在工業(yè)控制領(lǐng)域，多種現(xiàn)場總線標準共存的局面從客觀上促進了工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，國際上已經(jīng)出現(xiàn)了HSE、Profinet、Modbus TCP/IP、Ethernet/IP、Ethernet Powerlink、EtherCAT等多種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。將傳統(tǒng)的商用以太網(wǎng)應用于工業(yè)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)備層的最大障礙是以太網(wǎng)的非實時性，而實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備間的高精度時鐘同步是保證以太網(wǎng)高實時性的前提和基礎(chǔ)。 IEEE 1588定義了一個能夠在測量和控制系統(tǒng)中實現(xiàn)高精度時鐘同步的協(xié)議——精確時間協(xié)議(Precision Time Protocol)。PTP協(xié)議集成了網(wǎng)絡(luò)通訊、局部計算和分布式對象等多項技術(shù)，適用于所有通過支持多播的局域網(wǎng)進行通訊的分布式系統(tǒng)，特別適合于以太網(wǎng)，但不局限于以太網(wǎng)。PTP協(xié)議能夠使異質(zhì)系統(tǒng)中各類不同精確度、分辨率和穩(wěn)定性的時鐘同步起來，占用最少的網(wǎng)絡(luò)和局部計算資源，在最好情況下能達到系統(tǒng)級的亞微級的同步精度。 基于PC機軟件的時鐘同步方法，如NTP協(xié)議，由于其實現(xiàn)機理的限制，其同步精度最好只能達到毫秒級；基于嵌入式軟件的時鐘同步方法，將時鐘同步模塊放在操作系統(tǒng)的驅(qū)動層，其同步精度能夠達到微秒級。現(xiàn)場設(shè)備間微秒級的同步精度雖然已經(jīng)能滿足大多數(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)對設(shè)備時鐘同步的要求，但是對于運動控制等需求高精度定時的系統(tǒng)來說，這仍然不夠?；谇度胧杰浖臅r鐘同步方法受限于操作系統(tǒng)中斷響應延遲時間不一致、晶振頻率漂移等因素，很難達到亞微秒級的同步精度。 本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于FPGA的時鐘同步方法，以IEEE 1588作為時鐘同步協(xié)議，以Ethernet作為底層通訊網(wǎng)絡(luò)，以嵌入式軟件形式實現(xiàn)TCP/IP通訊，以數(shù)字電路形式實現(xiàn)時鐘同步模塊。這種方法充分利用了FPGA的特點，通過準確捕獲報文時間戳和動態(tài)補償晶振頻率漂移等手段，相對于嵌入式軟件時鐘同步方法實現(xiàn)了更高精度的時鐘同步，并通過實驗驗證了在以集線器互連的10Mbps以太網(wǎng)上能夠達到亞微秒級的同步精度。
上傳時間： 2013-08-04
上傳用戶：hn891122
逆變控制器的發(fā)展經(jīng)歷從分立元件的模擬電路到以專用微處理芯片（DSP/MCU）為核心的電路系統(tǒng)，并從數(shù)模混合電路過渡到純數(shù)字控制的歷程。但是，通用微處理芯片是為一般目的而設(shè)計，存在一定局限。為此，近幾年來逆變器專用控制芯片（ASIC）實現(xiàn)技術(shù)的研究越來越受到關(guān)注，已成為逆變控制器發(fā)展的新方向之一。本文利用一個成熟的單相電壓型PWM逆變器控制模型，圍繞逆變器專用控制芯片ASIC的實現(xiàn)技術(shù)，依次對專用芯片的系統(tǒng)功能劃分，硬件算法，全系統(tǒng)的硬件設(shè)計及優(yōu)化，流水線操作和并行化，芯片運行穩(wěn)定性等問題進行了初步研究。首先引述了單相電壓型PWM逆變器連續(xù)時間和離散時間的數(shù)學模型，以及基于極點配置的單相電壓型PWM逆變器電流內(nèi)環(huán)電壓外環(huán)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計過程，同時給出了仿真結(jié)果，仿真表明此系統(tǒng)具有很好的動、靜態(tài)性能，并且具有自動限流功能，提高了系統(tǒng)的可靠性。