課題分析了目前國內外減搖鰭控制技術的發展與現狀，重點講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的功能設計與實現方案。 減搖鰭是一種由微機控制的自動化程度很高的船舶減搖裝置。減搖鰭控制系統根據人為輸入的信號和來自鰭本身的反饋信號，及時輸出不同的控制指令，控制鰭轉動到期望的角度，達到減小船舶橫搖的目的。但目前大多數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開發而來的，前者集成度不高，穩定性也不好，而后者成本較高。因此，課題設計了一款新型的基于ARM嵌入式處理器的嵌入式減搖鰭控制器，解決了上述問題。 該系統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LPC2290的控制器核心電路和輔助實現控制的驅動電路；軟件平臺主要是基于ARM的軟件，包括啟動代碼和應用程序；為實現系統的可靠運行，同時也采取了一些保證系統可靠性的措施。 目前，減搖鰭系統大多采用基于力矩對抗原理的PID控制器。由于船舶橫搖運動的非線性、復雜性、時變性以及海況的不確定性，經典PID控制很難獲得令人滿意的控制效果。因此，如何實現PID參數的自整定就顯得猶為重要。模糊控制事先不需要獲知對象的精確數學模型，而是基于人類的思維以及經驗，用語言規則描述控制過程，并根據規則去調整控制算法或控制參數。本論文將模糊控制與PID控制相結合，實現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驗知識用控制規則模型化，然后用模糊推理在線辨識對象特征參數，實時改變控制策略，便可對PID參數實現最佳調整。 研究結果表明：采用該控制手段能較好的滿足設計要求，開發的嵌入式減搖鰭控制系統具有設計合理、集成度高、性價比高、性能優越、抗干擾能力強、穩定性好、實時性高等優點。同時能夠適應減搖鰭控制系統智能化的發展趨勢，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： 2013-06-06
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電液控制作為液壓控制的一個新分支，因為其本身的特點正得到越來越廣泛的應用。電液控制系統的發展對電液控制技術提出了更高的要求，這必將促進電液控制技術的發展。本文在教研室多年電液控制經驗的基礎上，提出開發通用型電液系統數字控制器。 通過對電液控制技術的研究，了解電液系統的一般構成，結合多個具體實例，本文提出數字式電液控制器概念，以ARM微處理器為硬件核心，采用多種智能控制算法解決電液系統閉環控制問題。 數字控制器以PHILIPS公司的32位ARM7微處理器LPC2292為硬件核心，配有高速AD、DA轉換器。硬件設計注重通用性，具有多種輸入、輸出通道，可以采集和輸出多種、多個模擬量信號和數字量信。具有多種通信接口，可以實現近距離監控或者遠距離操控。人機交互通道豐富，具有報警、狀態指示、參數顯示等功能。采用光電隔離、獨立電源、屏蔽外殼等措施保證控制器具有良好的穩定性、可靠性。軟件設計采用UC/OS-II嵌入式操作系統，內部集成多種智能控制算法，保證電液系統閉環控制取得良好的效果。開發模擬試驗系統，可以模擬電液系統現場的各種信號和閉環回路，實現實驗室調試。采用Visual Basic開發上位機軟件，配合控制器完成參數修改、保存，繪制實時監控曲線，控制硬件等功能。 控制器解決了電液系統多樣性難題，客服模擬控制的缺點。研發出模糊自整定PID算法，它成功解決了閉環控制過程中設定信號不斷變化的難題。經過多次現場調試，目前控制器已經成功應用于國內多家企業的輪胎耐久性試驗機和密煉機兩種電液系統，在這兩種系統中成功取代進口國外模擬控制器，并且控制效果好于國外模擬控制器。關鍵詞：電液系統；ARM7；UC/OS-II；模糊自整定
上傳時間： 2013-05-31
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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?。荒：齈ID
上傳時間： 2013-06-11
