微观组织结构的计算机设计

随着科学技术的日新月异,工程应用中对材料性能的要求愈来愈来高,对材料服役条件愈来愈苛刻,对工程构件服役寿命的估算也日益严格.一些传统的材料已经不能满足各种极端条件下的需求,这就要求我们拓展思路、改进方法设计适用于各种工程环境下作业的先进材料,并对设计出的新型先进材料的材料性能、失效行为进行有效地预测与评估.

近年来,伴随计算科学的迅猛发展,计算机技术在各学科领域内得到广泛的应用.当前,国内外许多学者以计算机仿真与数值计算为手段将计算机技术成功运用于材料科学,以弥补传统材料设计与制备的不足.通过各种算法设计实现材料微观组织结构的数字化仿真与数值化模拟已经成为利用计算机技术研究材料科学的主要研究趋势,并逐步演化为一门崭新的学科——材料微结构计算学.“数字材料”技术是材料设计、性能预测与评估材料服役行为计算机化的关键手段,它被用来支撑跨尺度/跨时度的材料的微结构及其演化过程的可视化表达、表征、模拟与虚拟推演,从而实现材料微观组织结构状态的可设计、可推演、可预测.同时,伴随着材料微观组织结构状态的数字化过程,材料微结构的数值化处理技术的应用亦显得十分重要.数字化过程是对一种状态的翻译过程,而数值化过程就是对一种状态的处理过程.“数值材料”技术是“数字材料”技术成功走进材料科学领域最基本的前提,亦是“材料微结构计算学”的基础,其作用是依据材料微观组织结构之几何结构、组成物结构、或相结构做出有效地数值计算,“数值材料”技术为定量分析材料微结构奠定了基础.在实现对材料微结构进行数值计算的基础上,还可以实现材料微结构的虚拟失效分析,从而系统地建立一套推演多元多相异质体材料微结构虚拟失效过程、评估微结构虚拟失效状态的科学方法,开发一套较为实用的计算机软件,最终创建一整套“微结构组成物几何结构-微结构组成物材料性能-材料结构弱点特性-微裂纹扩展行为-材料损伤后性能-微结构失效状态”数据库平台.

围绕上述问题,本文分别结合金属基复合材料、树脂基复合材料以及碳-碳编织复合材料在航空航天领域中的广泛应用,以“数字材料”技术为先导,用于表征具有各种复杂几何形貌的复合材料微观组织结构,以“数值材料”技术为核心,用于实现材料微结构在各种工况条件下的数值模拟与虚拟失效分析,从而实现不同复合材料微观组织结构设计与数值计算的研究工作.

钛基复合材料(TMCs)以其高的比强度、比刚度和抗高温特性而成为超高音速宇航飞行器和下一代先进航空发动机的候选材料.随着航空工业的飞速发展,常规的钛及钛合金已不能满足要求,需要开发新的高性能钛合金以满足更高的要求,因此研究问题的焦点由常规钛合金转向金属间化合物、由固溶强化钛合金转向钛基复合材料,钛基复合材料主要分为颗粒增强和纤维增强2大类,当低密度、高模量、高强度的增强相加入到钛基体合金中,复合材料的比强度、比模量和蠕变强度等材料性能都有较大的提高,可以满足航空工业的需要.本文以开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign为基础,构造出钛基复合材料微结构的“代表性体积单元块”,并结合C++程序设计、Python脚本语言,对商业有限元软件ABAQUS的前后处理进行二次开发,实现钛基复合材料微结构的有限元网格划分与细观力学计算,并根据材料微结构力学计算的数值解,预测钛基复合微结构材料材料性能,识别“材料结构弱点”,评估微裂纹(群)的启裂、扩展,推演“微结构虚拟失效”行为.

先进树脂基复合材料由于其比强度和比刚度高、可设计性强、抗疲劳断裂性能好、耐腐蚀、结构尺寸稳定性好以及便于大面积整体成形的独特优点,已经在航空、航天等领域得到广泛应用.先进树脂基复合材料基体的主要成分是聚合物,可分为热塑性树脂和热固性树脂两大类,环氧树脂是一种最常见的热固性树脂,具有形式多样、固化方便、黏附力强、收缩性低、良好的力学与电学性能、化学稳定性好等一系列优异的性能,环氧树脂最大的弱点就是韧性较差,固化后的树脂耐冲击性能差,容易裂开,因此作为航空高性能复合材料应用时,需要对其进行增韧改性.对于按照不同TP/TS (Thermoplastic/Thermoset)配比制备的环氧树脂基复合材料微结构具有不同相结构,本文结合北京航空材料研究院提供的实验数据,以原位共混工艺制备的增韧环氧树脂基复合材料为基础,采用计算机仿真的方法,表征实验观测到的原位共混增韧体系相结构,研究其组分配比与粒径分布、粒间距之间的关系,并通过有限元法的数值模拟,预测所制备的树脂基复合材料的力学性能.