緊接著分析了FPGA器件的特征和結(jié)構(gòu)。在給出本芯片應用目標的基礎(chǔ)上，制定了FPGA目標器件的選擇原則和芯片的技術(shù)規(guī)格，完成了器件選型及相關(guān)的開發(fā)環(huán)境和工具的選取。然后系統(tǒng)闡述了復雜FPGA設(shè)計的設(shè)計方法學，詳細介紹了基于FPGA的ASIC設(shè)計流程，概要介紹了僅使用QuartusII的開發(fā)流程，以及Modelsim、SynplifyPro、QuartusII結(jié)合使用的開發(fā)流程。在此基礎(chǔ)上，進行了芯片系統(tǒng)功能劃分，針對：DDS標準正弦波發(fā)生器，電壓電流雙環(huán)控制算法單元，硬件PI算法單元，SPWM產(chǎn)生器，三角波發(fā)生器，死區(qū)控制器，數(shù)據(jù)流/控制流模塊等逆變器控制硬件算法/控制單元，研究了它們的硬件算法，完成了模塊化設(shè)計。分析了全數(shù)字鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)和模型，以此為基礎(chǔ)，設(shè)計了一種應用于逆變器的，用比例積分方法替代傳統(tǒng)鎖相系統(tǒng)中的環(huán)路濾波，用相位累加器實現(xiàn)數(shù)控振蕩器（DCO）功能的高精度二階全數(shù)字鎖相環(huán)（DPLL）。分析了“流水線操作”等設(shè)計優(yōu)化問題，并針對逆變器控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)算法呈多層結(jié)構(gòu)，且層與層之間還有數(shù)據(jù)流聯(lián)系，其執(zhí)行順序和數(shù)據(jù)流的走向較為復雜，不利于直接采用流水線技術(shù)進行設(shè)計的特點，提出一種全新的“分層多級流水線”設(shè)計技術(shù)，有效地解決了復雜控制系統(tǒng)的流水線優(yōu)化設(shè)計問題。本文最后對芯片運行穩(wěn)定性等問題進行了初步研究。指出了設(shè)計中的“競爭冒險”和飽受困擾之苦的“亞穩(wěn)態(tài)”問題，分析了產(chǎn)生機理，并給出了常用的解決措施。
上傳時間： 2013-05-28
上傳用戶：ice_qi
隨著現(xiàn)代信息系統(tǒng)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)尤其是分布式系統(tǒng)日益廣泛地用于各個行業(yè)和領(lǐng)域，其中很多的關(guān)鍵應用需要基于時間同步進行。傳統(tǒng)采用精準時鐘對設(shè)備物理時鐘進行精準調(diào)節(jié)以達到時鐘同步的方式，以及單純的在局域網(wǎng)內(nèi)部通過相關(guān)時間協(xié)議進行時間同步的方式，由于受諸多限制，不能很好地解決分布式精確時鐘同步的問題。然而人們對分布式時間精準度和時間同步的精確度要求越來越高，新型分布式網(wǎng)絡(luò)時間同步研究成為一個需要亟待解決的關(guān)鍵性問題。既有工程應用價值，也有一定的理論意義。 首先從分布式系統(tǒng)應用的角度出發(fā)，首先對GNSS衛(wèi)星授時、NTP協(xié)議、嵌入式系統(tǒng)及uClinux操作系統(tǒng)等理論和技術(shù)進行了闡述。重點討論了如何解決分布式系統(tǒng)中的精確授時與同步問題的必要性和工程意義，分析了GNSS衛(wèi)星授時特點和NTP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的機制。 其次在充分考慮到網(wǎng)絡(luò)同步實時性要求高的特點的基礎(chǔ)上，提出了一種基于GNSS的嵌入式NTP授時服務器的設(shè)計架構(gòu)，對各主要模塊的功能、結(jié)構(gòu)和工作原理進行了功能和性能分析。硬件具體以32位ARMS3C44B0X作為硬件控制核心的微處理器，開發(fā)了具有多通信端口的應用電路主板，并集成了GNSS衛(wèi)星通信模塊。 