現場總線技術以其先進性、實用性、可靠性、開放性等優點,已經成為自動化技術發展的熱點。現場總線控制系統作為一種開放的、具可互操作性的、徹底分散的分布式控制系統,已經對傳統的PLC、集散控制系統形成了巨大的沖擊,具有廣闊的發展前景。 作為現場總線之一的CAN總線以其可靠性高、實時性好、價格低廉、容易實現等優點,被廣泛應用于工業控制領域。與傳統的控制系統相比,基于CAN總線設計的工業控制系統可以減少系統控制的復雜性,降低成本,并能提高系統的穩定性和擴展性。 本論文針對某石材加工廠的具體應用需求,在分析了CAN總線協議的基礎上,給出了工業控制網絡的總體解決方案,主控節點硬件設計、軟件設計,人機界面設計,以及網絡通訊結構模型及具體實現流程,完成的主要工作如下: 軟硬件平臺設計,基于ARM處理器LPC2378開發了工控網絡主控節點。設計了該節點的硬件電路,包括CAN總線接口電路、串行接口電路、AD、DA轉換隔離電路等。在硬件平臺上進行μC/OS-II操作系統移植,基于該操作系統編寫了各硬件模塊驅動程序,主要包括串行接口和CAN模塊的初始化、數據接收以及發送。 通訊設計,根據工業控制應用的具體需求,設計了網絡整體解決方案,包括網絡拓撲方案,通訊結構等,基于CAN總線技術規范CAN2.0B自定義了CAN總線網絡應用層通信協議CAN08。 人機界面設計,基于威綸MT505設計了工控網絡的人機界面,編程實現人機界面與主控節點的Modbus通訊。
上傳時間: 2013-07-09
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比例-積分-微分(PID)是過程控制中最常用的一種控制算法。算法簡單而且容易理解,應用十分廣泛。但由于應用領域的不同,功能上差別很大,系統的控制要求及關心的控制對象也不相同。數字PID控制比連續PID控制更為優越,因為計算機程序的靈活性,很容易克服連續PID控制中存在的問題,經修正而得到更完善的數字PID算法。本文以三相全控整流橋阻性負載為實際電路,控制主電路電壓,旨在提出一種智能數字PID控制系統的設計思路,并給出了詳細的硬件設計及初步軟件設計思路。 PID控制系統采用高性能、低功耗的ARM微處理器S3C44BO作為核心處理單元,內部的10位ADC作為信號采集模塊,采用了矩陣鍵盤和640*480的液晶作為人機接口;串口作為通信模塊實現了上位機的監控。采用芯片內部自帶的PWM模塊,輸出16M Hz PWM信號并經過一階低通濾波器得到0~5V的控制信號用于觸發主電路控制器,實現PID整定。 軟件方面,分析和研究了uC/OSⅡ的內核源碼,實現了其在32位微處理器上的移植,作為管理各個子程序執行的系統軟件。選用了圖形處理軟件uC/GUI用于完成LCD顯示及控制。PID算法采用了增量式數字PID算法,采用規一化算法進行參數選取。上位機部分采用了C#語言進行編寫。另外,采用了RTC(Real Time Clock)作為系統時鐘,可以實現系統的定時運行、定時模式切換等。在上位機上也可以方便的控制程序的執行,實現遠程監控。 在論文的最后詳細的介紹了智能PID控制系統在三相全控橋主電路中的具體應用。總結了調試中遇到的問題,對今后工作中需要進一步改善和探索的地方進行了展望。
上傳時間: 2013-08-01
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現代噴氣織機以其高速、高性能等優勢,占據了無梭織機的大部分市場,并成為最有發展前景的一種織機。送經、卷取機構是織機控制系統的重要組成部分,其對經紗張力的控制精度已成為評定織機質量的重要技術指標。因此,提高和改善噴氣織機的電子送經和卷取控制系統的性能非常必要,而且,開發具有高速、高精度的獨立電子送經和卷取控制模塊具有廣闊的應用前景。 本課題研究開發了一款獨立的電子送經和卷取控制模塊,通過人機界面或CAN通訊對該控制系統所需參數進行設置,使其可以根據參數設置應用于不同型號的噴氣織機。通過對系統的控制分析,本課題主要從硬件電路設計、軟件控制及張力控制算法三個方面進行研究。 首先,通過對噴氣織機的性能要求及控制器結構與性能的綜合考慮,系統采用以高速ARM7TDMI為內核的低功耗微處理器LPC2294作為系統控制器,該控制器不僅速度快、性能穩定,而且其豐富的外圍模塊大大簡化了硬件電路的設計。硬件電路設計采用模塊化設計方法,主要功能模塊包括嵌入式最小系統模塊、主軸編碼器采集模塊、張力采集模塊、電機控制模塊、通訊模塊、人機界面模塊、輸入輸出信號模塊等。根據系統需要,對各個模塊的控制器件進行選取,并設計出各個模塊的接口電路。最后,為了提高系統的穩定性和可靠性,在硬件電路設計中采取了隔離、去耦等硬件抗干擾措施。 在軟件設計方面,系統采用嵌入式實時操作系統μC/OS-II,便于系統升級和維護。在系統硬件平臺的基礎上,根據設計要求對操作系統內核進行剪裁和移植,并對系統時鐘節拍進行修改。