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高端濕熱環境試驗箱的溫濕度控制器有著如下特點：①、人機接口模塊大多采用彩色液晶屏和觸摸屏；②、控制器存儲容量大，可存儲大量溫濕度數據；⑧、溫濕度數據測量精度高；④、溫濕度控制精度高，具有自調整能力，可根據試驗條件的變化調節控制器內部參數。⑤、輔助功能多，如RS232串口通訊、USB通訊、以太網通訊等，方便和PC機的連接。此種類型的溫濕度控制器國內生產較少。 本文在綜述國內溫濕度控制技術的基礎上，提出了基于ARM9芯片的高性能溫濕度控制的設計方法。本文主要針對以下幾個方面進行了研究：研究試驗箱內熱力學過程并建立溫濕度控制系統的簡化數學模型；分析溫濕度控制箱的控制方法，選擇合理的溫濕度測量方案，提出了減少誤差的方法；分析溫濕度控制器的功能需求，完成了基于ARM的溫濕度控制器的硬件設計和調試；選擇了溫濕度控制系統的控制算法，并在設計的硬件平臺上實現；最后對控制效果進行了試驗分析。 本論文各章節主要內容概述如下： 第1章綜述了濕熱環境試驗設備技術和嵌入式系統技術進展，提出了課題的研究內容、難點和創新點。 第2章分析了濕熱環境試驗箱溫濕度控制的控制算法，分析了被控空氣的熱力學過程，得出簡化數學模型。 第3章對溫度、濕度測量系統及其誤差消除方法進行分析，提出基于AD7711的高精度溫濕度測量方案。 第4章分析溫濕度控制器的需求，完成溫濕度控制器硬件平臺的設計。 第5章研究溫濕度控制系統的控制算法，在硬件平臺上實現PID繼電自整定算法。 第6章對溫濕度控制的實際控制效果進行試驗分析。 第7章總結與展望。
上傳時間： 2013-04-24
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感應電機具有可靠性好、結構簡單、耐腐蝕、效率好、結構緊湊、價格低廉和體積小等優點，成為工業伺服控制的主要傳動裝置然而，感應電機又是一個多變量、強耦合的非線性系統，磁鏈和轉矩的非線性耦合及參數時變，使得感應電機的控制十分復雜，特別是在實際電機控制系統中，還需要考慮硬件和周圍環境等多種因素的干擾，致使實現高性能的感應電機控制系統更加困難 本文研究感應電機的高性能控制策略，綜述了感應電機高性能控制策略的發展歷程和感應電機模糊控制的發展現狀，分析了實際電機控制系統控制器選型中各個嵌入式微處理器的基本性能和優缺點在給出三相坐標系和二相坐標系中的感應電機數學模型之后，從理論上闡述了模糊控制和矢量控制的基本原理，針對傳統的PI控制器參數整定繁瑣，系統魯棒性差的缺點，論文將模糊控制技術應用于感應電機的變頻調速，采用CRI推理法，設計了一種參數自整定模糊PI矢量控制器，利用Matlab對基于模糊PI控制的感應電機控制系統進行了仿真，并對采用兩種控制器實現的感應電機調速控制系統進行了比較、分析仿真結果表明模糊控制的控制性能優于常規的PI調節器 論文對基于ARM的感應電機數字控制技術進行了系統研究，闡述了采用LPC2214ARM微處理器構成數字感應電機變頻調速系統的方法，給出了一種高性能感應電機的數字實現方案，詳細介紹了系統硬件結構的組成及軟件模塊的功能，并給出了主要算法的參考代碼，為實際電機控制器的選型和開發提供了一個新的思路
上傳時間： 2013-08-03
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本文以誤差和誤差變化率為輸入，利用模糊推理的方法實現了對PID參數的在線自動整定，并且在MATLAB環境下對該控制器進行了設計和仿真。從仿真結果可以看出，參數自整定模糊PID控制器控制效果優于
上傳時間： 2013-04-24
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為提高靜變電源輸出電壓的質量，研究了一種自整定模糊PID控制方法。該方法將模糊控制優良的動態性能、靈活的控制特性和PID穩態控制性能的優勢相結合，實時地對系統控制量進行調整。在Matlab/Simulink環境下，對于模糊PID和常規PID在靜變電源控制中的應用分別進行了仿真。仿真結果表明，模糊PID控制器減少了超調量，抗干擾性和魯棒性強，系統的動態、穩態性能得到了很大程度的提高。
上傳時間： 2014-12-24