再次在軟件方面具體對uClinux操作系統(tǒng)底層接口進行了較為深入的分析，在所設(shè)計的服務器硬件平臺上移植了uClinux嵌入式操作系統(tǒng)及相關(guān)的驅(qū)動程序，并采用模塊化的設(shè)計思想進行了NTP應用程序的設(shè)計與集成，實現(xiàn)了NTP協(xié)議的編譯和NTP授時服務，其中對NTP協(xié)議主要參數(shù)和具體工作過程進行了系統(tǒng)性分析和設(shè)置應用。 最后在獲取精準的系統(tǒng)統(tǒng)一時鐘、通過NTP協(xié)議提供授時服務的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際在人工影響天氣通信指揮系統(tǒng)中具體應用，實現(xiàn)了分布式人工降雨火箭彈發(fā)射點按命令精確同步進行發(fā)射的應用集成。初步測試表明，本文所設(shè)計的授時服務器應用情況良好，實現(xiàn)了不同層次分布式應用對于時間精準同步的高要求。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：ouyangtongze
生物發(fā)酵作為現(xiàn)代生物技術(shù)工業(yè)的重要組成部分，已被廣泛用于食品、制藥等各個領(lǐng)域，并顯示出良好的發(fā)展前景和巨大的市場潛力。但由于生物發(fā)酵過程是一種復雜的生化反應過程，控制變量眾多且相互關(guān)聯(lián)度較大，采用傳統(tǒng)控制方法難以實現(xiàn)有效控制。 因此，本文根據(jù)生物發(fā)酵的流程特點和當今國內(nèi)市場的切實需要，在總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，針對非線性、時變、大滯后的發(fā)酵過程，將智能控制技術(shù)融入到了生物發(fā)酵控制系統(tǒng)中，主要對發(fā)酵過程中的溫度、PH值的控制算法進行研究，分別設(shè)計了仿人智能模糊PID控制和仿人智能模糊控制，模擬仿真和實驗分析表明，控制效果優(yōu)于傳統(tǒng)算法。 基于32位ARM架構(gòu)的嵌入式微處理器以其高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢，得到了很好的推廣，同時國內(nèi)微電子與嵌入式技術(shù)得到了迅速發(fā)展。鑒于此背景，本系統(tǒng)現(xiàn)場控制的下位機的硬件平臺采用基于S3C2410的處理器，軟件設(shè)計中采用了嵌入式Linux系統(tǒng)。同時采用了集散控制技術(shù)，實現(xiàn)一臺上位機可以同時與多臺下位機的數(shù)據(jù)通訊和遠程監(jiān)控，且下位機可以脫離上位計算機單獨對各種參數(shù)進行控制。 本文的工作重點主要包括：主要參數(shù)測量與控制、發(fā)酵過程系統(tǒng)的總體設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計。本發(fā)酵控制系統(tǒng)對發(fā)酵過程進行實時監(jiān)測、優(yōu)化操作，不僅能避免人工操作的不確定因素，提高自動化水平，而且能夠?qū)Πl(fā)酵過程中主要參數(shù)進行有效控制，具有重要的現(xiàn)實意義。
標簽： ARMLinux 生物發(fā)酵 智能控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：1142895891
目前，許多高校在機房管理上使用了IC 卡，其中少數(shù)機房是使用接觸式IC卡，眾所周知，接觸式IC 卡在可靠性、易用性、安全性、高抗干擾性和工作距離方面不及非接觸式IC 卡，因此很多接觸式IC 卡基本已被非接觸式IC 卡取代。 經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，使用IC 卡的機房管理系統(tǒng)的基本工作方式是每個機房中配置了1個IC 卡讀寫終端和1 臺監(jiān)控機。IC 卡讀卡終端只是一個普通的讀卡器，只負責讀取卡內(nèi)信息，并通過串口等通信方式將IC 卡信息傳輸給監(jiān)控機，讀卡終端本身沒有信息存儲功能，實際的計費管理完全是通過監(jiān)控計算機控制，監(jiān)控計算機向中心服務器端定時或?qū)崟r傳輸刷卡信息。