Курсовые работы второго курса. 2012/2013 год

Курсовые работы второго курса по направлению программирование микроконтроллеров. 2012/2013 год

ZBalance. Создание автономного робота с одной точкой опоры, управляемого с помощью микроконтроллера.

Создание автономного робота который может стоять, опираясь на точечную опору. Робот будет балансировать, создавая момент инерции, препятствующий опрокидыванию. Определять опрокидывание робот будет на основе датчика гироскопа. Опрокидывание будет возможно по двум осям, а дополнительной сложностью может быть вращение робота вокруг опорной оси. Микроконтроллерная программа должна будет использовать ПИД регулирование мощности двигателей, обеспечивающих устойчивость.

Выполнили Широбоков Сергей и Максимов Иван. Скачать презентацию

IMU. Система трёхмерной навигации (3 акселлерометра, 3 гироскопа, 3 компаса и давление) на микроконтроллере.

Получение сигнала с датчиков акселлерометра, гироскопа, компаса и давления (10 осей) для трёхмерной навигации. Микроконтроллер должен будет получать все данные с датчиков, а далее самостоятельно или на компьютере реализовывать фильтрацию Калмана, уменьшающую шумы за счёт избыточности измерений. Результатов работы программы должен быть вывод 6 координат в виде 3D картинки на компьютере или 6 чисел на контроллере, если фильтрация Калмана будет выполняться там.

Выполнил Михайлов Руслан. Скачать презентацию

Машинное обучение алгоритма ПИД на микрококнтроллере.

Задача в изучении доступных алгоритмов машинного обучения (в частности, подстройки ПИД коэффициентов) и реализации одного из алгоритмов в системе управления DC двигателя. Микроконтроллер должен сам подобрать коэффециенты ПИД, обеспечиващие ему наилучшее вращение.

Реализована автоматическая настройка системы управления электромотором. Система состоит из двигателя постоянного тока с датчиком угла поворота, управляющей микросхемы и микроконтроллера. Управление скоростью вращения двигателя осуществляется с помощью ПИД-алгоритма, на основе данных получаемых с датчика.

Подбор коэффициентов ПИД-алгоритма осуществляется автоматически. Для этого проводятся тестовые разгоны, во время которых осуществляется сбор данных, на основе которых микроконтроллер рассчитывает коэффициенты. Корректность полученных данных проверяется по ряду критериев, таких как, наличие полной остановки в начале теста, наличие стационарного режим в конце, момент выхода на стационарный режим и др. При необходимости происходит дополнительное изменение параметров системы.

Разработано (на языке C++) программное обеспечение для ПК, которое позволяет контролировать работу двигателя. ПО отображает информацию о положении и скорости двигателя, управляющем воздействии, моментальную и накопленную ошибку, коэффициенты ПИД-алгоритма. ПО позволяет контролировать не только текущее состояние системы, но и накапливать данные, отображать их в виде таблиц или графиков. Возможно, также, ручное управление всеми параметрами системы. Передача данных осуществляется через USB порт.

Выполнил Михеев Никита. Скачать презентацию

ZWalker. Лазерный радар на микроконтроллере.

Создание модуля лазерного измерения карты расстояний на основе лазерной рулетки. Лазерная рулетка выдаёт сигнал расстояния, а микроконтроллерая система поворачивает излучающий модуль, установленный на двигатель, для получения замкнутой карты расстояний. Полученную карту расстояний система отсылает на компьютер по Bluetooth. На компьютере визуализируется карта расстояний в виде облака точек. Получаемая картинка будет похожа на радарное сканирование, известное по фильмам с затуханием старых старых точек и яркими новыми точками.
Полученный модуль впоследствии может быть применён для навигации автономных роботов.

Выполнил Котоменков Виталий. Скачать презентацию

Курсовые работы второго курса по направлению параллельное программирование. 2012/2013 год

Отражение акустических волн от "слипшейся" трещины (акустическая регистрация дефектов)

Цель работы – исследование одного из способов регистрации дефектов в сплошных металлических изделиях, оценка эффективности акустического метода. Рассматривается случай твердой пластины алюминия, на тыльной стороне которой находится дефект в виде трещины. Необходимо промоделировать двумерный случай распространения акустических волн в такой пластине с S-образной трещиной.

Выполнила Шибалова Антонина Сергеевна. Скачать презентацию

Получение параметров одномерного фотонного кристалла методом матриц переноса

Проводится расчет одномерной слоистой структуры с периодически изменяющимся показателем преломления методом матриц переноса. Код программы реализован с применением технологии MPI.

Выполнила Соколовская Ольга Игоревна. Скачать презентацию

Компьютерное моделирование дифракции гауссова пучка на пылевых частицах

Целью данной работы являлось создание компьютерной модели для исследования поведения лазерного пучка света при его распространении в среде с мелкими случайными неоднородностями. Эта модель позволяет рассчитать распределения интенсивности гауссова пучка света на заданных расстояниях от излучателя.

Выполнил Семенченко Егор Борисович. Скачать презентацию

Численное моделирование рассеяния света на эллипсоидальных частицах

В данной работе численными методами рассчитывается дифракционная картина при рассеянии на эритроцитах, то есть моделируется эксперимент по рассеянию света на красных клетках крови.

Выполнил Козлов Иван Сергеевич. Скачать презентацию

Вырожденные чёрные дыры в четырёхмерной теории Эйнштейна-Максвелла-Гаусса-Бонне с дилатоном

В работе была проанализирована вырожденная ветвь решений теории Эйнштейна-Максвелла-Гаусса-Бонне с дилатоном. Был предложен численный механизм отыскания решения по заданным параметрам чёрной дыры, написана параллельная программа, осуществляющая расчёт по предложенной схеме.

