永磁同步電機(jī)(PMSM)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊的電機(jī)，其傳統(tǒng)的理論分析與設(shè)計(jì)方法已比較成熟。它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，在很大程度上有賴于對(duì)控制策略的研究。實(shí)踐中，使用通用變壓變頻(VVVF)變頻器來(lái)驅(qū)動(dòng)沒(méi)有阻尼繞組的永磁同步電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)，有時(shí)電機(jī)的運(yùn)行頻率超過(guò)某一頻率，系統(tǒng)就會(huì)變得不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失步。本文研究了無(wú)位置傳感器的永磁同步電機(jī)的速度控制問(wèn)題。 論文提出了一種將推廣卡爾曼濾波(EKF)原理應(yīng)用于永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器調(diào)速系統(tǒng)的方法。對(duì)永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和卡爾曼濾波原理作了詳細(xì)的分析，在dq轉(zhuǎn)子同步坐標(biāo)系中應(yīng)用推廣卡爾曼濾波算法，對(duì)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)在線估計(jì)。所選取的濾波算法只需測(cè)量電流和逆變器直流母線電壓，具有不改造電機(jī)、可靠性高和經(jīng)濟(jì)耐用的優(yōu)點(diǎn)。利用在線估計(jì)出的轉(zhuǎn)速和電流實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)的永磁同步電機(jī)矢量控制。同時(shí)還提出了基于磁飽和原理的永磁轉(zhuǎn)子初始位置的檢測(cè)方法。針對(duì)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向方式及矢量控制方案，采用了空間矢量脈寬調(diào)制方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，此方法可以輸出任意給定位置的電壓矢量，在不增加功率管開(kāi)關(guān)頻率和不增加系統(tǒng)復(fù)雜性的前提下，明顯提高電機(jī)的調(diào)速性能。 在Matlab6.5環(huán)境下進(jìn)行的系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)表明，所提出的位置估計(jì)算法和控制方法具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)角跟蹤特性和速度控制性能，同時(shí)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗負(fù)載擾動(dòng)性能和較好的魯棒性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文的方法達(dá)到了預(yù)期的效果。
標(biāo)簽： 卡爾曼濾波 永磁同步電機(jī) 無(wú)位置傳感器 控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(SRD)是一種新型交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、成本低廉、控制參數(shù)多、控制方法靈活、可得到各種所需的機(jī)械特性,而備受矚目,應(yīng)用日益廣泛.并且SRD在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)均具有較高的效率,這一點(diǎn)是其它調(diào)速系統(tǒng)所不可比擬的.但開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)的振動(dòng)與噪聲比較大,這影響了SRD在許多領(lǐng)域的應(yīng)用.本文針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了研究,提出了一種新型齒極結(jié)構(gòu),可有效降低開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的振動(dòng)與噪聲.通過(guò)電磁場(chǎng)有限元計(jì)算可看出,在新型齒極結(jié)構(gòu)下,導(dǎo)致開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)與噪聲的徑向力大為減小,尤其是當(dāng)轉(zhuǎn)子極相對(duì)定子極位于關(guān)斷位置時(shí),徑向力大幅度地減小,并改善了徑向力沿定子圓周的分布,使其波動(dòng)減小,從而減小了定子鐵心的變形與振動(dòng),進(jìn)而降低了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的噪聲.靜態(tài)轉(zhuǎn)矩因轉(zhuǎn)子極開(kāi)槽也略微減小,但對(duì)電機(jī)的效率影響不大.開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)因磁路的飽和導(dǎo)致參數(shù)的非線性,又因在不同控制方式下是變結(jié)構(gòu)的.這使得開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制非常困難.經(jīng)典的線性控制方法如PI、PID等方法用于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制,效果不好.其它的控制方法如滑模變結(jié)構(gòu)控制、狀態(tài)空間控制方法等可取得較好的控制效果但大都比較復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難.而智能控制方法如模糊控制本身為一種非線性控制方法,對(duì)于非線性、變結(jié)構(gòu)、時(shí)變的被控對(duì)象均可取得較好的控制效果且不需知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型,這對(duì)于很難精確建模的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)來(lái)說(shuō)尤其適用.同時(shí),模糊控制實(shí)現(xiàn)比較容易.但對(duì)于變參數(shù)、變結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)來(lái)說(shuō)固定參數(shù)的模糊控制在不同條件下其控制效果難以達(dá)到最優(yōu).為取得最優(yōu)的控制效果,該文采用帶修正因子的自組織模糊控制器,采用單純形加速優(yōu)化算法通過(guò)在線調(diào)整參數(shù),達(dá)到了較好的控制效果.仿真結(jié)果證明了這一點(diǎn).