由于整個系統(tǒng)要占用一臺微機，而且中間的信息傳遞、計費環(huán)節(jié)都要由它來完成，不僅浪費資源，而且也增加了安全隱患。在這種工作模式下，會出現(xiàn)一些問題和漏洞： 1) 可靠性不高由于讀卡設(shè)備與監(jiān)控計算機之間的信息傳輸只是暫時保存在監(jiān)控計算機中，如果監(jiān)控計算機遭到病毒襲擊或者出現(xiàn)硬件故障，將出現(xiàn)無法挽回的后果。而且由于學生信息都保存在監(jiān)控計算機中，因此存在著人為偽造、篡改和徇私舞弊行為的極大可能。 2) IC卡的特點未完全體現(xiàn)IC卡除了能標識身份外，還有電子錢包功能，能對其進行充值和扣款，但是上述方法基本上IC卡只用做標識身份，實際的每次扣款，都是由監(jiān)控計算機和中心服務器來完成，基本與讀卡設(shè)備無關(guān)。 3) 不方便學生上機和收費管理學生每次上機刷卡，都要由監(jiān)控計算機連接中心服務器端，由中心服務器端讀出學生信息，進行核對，而且對學生的扣款需要額外的計算機軟件來進行計時和計費處理，顯得比較繁瑣。 鑒于以上問題，為提高機房管理效率，降低工作強度，并及時處理機房發(fā)生的故障，采用機房計費管理系統(tǒng)勢在必行。如果能在讀卡終端設(shè)備中完成計費的大部分功能，并且增加存儲功能，這樣就可以減少監(jiān)控計算機的負擔，甚至讀卡終端設(shè)備可以直接與中心服務器通信，不僅能增加系統(tǒng)的可靠性和安全性而且還充分利用了IC 卡的功能，還降低了財務統(tǒng)計和計算帶來的麻煩。 目前已經(jīng)應用于機房管理的解決方案主要有3種方式，即:軟硬件結(jié)合控制方式、帳號方式和門禁方式。鑒于設(shè)計要求，并且考慮到安全、可靠、簡單等因素，如果在軟硬件結(jié)合控制方式中，把更多的任務交由讀卡終端，比如由讀卡終端來存儲數(shù)據(jù)、計費管理，同時如果讀卡終端能實現(xiàn)TCP/IP 通信，那么監(jiān)控計算機的任務就大大降低，甚至可以由讀卡終端直接與中心服務器通信。就減少了一些不必要的麻煩和安全風險。本論文的設(shè)計就是基于這一點來進行的。 本系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠，實時性要好，另外考慮到性價比等因素，綜合考慮選擇將μC/OS-II 操作系統(tǒng)移植到ARM7 上作為開發(fā)平臺。在此平臺基礎(chǔ)上，考慮到TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與要采用的硬件的性能以及實現(xiàn)的成本有關(guān)。從解決這一技術(shù)問題出發(fā)，結(jié)合本論文研究的應用對象，決定使用嵌入式操作系統(tǒng)，此種方案可以描述為嵌入式TCP/IP協(xié)議棧＋嵌入式操作系統(tǒng)＋微控制器。 本文介紹了一種基于ARM7的IC 卡機房管理終端的設(shè)計方案。該系統(tǒng)在ARM7的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植和TCP/IP協(xié)議棧的嵌入，能夠正確讀寫IC 卡信息，增加了SD 卡存儲功能，完成計費操作，實現(xiàn)液晶顯示功能，能夠通過以太網(wǎng)或串口直接與服務器通信。 本文詳細介紹了整個機房管理系統(tǒng)終端的硬軟件設(shè)計，給出了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ在ARM7 處理器上的詳細移植過程，介紹了一種TCP/IP協(xié)議棧和基于套接字的編程方法，同時也提供了一種多卡操作的防沖突機制。 同目前大多數(shù)機房管理系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)有如下特點： 1) 由于使用了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，提高了系統(tǒng)的實時性和反應時間，任務管理和調(diào)度更加方便有效。 2) 由讀卡終端來進行計費操作，降低了服務器端的工作壓力，同時降低了安全風險。 3) 增加了數(shù)據(jù)存儲功能，提高了系統(tǒng)的可靠性，有利于數(shù)據(jù)的查詢和故障的恢復。 4) 增加了對無效卡、注銷卡和欠費卡的判斷與處理，對惡意操作或者有意或者無意的逃費操作采取了積極有效的措施。 5) 以太網(wǎng)通信克服了以往串口通信的傳輸距離短、傳輸速率慢等缺點，使得通信更加方便、高效，并且可以進行遠距離傳輸和控制。