Выполнил Сухов Николай Д. Скачать презентацию

Изучение систем Co49/Cu(100) и Cu(100)

В работе был изучен процесс образования систем Co49/Cu(100) и Cu(100). Была показана исключительная важность потенциальной энергии кристалла в образовании поверхности.

Выполнил Нагаев Алексей Кириллович. Скачать презентацию

Моделирование явления полного внутреннего отражения

В процессе выполнения работы была разработана и реализована параллельная программа, позволяющая эффективно производить численное моделирование явлений классической электродинамики, в том числе и явления полного внутреннего отражения. Было произведено численное моделирование полного внутреннего отражения различных волн, в процессе которого подтверждены теоретические закономерности этого явления.

Выполнил Кружилин Василий Н. Скачать презентацию

Применение OpenMP для решения обратной задачи эллипсометрии

В ходе работы была написана программа с использованием OpenMP, параллельно решающая обратную задачу эллипсометрии. Анализ полученных результатов показал, что программа работает правильно и дает более точные результаты чем расчеты по модели полубесконечной подложки.

Выполнил Ефтодьев Антон Константинович. Скачать презентацию

Численное моделирование проблемы Милна на примере переноса нейтронов

В данной работе исследуется задача Милна для переноса вещества или излучения (в данном случае нейтронов) с анизотропным рассеянием частиц, распространяющихся без поглощения в одном направлении. Подобного рода задачи возникают при изучении процессов распространения вещества в звездной атмосфере. В нейтронной физике проблема Милна используется для постановки приближенных граничных условий при решении уравнений диффузионного приближения в ограниченной области; при этом учитываются захват нейтронов в среде, анизотропия рассеяния и кривизна границы.

Выполнил Павлов Михаил. Скачать презентацию

Стационарное двумерное уравнение Шредингера

Численно решена задача поиска собственных значений матрицы методом вращений Якоби.

Выполнил Зотеев Вадим Дмитриевич. Скачать презентацию

Одномерное моделирование невязкой несжимаемой жидкости в трубке произвольного сечения

Запрограммирован алгоритм численного моделирования течения жидкости. Принцип не зависит от размерности — двух- и трехмерные случаи отличаются количеством коэффицентов и граничными условиями.

Выполнил Бодров Андрей. Скачать презентацию

Определение структуры металлических кластеров методом молекулярной динамики

Разработана программа молекулярной динамики, которая позволяет определять равновесную атомную структуру для кластеров на поверхности металлов. На примере расчетной ячейки, состоящей из 1000 атомов, определено оптимальное число процессоров, необходимое для расчетов.

Выполнил Сыромятников Алексей. Скачать презентацию

Курсовые работы второго курса по направлению инжиниринг. 2012/2013 год

Нахождение неисправностей микроконтроллерного модуля

Есть неисправная плата управления. Плата средней степени интеграции (мк с usb, драйвер, пассивные элементы). Необходимо методом сравнения вольтамперных характеристик (FF VIP) найти в чем неисправность платы (эталонная рабочая плата предоставляется). Выбранную методику поиска/тестирования обосновать. При достаточном уровне владения паяльником починить и продемонстрировать работу платы.

Функциональная диагностика силовых интегральных микросхем

Есть несколько микросхем силовых драйверова двойного полного моста. В некоторых из них функциональность драйвера нарушена (заводской брак). Необходимо разработать набор функциональных тестов для PPII в соответсвии с заводским описание фирмы производителя драйвера. Собрать макетную плату с необходимой драйверу обвязкой (питание, разъем, пассивные компоненты). Провести функциональное тестирование нескольких микросхем драйверов и выявить неисправные.

Курсовые работы второго курса по направлению проектирование на ПЛИС. 2012/2013 год

Решение уравнения синус-Гордона

Решение на ПЛИС дифференциального уравнения, описывающего джозефсоновский контакт, и его анализ. Для решения дифференциального уравнения использовался метод Эйлера. Константы уравнения подаются с компьютера через COM-порт. ПЛИС высылает обратно среднее значение напряжения, которое пропорционально характеристической частоте.

Генератор истинно случайных числе на ПЛИС

Создание генератора истинно случайных чисел на базе ПЛИС как саморегулирующейся системы, основанной на эффекте метастабильности Flip-Flop триггера. Применение техники задержки сигнала с помощью применения программируемых линий задержек на базе таблиц поиска. Регулирование задержек и устранение асимметрии (skewness) с помощью арбитражного блока во время получения случайной последовательности . Проверка истинности методом "пьяной" точки с выводом через интерфейс HDMI.

Электрооптическое управление формированием импульса в лазере с синхронизацией мод

Создание системы управления пикосекундным лазером. В задачу входит организация связи с микроконтроллером и генерация сигналов необходимых характеристик. Далее эти сигналы используются для управления процессом формирования импульса с помощью электрооптики.

Аппаратный FIR-фильтр

На плате rsp527 (чип Virtex 6) подключенной через шину PCI к компьютеру под управлением Linux создан FIR-фильтр для обработки аудио файлов формата .wav. Потенциальная пропускная способность системы при потоковой обработке одного сэмпла достигает 1-го такта (10 нс) , что многократно (в сравнении с CPU используемого компьютера: в 34 раза) превосходит скорость обработки одного сэмпла на CPU. Проектирование осуществлялось с использованием Vivado HLS, что позволило уменьшить время на создание прошивки и тестирования ее работоспособности в процессе её разработки.