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在冶金、化工，機械等各類工業控制中，電加熱爐都得到了廣泛的應用。目前國內的電加熱爐溫度控制器大多還停留在國際60年代水平，仍在使用繼電一接觸器控制或常規PID控制，自動化程度低，動態控制精度差，滿足不了日益發展的工藝技術要求。電加熱爐的溫度是生產工藝的一項重要指標，溫度控制的好壞將直接影響產品的質量。電加熱爐由電阻絲加熱，溫度控制具有非線性、大滯后、大慣性、時變性、升溫尊向性等特點。而且，在實際應用和研究中，電加熱爐溫度控制遇到了很多困難：第一，很難建立精確的數學模型：第二，不能很好地解決非線性、大滯后等問題。以精確數學模型為基礎地經典控制理論和現代控制論在解決這些問題時遇到了極大地困難，而以語言規則模型(IF—THEN)為基礎的模糊控制理論卻是解決上述問題的有效途徑和方法。國內現有的一些模糊設計方法大多存在不同缺點，而且真正把理論研究應用到實際系統的也較少。所以，深入研究在電加熱爐系統控制中具體模糊控制設計理論是十分必要的。本文針對電加熱爐這一控制對象，以Ts．94—1型號的箱形電加熱爐為參考對象，分別采用工業控制中普遍使用的PID控制、經常見到的模糊控制策略，如基本模糊控制，對其進行仿真實驗，比較，并進行了理論分析。針對上述電加熱爐控制中存在的問題，本文設計了雙模糊控制器。雙模糊控制器在參數自整定模糊控制理論的基礎上，對比例因子進行調整，克服原算法復雜麗不實用的特點，根據電加熱爐不同的工作狀態采用不同的模糊控制器，提高了控制精度，改善了控制效果。本文把模糊控制與神經網絡技術相結合，利用神經網絡很強的學習能力和自適應能力，建立了自適應神經模糊推理系統。把不依賴精確數學模型的模糊控制系統與有價值的經驗數據或參考模型相結合，彌補了模糊控制的不足，使模糊控制系統更能發揮其強大優勢，控制效果理想。在實踐應用方面，以電加熱爐為控制對象，開發了89C51單片機模糊控制器，主要進行了硬件和軟件的設計。
上傳時間： 2013-10-28
上傳用戶：yuanwenjiao
摘要：介紹采用1f1的MSP430F133為主控芯片的溫控儀的軟、硬件設計。該溫控儀同時兼容PtlO0熱電阻和K、E型熱電偶，軟件采用改進的增量型PID控制方式，并帶有參數自整定功能和簡單的模糊PID參數校正功能。硬軟件設計上充分考慮了抗干擾的措施，可以在惡劣環境中使用。測量溫度范圍為0—6OO℃，控制精度為±1℃。關鍵詞：MSP430F133；溫控儀；熱電偶；模糊PID
上傳時間： 2013-10-20
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電加熱爐是典型工業過程控制對象，其溫度控制具有升溫單向性，大慣性，純滯后，時變性等特點，很難用數學方法建立精確的模型和確定參數。而PID控制因其成熟，容易實現，并具有可消除穩態誤差的優點，在大多數情況下可以滿足系統性能要求，但其性能取決于參數的整定情況。且快速性和超調量之間存在矛盾，使其不一定滿足快速升溫、超調小的技術要求。模糊控制在快速性和保持較小的超調量方面有著自身的優勢，但其理論并不完善，算法復雜，控制過程會存在穩態誤差。 將模糊控制算法引入傳統的加熱爐控制系統構成智能模糊控制系統，利用模糊控制規則自適應在線修改PID參數，構成模糊自整定：PID控制系統，借此提高其控制效果。 基于PID控制算法，以ADuC845單片機為主體，構成一個能處理較復雜數據和控制功能的智能控制器，使其既可作為獨立的單片機控制系統，又可與微機配合構成兩級控制系統。該控制器控制精度高，具有較高的靈活性和可靠性。 2 溫度控制系統硬件設計 該系統設計的硬件設計主要由單片機主控、前向通道、后向通道、人機接口和接口擴展等模塊組成，如圖l所示。由圖1可見，以內含C52兼容單片機的ADuC845為控制核心．配有640 KB的非易失RAM數據存儲器、外擴鍵盤輸人、320x240點陣的圖形液晶顯示器進行漢字、圖形、曲線和數據顯示，超溫報警裝置等外圍電路；預留微型打印機接口，可以現場打印輸出結果；預留RS232接口，能和PC機聯機，將現場檢測的數據傳輸至PC機來進一步處理、顯示、打印和存檔。
上傳時間： 2013-10-11
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