標(biāo)簽： 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī) 自組織 模糊控制
上傳時(shí)間： 2013-05-16
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論文根據(jù)系統(tǒng)具體控制對(duì)象將多電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車的操穩(wěn)性控制劃分為間接穩(wěn)定性控制與直接穩(wěn)定性控制兩大類，前者以優(yōu)化車輪和路面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為目標(biāo);而后者直接以整車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參量為調(diào)節(jié)對(duì)象.針對(duì)雙電機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)EV，提出了基于自由輪轉(zhuǎn)速信息的驅(qū)動(dòng)防滑控制.分析了汽車轉(zhuǎn)向過(guò)程的差速動(dòng)力學(xué)原理，在Ackermann-Jeantand轉(zhuǎn)向側(cè)幾何模型下討論了理想差速過(guò)程中車輪驅(qū)/制動(dòng)轉(zhuǎn)矩變化應(yīng)滿足的條件.根據(jù)上述分析提出了一種雙模式轉(zhuǎn)矩分配電子差速器設(shè)計(jì)思路.分析了直接橫擺力偶矩的產(chǎn)生與簡(jiǎn)化的轉(zhuǎn)矩分配方法.基于零側(cè)偏理想模型設(shè)計(jì)了雙電機(jī)EV的前饋直接橫擺力偶矩控制器并進(jìn)行數(shù)值仿真，結(jié)果顯示該方法能一定程度改善操穩(wěn)性，但控制效果受系統(tǒng)非線性影響較大.提出應(yīng)用隱模型跟蹤最優(yōu)控制理論的DYC控制策略，設(shè)計(jì)了控制器并進(jìn)行仿真計(jì)算，證明此控制方法能在降低質(zhì)心側(cè)偏的同時(shí)保證橫擺角速度響應(yīng)的穩(wěn)定、平滑、快速，并能適應(yīng)不同路面情況.通過(guò)仿真討論前驅(qū)動(dòng)或后驅(qū)動(dòng)布局與DYC控制效果的關(guān)系以及系統(tǒng)對(duì)汽車質(zhì)心參數(shù)變化的適應(yīng)性.設(shè)計(jì)并改裝了雙電機(jī)前輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)車.初步試車中該車轉(zhuǎn)向與加速皆運(yùn)行良好，以此為基礎(chǔ)未來(lái)可進(jìn)行控制策略實(shí)車測(cè)試.