上傳時間： 2013-07-09
上傳用戶：淺言微笑
本文針對目前國內(nèi)基于PROFIBUS-DP的產(chǎn)品價格昂貴，安裝和維護成本高等缺點，以山西某大型煤礦的空壓機監(jiān)控系統(tǒng)自動化改造工程為例，在重點研究了PROFIBUS-DP協(xié)議的基礎(chǔ)上自行提出了一套PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，并詳細設(shè)計了該系統(tǒng)中的PROFIBUS-DP主站部分。 本文首先提出了一套基于PROFIBUS-DP技術(shù)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)并在其基礎(chǔ)上完成了PROFIBUS-DP主站的總體設(shè)計。其次本文選用ARM+PROFIBUS主站協(xié)議芯片的開發(fā)方式，重點論述了主站的硬件設(shè)計。再次本文根據(jù)PROFIBUS-DP協(xié)議的結(jié)構(gòu)設(shè)計PROFIBUS-DP主站軟件模塊，確定各模塊間關(guān)系并詳細設(shè)計了主站與主站用戶之間的共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。接著本文討論了PROFIBUS-DP主站軟件在μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)上可靠運行需注意的幾個技術(shù)細節(jié)。最后本文給出了基于ARM的PROFIBUS-DP主站的調(diào)試方案。 研究結(jié)果表明基于ARM的PROFIBUS-DP主站能夠在不降低系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上有效降低成本。使基于PROFIBUS-DP的現(xiàn)場總線系統(tǒng)得到大面積推廣成為可能。
標簽： PROFIBUSDP ARM 主站
上傳時間： 2013-06-27
上傳用戶：hank
本文研究了基于ARM的嵌入式微處理器構(gòu)成的傳感圖像液晶顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)充分利用ARM9的嵌入式微處理器芯片S3C2410內(nèi)部豐富的接口資源，采取軟硬件協(xié)同設(shè)計的方法完成設(shè)計，使系統(tǒng)更易集成。本文首先針對系統(tǒng)需求設(shè)計了各相關(guān)模塊的接口電路，然后對Linux系統(tǒng)下整個圖像采集系統(tǒng)的程序設(shè)計作了詳細的分析，重點設(shè)計完成了LCD驅(qū)動程序與USB接口驅(qū)動程序。在完成各相關(guān)模塊驅(qū)動的基礎(chǔ)上設(shè)計完成了圖像采集與顯示程序，實現(xiàn)了圖像數(shù)據(jù)的采集、傳輸和圖像正常顯示。系統(tǒng)設(shè)計采集速率為30幀/秒，圖像畫面流暢，功能穩(wěn)定，并且數(shù)據(jù)傳輸采用DMA傳輸方式，使顯示數(shù)據(jù)不經(jīng)過CPU而直接傳送到顯示緩沖區(qū)，加快了數(shù)據(jù)傳輸速度。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，運行過程中不需PC機介入，使配置更靈活，顯示界面更友好?；谇度胧较到y(tǒng)的圖像采集處理技術(shù)在當前正處于起步階段，研究前景廣闊，可廣泛應用于工業(yè)自動化生產(chǎn)，監(jiān)護、防盜系統(tǒng)，機器人視覺等技術(shù)領(lǐng)域中。
上傳時間： 2013-08-05
上傳用戶：guh000