三维碳-碳编织复合材料以整体编织预成型件作为增强材料,不需缝合和机械加工,具有明显的性能可设计性与良好的综合性能指标,如较高的强度、刚度和较好的抗冲击性、耐烧蚀性等,所以受到工程界的普遍关注,成为航空、航天领域的重要材料.本文分别通过对六方、四方纤维束以及三向缎布穿刺等三维碳-碳编织复合材料微观组织结构进行设计,表征不同编织材料微结构的“重复性单元块”(RUC),对构造的材料微结构进行具体的工况分析,预测其不同方向的弹性模量、拉伸强度以及热膨胀系数等材料性能.并在此基础上,利用刚度为零的材料单元表征编织复合材料微结构内的缺陷,研究不同类型缺陷对弹性模量的影响.

第九篇计算机设计和论文摘要:基于DSP和FPGA的导航计算机设计

随着导航技术的迅速发展,导航系统对其核心——导航计算机的要求日益提高,各种专门为导航设计的计算机也应运而生.本文在分析国内外导航计算机发展状况的基础上,提出了一种基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的导航计算机设计方案.

本文的主要工作内容包括:

1.对国内外导航计算机的发展现状进行了调研,并对课题用到的GPS和IMU单元进行了分析,包括其导航的基本原理,导航报文解析等.


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2.以TI公司的TMS320F28335型DSP和Altera公司的EP3C25Q240型FPGA作为核心,辅以少量*芯片,设计实现了导航计算机的硬件平台,其中DSP专注于导航解算,FPGA负责微惯性测量单元(IMU)和全球定位系统(GPS)等数据的采集,缓存以及与其它模块的通信.

3.在FPGA内部进行了硬件逻辑编程,利用FPGA的可重复编程配置和高速并行处理能力,扩展了多路串行通信接口,满足了多输入和输出要求;在FPGA内部,采用异步FIFO存储结构来缓冲数据,并根据逻辑和时序关系设计地址译码模块和控制模块,有效解决了采样信号和DSP之间的跨时钟域传输的问题.

4.将GPS接收机和IMU以及上位机与设计出的导航计算机相连接,搭建完整的系统,并通过多次数,长时间连续试验,成功进行了数据的采集处理和传输任务.结合后续的数据误差分析,进一步验证了导航计算机工作的可靠性和准确性.

最终设计出的导航计算机具有体积小,集成度高,功耗低的特点,其工作性能可靠,可以替代课题组原有硬件平台,实现组合导航的功能.

第十篇摘要范文:基于双ARM的飞控计算机核心系统的研究与设计

飞行控制计算机是无人机飞行控制系统的核心部分.随着无人机飞行包线的扩大以及任务环境的愈加复杂,对飞行控制计算机的硬件平台和软件平台的性能提出了新的更高要求,其性能的好坏直接决定着无人机能否可靠地完成飞行任务.论文针对小型无人机,采用LPC3250ARM微处理器作为飞行控制计算机的处理器,为无人机飞行控制计算机设计一款小型化、高性能的数字式核心系统.

论文研究的无人机飞行控制计算机核心系统由硬件和软件两部分组成.硬件部分,以双ARM处理器为中心,设计电源电路、存储电路、时钟电路、复位电路等双CPU辅助电路,并根据无人机任务需求,完成模数转换模块(AD)、数模转换模块(DA)、异步串行通信接口模块(UART)、离散量I/O模块(DIO)的扩展和双CPU通信模块的设计;软件部分,为双核系统移植实时操作系统,并在实时操作系统下完成各模块的驱动程序设计以及提出飞行控制软件的设计原则.

首先,论文分别介绍飞行控制计算机的硬件、软件组成和国内外发展现状.针对硬件存在的核心板依赖进口、成本高、维护不方便等不足,提出采用ARM处理器和基于双核架构的硬件设计;针对飞行控制软件的设计和移植的容易性,提出基于μC/OS—Ⅱ实时内核的软件设计方案.

文中对飞行控制计算机的任务进行飞控与导航分类,基于双核架构的核心系统一片CPU用于飞行控制,一片CPU实现导航解算,从而为无人机提供高速的数据处理速度和强大的任务控制能力.硬件设计方面,以小型化、通用性好为原则,采用“最小系统+*接口”的设计方法,完成最小系统和*接口各硬件电路的原理图设计和PCB制板.最小系统集成了双CPU的辅助电路,*接口包括A/D、D/A、UART、DIO以及双CPU通信模块等资源;软件设计方面,以实时、多任务、飞行控制软件移植性好为原则,为双核系统移植μC/OS—Ⅱ实时操作系统,详细介绍了移植步骤,并在μC/OS—Ⅱ下完成各接口资源的驱动程序设计以及探讨飞行控制软件的设计原则.

最后,在ADS1.2集成开发环境下,对μC/OS—Ⅱ移植代码和各接口的驱动程序进行测试,并对测试结果进行分析,找出其中存在的问题,使各接口正常工作;同时,搭建双核系统测试硬件平台,对双核系统在双端口RAM下的数据通信的实时性和可靠性进行测试,验证硬件设计和软件设计的可行性和准确性.本课题最终证明基于双ARM的飞行控制计算机核心系统稳定性好、可靠性高,为后续完整的双核飞行控制计算机系统的研究奠定了基础.

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