標(biāo)簽： 電機(jī) 獨(dú)立 控制研究 電動(dòng)車
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。近年來(lái)，基于ARM處理器和μC/OS-II操作系統(tǒng)的嵌入式技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前嵌入式領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。 論文主要研究基于ARM7處理器和μC/OS-II操作系統(tǒng)的嵌入式測(cè)控平臺(tái)架構(gòu)，為測(cè)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供一個(gè)方便功能擴(kuò)展的軟硬件環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，以加速度計(jì)為對(duì)象，利用嵌入式系統(tǒng)的豐富資源，完成對(duì)其內(nèi)部溫度及加速度信號(hào)的采集實(shí)例。硬件設(shè)計(jì)分為核心系統(tǒng)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集控制子系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩部分。核心系統(tǒng)主要包括控制核心S3C44BOX模塊、存儲(chǔ)器模塊、調(diào)試接口模塊、液晶顯示模塊以及數(shù)控鍵盤模塊等。完成了母板的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，并預(yù)留多種接口，增強(qiáng)了可擴(kuò)展性。采集控制子系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)采集及控制機(jī)構(gòu)，主要由A/D轉(zhuǎn)換芯片完成和串行通信模塊，用來(lái)接收傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，經(jīng)ARM處理器分析處理后，通過(guò)串行通訊方式與下位機(jī)通信。由于有多個(gè)下位系統(tǒng)，平臺(tái)設(shè)計(jì)擴(kuò)展了8路帶高速緩沖的異步串行通信模塊。最后，對(duì)各硬件模塊進(jìn)行總體調(diào)試，并對(duì)調(diào)試結(jié)果進(jìn)行了分析。 調(diào)試結(jié)果表明，該硬件平臺(tái)不僅響應(yīng)速度快、成本低、可靠性好，而且具有良好的可移植性和可裁剪性，便于根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行功能擴(kuò)展和裁剪，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 測(cè)控 平臺(tái)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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生物特征識(shí)別是指通過(guò)計(jì)算機(jī)，利用人體固有的生理特征，如指紋，靜脈來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份鑒別的技術(shù)。由于生物特征唯一性和不變性，使得生物特征識(shí)別與傳統(tǒng)的方法如數(shù)字密碼和身份證相比，具有更高的安全性和易用性。傳統(tǒng)的高性能自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)大多基于PC平臺(tái)聯(lián)機(jī)應(yīng)用，然而在實(shí)際應(yīng)用中往往對(duì)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)要求有更高的便攜性和易用性，嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展使得實(shí)現(xiàn)這樣的系統(tǒng)變?yōu)榱丝赡堋?生物特征識(shí)別系統(tǒng)主要由通用模塊的控制系統(tǒng)與非通用模塊的圖像采集設(shè)備與識(shí)別算法組成。本文針對(duì)通用模塊與非通用模塊接口問(wèn)題進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)工作良好的嵌入式平臺(tái)。 本課題在設(shè)計(jì)核心板、擴(kuò)展板、轉(zhuǎn)接板的硬件基礎(chǔ)上，移植實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Linux，編寫各種接口與模塊的驅(qū)動(dòng)、多路攝像頭切換程序，并很好的解決了攝像頭采集生物特征時(shí)光強(qiáng)控制問(wèn)題，為很好的采集到清晰圖像提供了一個(gè)良好穩(wěn)定的硬件平臺(tái)。 本課題所設(shè)計(jì)的嵌入式系統(tǒng)通過(guò)測(cè)試，做了大量的實(shí)驗(yàn)，并將所采集到的手指靜脈圖像進(jìn)行討論分析，具有實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 多模 生物特征識(shí)別
上傳時(shí)間： 2013-06-03
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交流電動(dòng)機(jī)是一個(gè)多變量、高階、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng)，不象直流電機(jī)那樣易于控制轉(zhuǎn)矩，采用矢量控制技術(shù)可解決傳統(tǒng)交流調(diào)速的難題，使交流電機(jī)可以按直流電機(jī)的控制規(guī)律來(lái)進(jìn)行控制，而無(wú)傳感器矢量控制技術(shù)由于可以省去速度傳感器，使相應(yīng)的交流調(diào)速系統(tǒng)變得簡(jiǎn)便、廉價(jià)和可靠，所以成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，本論文工作就是這方面的一個(gè)嘗試。 論文首先介紹了矢量控制技術(shù)的基本理論。