智能電表、水表、煤/燃氣表、熱量表等大量地出現(xiàn)在人們的生活中，同時這些儀表的抄錄工作變得越來越煩瑣，工作量大，工作效率低，不僅給用戶帶來不便，而且會存在漏抄、誤抄、估抄的現(xiàn)象。隨著電子技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，人工抄表已經(jīng)逐步被自動抄表所代替。 集中器是一個數(shù)據(jù)集中處理器，是多對象自動抄表系統(tǒng)的通信橋梁，負責對各智能表的數(shù)據(jù)進行采集、存儲和管理，及時有效地向上位機傳輸數(shù)據(jù)并執(zhí)行上位機發(fā)送的指令。提高多對象集中器數(shù)據(jù)處理能力，有效完成上下行通信是多對象自動抄表系統(tǒng)AMRS（Automation Meter Reading System）目前需要解決的關(guān)鍵問題。 本文針對多對象集中器這樣一個較復雜的通信與控制系統(tǒng)，提出采用32位的高性能嵌入式微處理器。32位ARM9微處理器處理速度快、硬件性能高、低功耗、低成本，集成了相當多的硬件資源，硬件的擴展和設(shè)計大大簡化，ARM9（S3C2410）為工業(yè)級芯片，抗干擾能力強，能夠適應運行現(xiàn)場的較惡劣環(huán)境，8/16位微控制器運算能力有限，對于較復雜的通信與控制算法難以順利完成；硬件平臺依賴性強，不利于軟件的開發(fā)、升級與移植；在缺乏多任務調(diào)度機制的情況下，應用軟件不僅實現(xiàn)難度大，且可靠性難以保證。 本文首先對多對象遠程抄表系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進行研究，主要研究了多對象遠程抄表系統(tǒng)中集中器的軟件和硬件實現(xiàn)，對硬件資源進行了外圍擴展，對S3C2410微處理器芯片的外圍硬件進行了擴展設(shè)計，使之具備了滿足使用需求的最小系統(tǒng)硬件資源，包括時鐘、復位、電源、外圍存儲、LCD、RS-485通信模塊、CAN通信模塊等電路設(shè)計。實時時鐘為多對象集中器定時抄表提供時間標準；電源電路為多對象集中器系統(tǒng)提供穩(wěn)定電源；看門狗電路的設(shè)計保證多對象集中器系統(tǒng)可靠運行，防止系統(tǒng)死機；數(shù)據(jù)存儲器主要用于存儲參數(shù)、變量、集中器自身的參數(shù)，負責智能表的參數(shù)以及智能表用量等。上行通道即多對象集中器與上位機之間的通信線路，采用CAN現(xiàn)場總線進行通信；下行通道即多對象集中器與智能表之間的通信，采用RS-485總線進行通信。軟件設(shè)計上，主要針對多對象集中器的數(shù)據(jù)存儲功能和串行通訊功能進行程序編寫?；贏RM的多對象遠程抄表系統(tǒng)集中器可以實現(xiàn)多對象遠程抄表，提高了數(shù)據(jù)處理能力，有效完成了上下行通信，可靠性強，穩(wěn)定性高，結(jié)構(gòu)簡單。
標簽： ARM 對象 遠程抄表系統(tǒng) 集中器
上傳時間： 2013-06-07
上傳用戶：heminhao
減搖鰭是船舶與海洋工程中的一種重要系統(tǒng)，目前已在多種船舶中廣泛應用。減搖鰭對于提高船舶耐波性，增加船舶使用壽命，改善設(shè)備與人員的工作條件，提高艦艇的戰(zhàn)斗力具有重要作用。減小船舶橫搖是目前船舶運動控制領(lǐng)域的重要課題之一。本文以船舶減搖鰭系統(tǒng)作為研究對象，重點講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的設(shè)計與實現(xiàn)方案。 減搖鰭系統(tǒng)目前大多采用基于力矩對抗原理的PID控制器?？刂破鞯男阅軐Υ白匀粰M搖周期和無因次橫搖衰減系數(shù)有著很大的依賴關(guān)系。由于船舶橫搖運動的復雜性、非線性、時變性和海況的不確定性，經(jīng)典PID控制難以獲得滿意的控制效果。采用先進的控制策略是解決這一問題的有效方法。本論文將模糊控制與PID控制相結(jié)合，實現(xiàn)了無須精確的對象模型，只須將操作人員和專家長期實踐積累的經(jīng)驗知識用控制規(guī)則模型化，然后用模糊推理在線辨識對象特征參數(shù)，便可對PID參數(shù)實現(xiàn)自整定。另外，浪級調(diào)節(jié)器做為減搖鰭控制器的一個重要組成部分，本論文也對其設(shè)計進行了研究，提出了一種基于海浪譜估計的浪級調(diào)節(jié)器的設(shè)計方法，彌補了傳統(tǒng)浪級調(diào)節(jié)器不能充分利用海浪信息的不足。 