結合硬件電路及系統控制要求,對系統啟動代碼進行修改;并根據系統對各個功能模塊控制的時效性要求,對系統任務進行合理規劃。為了說明系統采用該RTOS的可行性,對實時性要求最高的張力采集任務進行了實時性分析。對CAN通訊協議進行制定和編程實現,并對I2C、CAN和LCD驅動程序進行開發,另外,對每個任務的功能及控制流程和任務間及任務與中斷間的信息通訊進行了說明。系統在軟件方面也采用了一定的抗干擾技術,對硬件抗干擾進行補充。 最后,針對經紗張力的非線性和滯后性等復雜特性,對張力調節采用模糊參數自整定PID控制算法,設計出張力模糊參數自整定PID控制器。并在Matlab及Simulink工具下,對PID控制器下的張力算法及模糊參數自整定PID控制器下的張力算法進行仿真研究。而且對張力模糊PID控制算法在LPC2294中的實現進行了說明。關鍵詞:ARM; μC/OS-II;噴氣織機;送經卷取;模糊PID
上傳時間: 2013-06-11
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C++Builder 6 是一款快速開發Win32 應用程序的可視化開發工具,利用它可以實現高性 能的執行效率和出色的底層控制。C++Builder 6 相比于5 以前的版本,提供了更多的網絡開
上傳時間: 2013-07-11
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作為先進制造業的核心技術之一,焊接控制技術的飛速發展,對我國焊接機運動控制系統的自動化和智能化水平提出了更高的要求。本課題研究的特種焊接機運動控制系統是多任務并發的實時系統,作為實時系統研究關鍵問題之一的實時調度問題一直都是實時控制系統中的研究熱點,因此對特種焊接機運動控制系統實時調度問題的研究對于保證焊接機的強實時性、高可靠性和高穩定性具有重要的現實意義。 針對特種焊接機實時多任務并行協調控制的特點,首先總結和分析了前人在焊接機運動控制系統相關技術方面取得的成果,在吸收前人先進技術的基礎上,對系統的實時調度問題和算法做了相關理論研究。同時結合實時控制系統的特點,進一步分析了幾種常見的實時操作系統,選擇μc/OS-Ⅱ實時操作系統作為研究的基礎,研究確定焊接機控制系統的實時調度方法。 給出了焊接機運動控制系統硬件平臺各個功能模塊電路的設計,搭建了以ARM微處理器為核心的焊接機運動控制系統硬件平臺。然后詳細分析了μc/OS-Ⅱ系統的任務調度、任務管理等內核基本功能模塊,針對焊接機運動控制系統實時調度存在的問題.對μc/OS-Ⅱ的內核及其任務調度算法進行擴展改進,研究一種混合的調度策略,即采用兩種調度策略實現對焊接機運動控制系統中普通任務和實時任務的調度,最大限度地提高系統的實時性。通過測試,驗證了對μc/OS-Ⅱ實時內核及其任務調度算法進行擴展改進設計的有效性和可行性,系統運行正常,滿足焊接機運動控制系統任務調度的要求。取得了復雜焊接機運動控制系統任務實時調度策略及算法的成果,對焊接控制領域自動化和智能化的發展具有實際應用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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本文將嵌入式與溫度控制系統結合,設計了一個實用的嵌入式實時溫度控制系統,并說明了其系統組成和軟、硬件的設計方法。該系統的特點是具有快速的采集和響應速度、低功耗。本文內容主要包括以下部分: 1.溫度控制系統的歷史、現狀、發展趨勢及本課題的研究內容。 2.簡單介紹了嵌入式系統及其設計開發的基本知識、SAMSUNG公司的以ARM7TDMI為內核的處理器S3C44B0X和實時操作系統μC/OS—Ⅱ體系結構和內核。 3.硬件方面制定了系統核心板和溫度控制系統外圍電路的設計方案。系統核心板包括系統模塊、存儲器模塊、人機交互模塊三部分;外圍電路包括溫度檢測電路和功率控制電路兩部分。 4.軟件方面編寫了S3C44B0X的啟動代碼、μC/OS—Ⅱ向S3C44B0X的移植代碼、嵌入式溫度控制系統的應用程序及相關流程等。 5.本系統成功運行后的結果顯示和心得。
上傳時間: 2013-08-04