對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系下強(qiáng)耦合和互感變參數(shù)的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)坐標(biāo)變換，導(dǎo)出感應(yīng)電機(jī)在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，然后將同步坐標(biāo)系按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向，實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)子磁鏈和轉(zhuǎn)矩的分別控制，從而可以按直流電機(jī)的控制規(guī)律來(lái)控制交流電機(jī)。 其次，論文基于同步軸系下的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)電壓磁鏈方程式，提出了一種感應(yīng)電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制方法，利用在同步軸系中T軸電流的誤差信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度的估算，這種速度估算方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有一定的自適應(yīng)能力。同時(shí)在該無(wú)傳感器矢量控制系統(tǒng)中，由于采用了經(jīng)典的PI調(diào)節(jié)器，使得控制系統(tǒng)更為簡(jiǎn)單易行。 論文利用MATLAB建立了該無(wú)傳感器矢量控制系統(tǒng)的仿真模型。為提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，仿真模型采用了標(biāo)么值系統(tǒng)，并考慮了控制周期和采樣信號(hào)周期對(duì)仿真結(jié)果的影響。討論了離散控制引起的相位補(bǔ)償問(wèn)題，使仿真結(jié)果更接近實(shí)際工程系統(tǒng)。 最后，通過(guò)仿真進(jìn)一步驗(yàn)證了本文提出的無(wú)傳感器矢量控制系統(tǒng)的正確性和可行性，也證明了速度估計(jì)模型對(duì)速度估計(jì)準(zhǔn)確，且對(duì)參數(shù)的變化有較強(qiáng)的魯棒性。
標(biāo)簽： 無(wú)傳感器 矢量控制系統(tǒng) 速度
上傳時(shí)間： 2013-06-02
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基于手姿態(tài)的人機(jī)交互是以實(shí)現(xiàn)自然的人機(jī)交互為研究目標(biāo)，可提高計(jì)算機(jī)的可操作性，同時(shí)使計(jì)算機(jī)能夠完成更加復(fù)雜的任務(wù)。而基于ARM的嵌入式系統(tǒng)具有功耗低、體積小、集成度高等特點(diǎn)，嵌入式與具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，具有較長(zhǎng)的生命周期，能夠根據(jù)特定的需求對(duì)軟硬件進(jìn)行合理剪裁。結(jié)合嵌入式技術(shù)的手姿態(tài)跟蹤設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)的檢測(cè)出人機(jī)交互系統(tǒng)中人手的位置與角度等數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給計(jì)算機(jī)虛擬系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行人機(jī)交互，提高跟蹤設(shè)備的可靠性和空間跟蹤精度。 通過(guò)對(duì)嵌入式開(kāi)發(fā)過(guò)程以及對(duì)控制系統(tǒng)構(gòu)成的分析，確定了手姿態(tài)信號(hào)輸入方案及系統(tǒng)的軟硬件總體設(shè)計(jì)方案。通過(guò)對(duì)目前流行的眾多嵌入式處理器的研究、分析、比較選擇了S3C2440處理器作為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)硬件核心，詳細(xì)介紹了S3C2440的相關(guān)模塊的設(shè)計(jì)，包括存儲(chǔ)單元模塊、通信接口模塊、JATG接口電路。同時(shí)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的外圍電路像系統(tǒng)時(shí)鐘電路、電源電路、系統(tǒng)復(fù)位電路。 選擇更適合于ARM開(kāi)發(fā)的Linux系統(tǒng)作為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)了Linux系統(tǒng)向開(kāi)發(fā)板的移植、Bootloader的啟動(dòng)與編譯、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)；根據(jù)手姿態(tài)信號(hào)輸入方案系統(tǒng)采用分模塊、分層次的方法設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的應(yīng)用程序——串口通信程序及手姿態(tài)識(shí)別子程序。通過(guò)分析常用的手姿態(tài)識(shí)別算法，系統(tǒng)采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整與模板匹配相結(jié)合的動(dòng)態(tài)手姿態(tài)識(shí)別算法。并依據(jù)相應(yīng)的軟硬件測(cè)試方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了分模塊調(diào)試及系統(tǒng)的集成。
上傳時(shí)間： 2013-07-11