目前大多數(shù)的減搖鰭控制器使用單片機作為主處理器或者以工控機為基礎(chǔ)開發(fā)而來的，前者集成度不高，穩(wěn)定性也不好，而后者成本較高。因此，本課題設(shè)計了一款新型的基于ARM處理器的減搖鰭控制器，解決了上述問題。該系統(tǒng)主要由硬件平臺和軟件平臺兩部分組成。硬件平臺主要包括基于飛利浦公司的LPC2214的控制器核心電路和輔助實現(xiàn)控制的驅(qū)動電路；軟件平臺主要是基于ARM的軟件，包括啟動代碼和應用程序。 研究結(jié)果表明：開發(fā)的嵌入式減搖鰭控制系統(tǒng)不僅具有集成度高、性價比高、性能優(yōu)越、抗干擾能力強、穩(wěn)定性好、實時性高等優(yōu)點。同時更能夠適應減搖鰭控制系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢，所以該減搖鰭控制器具有很好的使用價值及意義。
上傳時間： 2013-07-10
上傳用戶：giser
永磁無刷直流電動機是一種性能優(yōu)越、應用前景廣闊的電動機,傳統(tǒng)的理論分析及設(shè)計方法已比較成熟,它的進一步推廣應用,在很大程度上有賴于對控制策略的研究.該文提出了一套基于DSP的全數(shù)字無刷直流電動機模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)雙模控制系統(tǒng),將模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別引入到無刷直流電動機的控制中來.充分利用模糊控制對參數(shù)變化不敏感,能夠提高系統(tǒng)的快速性的特點,構(gòu)造適用于調(diào)節(jié)較大速度偏差的模糊調(diào)節(jié)器,加快系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度;由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)既具有非線性映射的能力,可逼近任何線性和非線性模型,又具有自學習、自收斂性,對被控對象無須精確建模,對參數(shù)變化有較強的魯棒性的特點,構(gòu)造三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)器,來實現(xiàn)消除穩(wěn)態(tài)偏差的精確控制.以速度偏差率為判斷依據(jù),實現(xiàn)模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種控制模式的切換,使系統(tǒng)在不同速度偏差段快速調(diào)整、平滑運行.此外充分利用系統(tǒng)硬件構(gòu)成的特點,采用適當?shù)腜WM輸出切換策略,最大限度的抑制逆變橋換相死區(qū);通過換相瞬時轉(zhuǎn)矩公式推導和分析,得出在換相過程中保持導通相功率器件為恒通,即令PWM輸出占空比D=1,來抑制定子電感對換相電流影響的控制策略.上述抑制換相死區(qū)和采用恒通電壓的控制方法,減小了換相引起的轉(zhuǎn)矩波動,使系統(tǒng)電流保持平滑、轉(zhuǎn)矩脈動大幅度減小、系統(tǒng)響應更快、并具有較強的魯棒性和實時性.在這種設(shè)計下,系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)更精確的定位和更準確的速度調(diào)節(jié),而且可以使無刷直流電動機長期工作在低速、大轉(zhuǎn)矩、頻繁起動的狀態(tài)下.該文選用TMS320LF2407作為微控制器,將系統(tǒng)的參數(shù)自調(diào)整模糊控制算法,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法以及PWM輸出,轉(zhuǎn)子位置、速度、相電流檢測計算等功能模塊編程存儲于DSP的E2PROM,實現(xiàn)了對無刷直流電動機的全數(shù)字實時控制,并得到了良好的實驗結(jié)果的結(jié)果.
上傳時間： 2013-06-01
上傳用戶：zl123!@#
蟲蟲下載站版權(quán)所有 京ICP備2021023401號-1
<strike id="gukmu"></strike>
<strike id="gukmu"></strike>