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隨著新的控制算法的應用和電子技術的發展,移動機器人正朝著高速度、高精度、開放化、智能化、網絡化方向發展,對控制系統也提出了更高的要求。移動機器人要實現高速度、高精度的位置控制和軌跡跟蹤,必須依賴先進的控制策略和優良的運動控制系統。 導航是移動機器人最具挑戰性的能力之一,機器人感知、定位、認知及運動控制的性能是決定導航成功的關鍵因素。根據課題“仿生導航系統”的要求,本文選擇“主控制器+運動控制器+英特網遠程無線監控”結構進行導航移動機器人控制系統的設計。首先分析導航移動機器人體系結構,建立機器人運動學模型,最后詳細闡述控制系統的全部開發過程,包括控制系統需求分析、總體設計、功能模塊的劃分及軟硬件的設計與實現,并對無線通信及英特網通訊做了一些基礎研究,開發了無線通訊模塊軟件和上位機軟件。 在控制系統的硬件設計方面,主要包括基于 LPC2138 的主控制單元、基于HCTL-1100 的運動控制單元、基于 6N137 的光電隔離單元、基于 LMD18200 的功率放大單元、傳感器接口單元及上位機無線通訊單元的電路設計。軟件方面,在μC/OS-Ⅱ實時操作系統的多任務環境下,利用其任務調度功能,合理地協調和組織了控制系統的各項硬件資源,提高了整個系統的實時性和可靠性。上位機采用的無線通訊、Internet 通訊以及可視化監控程序界面,讓用戶可以方便直觀地遠程觀察和控制機器人。 該控制系統的研制為仿生傳感器性能測試提供了一個良好的實驗平臺,經過實驗,驗證了系統的可行性,系統的各項功能及控制精度滿足設計要求。
上傳時間: 2013-05-22
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變電站電壓無功綜合控制是通過自動調節有載變壓器的分接頭和投切并聯補償電容器組來實現的,它是確保電壓質量和無功平衡、提高供電網可靠性和經濟性的重要措施。采用九區圖控制策略的電壓無功綜合控制,實際運行時存在著頻繁調節變壓器分接頭和投切電容器組的缺陷,甚至可能會出現震蕩現象。 本文針對上述不足,根據有功功率和無功功率的負荷預測曲線,以降損收益最大為適配值函數,以電壓約束、電氣極限約束和控制約束為約束條件,提出了一種改進的禁忌搜索算法。引入最低收益閾值來限制調節次數的增加,在此基礎上建議了一種確定最佳調整次數的方法。還建議了一種有約束線性最小二乘算法,基于變電站內的量測數據以及變壓器的參數來估計系統電壓和系統阻抗參數。算例結果表明建議的方法是可行的,并且具有可以有效地減少調節次數的特點。基于ARM的LPC2292微控制器和嵌入式實時操作系統(μC/OS-II),采用ADS1.2開發工具進行編程,實現了變電站內電壓無功綜合控制功能。軟件模塊開發主要包括:嵌入式實時操作系統(μC/OS-II)和圖形用戶界面GUI移植,數據讀取任務,數據處理任務,電壓無功控制任務,基于GPRS/CDMA的通訊任務、鍵盤掃描和液晶顯示任務等。采用信號發生器產生電能信號,采用繼電器的動作模擬變壓器分接頭檔位的調節和電容器組的投切,構建了一個變電站內的電壓無功控制模擬測試臺,對提出的設計方案進行了全面的功能測試,測試結果表明提出的設計方案是可行的。
上傳時間: 2013-04-24
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C/C+語言struct 深層探索 C++中 extern "C"含義深層探索 C 語言高效編程的幾招 想成為嵌入式程序員應知道的 0x10 個基本問題 C 語言嵌入式系統編程修煉 C 語言嵌入式系統編程修煉之一:背景篇 C 語言嵌入式系統編程修煉之二:軟件架構篇 C 語言嵌入式系統編程修煉之三:內存操作 C 語言嵌入式系統編程修煉之四:屏幕操作 C 語言嵌入式系統編程修煉之五:鍵盤操作 C 語言嵌入式系統編程修煉之六:性能優化 C/C++語言 void及 void 指針深層探索 C/C++語言可變參數表深層探索 C/C++數組名與指針區別深層探索 C/C++程序員應聘常見面試題深入剖析(1) C/C++程序員應聘常見面試題深入剖析(2) 一道著名外企面試題的抽絲剝繭 C/C++結構體的一個高級特性――指定成員的位數 C/C++中的近指令、遠指針和巨指針 從兩道經典試題談 C/C++中聯合體(union)的使用 基于 ARM 的嵌入式 Linux 移植真實體驗 基于 ARM 的嵌入式 Linux 移植真實體驗(1)――基本概 基于 ARM 的嵌入式 Linux 移植真實體驗(2)――BootLoa 基于 ARM 的嵌入式 Linux 移植真實體驗(3)――操作系 基于 ARM 的嵌入式 Linux 移植真實體驗(4)――設備驅 基于 ARM 的嵌入式 Linux 移植真實體驗(5)――應用實 深入淺出 Linux 設備驅動編程 1.Linux 內核模塊 2.字符設備驅動程序 3.設備驅動中的并發控制 4.設備的阻塞與非阻塞操作
上傳時間: 2013-04-24
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本文首先介紹了三種專門用于模糊邏輯控制系統設計的軟件系統。詳細地介紹了利用軟件進行模糊邏輯控制系統設計的基本原理以及模糊控制器的軟件程序設計方法。實驗表明,模糊邏輯系統的C 語言實現方法是完全可行的,
上傳時間: 2013-04-24
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