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近年來(lái)，嵌入式Internet遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)已成為計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域一個(gè)重要組成部分，它將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合并成為新興的研究熱點(diǎn)。通過(guò)嵌入式Internet控制系統(tǒng)，用戶只要在有網(wǎng)絡(luò)接入的地方，就可以對(duì)與網(wǎng)絡(luò)連接的任何現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)控。嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)應(yīng)用進(jìn)行軟硬件的定制，特別適用于對(duì)成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的各種遠(yuǎn)程測(cè)控設(shè)備。該項(xiàng)技術(shù)的研究具有廣闊的應(yīng)用前景。 嵌入式Web遠(yuǎn)程監(jiān)控不同于以往的C/S和B/S網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，它通常采用嵌入式系統(tǒng)作為Web服務(wù)器，使得系統(tǒng)的成本大大降低，且設(shè)備體積小巧，便于安裝、易于維護(hù)，安全可靠，此技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注，各式各樣的解決方案和實(shí)現(xiàn)方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以嵌入式Boa服務(wù)器作為遠(yuǎn)程信號(hào)的傳輸平臺(tái)。首先對(duì)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理作了詳細(xì)介紹，然后對(duì)嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)作了深入的探討和研究。 整個(gè)嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要?jiǎng)澐譃槿齻€(gè)部分：嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)；嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器的軟件設(shè)計(jì)；嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統(tǒng)主控制器，并根據(jù)需要給出了具體的硬件電路設(shè)計(jì)，包括：存儲(chǔ)器接口電路、網(wǎng)絡(luò)接口電路、串行通信接口電路以及信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)。鑒于μ Clinux對(duì)ARM技術(shù)的有力支持，且μ Clinux具有內(nèi)核可裁減、網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大、低成本、代碼開(kāi)放等特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)μ Clinux的裁減、配置和編譯，成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設(shè)備驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)、嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)Boa服務(wù)器的構(gòu)建及系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)。 該嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)融合監(jiān)控網(wǎng)與信息網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程分布式測(cè)控和通訊。系統(tǒng)穩(wěn)定性高、實(shí)時(shí)性好、性價(jià)比高，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，適用于工業(yè)、交通、電力、能源等眾多控制領(lǐng)域。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式網(wǎng)絡(luò) 控制 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-06-13
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我國(guó)是世界上設(shè)施農(nóng)業(yè)面積最大的國(guó)家，設(shè)施面積占世界總面積的70-80％。目前國(guó)內(nèi)設(shè)施溫室應(yīng)用的主要環(huán)境參數(shù)采控系統(tǒng)大多為進(jìn)口產(chǎn)品，這些產(chǎn)品技術(shù)含量高，采控效果好，但相對(duì)價(jià)格較高，通常適用于現(xiàn)代化的大型或高檔連棟溫室。少數(shù)國(guó)產(chǎn)品牌無(wú)論技術(shù)水平還是采控效果均不甚理想，尤其缺少能夠適用于我國(guó)常見(jiàn)的中小型日光溫室的低成本智能采集控制裝置。本文基于國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)課題“設(shè)施農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)生產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)用”，對(duì)設(shè)施溫室環(huán)境和生物信息數(shù)據(jù)采集、傳輸、備份、調(diào)控問(wèn)題進(jìn)行了研究。 論文分析了目前國(guó)內(nèi)中小型日光溫室環(huán)境監(jiān)控需求，提出并實(shí)現(xiàn)了一套網(wǎng)絡(luò)型設(shè)施農(nóng)業(yè)日光溫室智能控制系統(tǒng)從硬件到軟件的完整方案。主要研究工作如下： (1) 開(kāi)發(fā)了面向常用環(huán)境信息傳感器和生物信息傳感器的數(shù)據(jù)采集模塊，該數(shù)據(jù)采集模塊具有可定制、可擴(kuò)展的特點(diǎn)。 (2) 開(kāi)發(fā)了基于CF卡的數(shù)據(jù)備份及存儲(chǔ)模塊，為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的大容量存儲(chǔ)和本地化自主控制提供了基礎(chǔ)。 (3) 構(gòu)建了傳感器數(shù)據(jù)的局域傳輸網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)絡(luò)接口，滿足了節(jié)點(diǎn)環(huán)境參數(shù)及視頻信息寬帶傳輸與溫室集中監(jiān)控的需要。 (4) 開(kāi)發(fā)了面向中小型日光溫室的可擴(kuò)展核心設(shè)備管理模塊，實(shí)現(xiàn)了在決策服務(wù)器支持下的環(huán)境參數(shù)本地自主調(diào)控。 (5) 移植了嵌入式操作系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)了設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，使用戶可以靈活方便地調(diào)用板載設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的二次定制開(kāi)發(fā)。 (6) 對(duì)系統(tǒng)軟件、硬件進(jìn)行了模擬調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)在設(shè)施溫室環(huán)境采控中的各項(xiàng)功能。 論文結(jié)構(gòu)如下：首先分析了課題的研究背景、意義、研究現(xiàn)狀和相應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)；然后在溫室控制的需求分析上提出了智能控制系統(tǒng)的方案；接著給出了智能PAC系統(tǒng)子/主節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)，給出了基于U-BOOT與uClinux的智能PAC系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)；其次設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)智能PAC系統(tǒng)進(jìn)行仿真調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。論文最后展望了我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境監(jiān)控的發(fā)展。 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明，該智能PAC系統(tǒng)解決了日光溫室環(huán)境和生物信息數(shù)據(jù)采集、傳輸、備份問(wèn)題，并且具有可定制化、可編程、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： ARM 設(shè)施農(nóng)業(yè) 網(wǎng)絡(luò) 可編程
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)以其先進(jìn)性、實(shí)用性、可靠性、開(kāi)放性等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)作為一種開(kāi)放的、具可互操作性的、徹底分散的分布式控制系統(tǒng)，已經(jīng)對(duì)傳統(tǒng)的PLC、集散控制系統(tǒng)形成了巨大的沖擊，具有廣闊的發(fā)展前景。 作為現(xiàn)場(chǎng)總線之一的CAN總線以其可靠性高、實(shí)時(shí)性好、價(jià)格低廉、容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，基于CAN總線設(shè)計(jì)的工業(yè)控制系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)控制的復(fù)雜性，降低成本，并能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和擴(kuò)展性。 本論文針對(duì)某石材加工廠的具體應(yīng)用需求，在分析了CAN總線協(xié)議的基礎(chǔ)上，給出了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的總體解決方案，主控節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)，人機(jī)界面設(shè)計(jì)，以及網(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu)模型及具體實(shí)現(xiàn)流程，完成的主要工作如下： 軟硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)，基于ARM處理器LPC2378開(kāi)發(fā)了工控網(wǎng)絡(luò)主控節(jié)點(diǎn)。設(shè)計(jì)了該節(jié)點(diǎn)的硬件電路，包括CAN總線接口電路、串行接口電路、AD、DA轉(zhuǎn)換隔離電路等。在硬件平臺(tái)上進(jìn)行μC/OS-II操作系統(tǒng)移植，基于該操作系統(tǒng)編寫了各硬件模塊驅(qū)動(dòng)程序，主要包括串行接口和CAN模塊的初始化、數(shù)據(jù)接收以及發(fā)送。 通訊設(shè)計(jì)，根據(jù)工業(yè)控制應(yīng)用的具體需求，設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)整體解決方案，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞桨福ㄓ嵔Y(jié)構(gòu)等，基于CAN總線技術(shù)規(guī)范CAN2.0B自定義了CAN總線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層通信協(xié)議CAN08。 人機(jī)界面設(shè)計(jì)，基于威綸MT505設(shè)計(jì)了工控網(wǎng)絡(luò)的人機(jī)界面，編程實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面與主控節(jié)點(diǎn)的Modbus通訊。
標(biāo)簽： ARM 現(xiàn)場(chǎng)總線 控制系統(tǒng) 主控
上傳時(shí)間： 2013-07-09
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