水位計廣泛應用于水利、石油、化工、冶金、電力等領域的自動檢測和控制系統(tǒng)中.本文設計的智能水位計是吸收了國內外最新智能化儀表的設計經驗,采用工業(yè)控制單片機,集水位采集、存儲、顯示及遠程聯(lián)網于一體,適用于各種液位及閘門開度的測量.它具有高精度、高可靠性、多功能和智能化等特點.針對研制任務的要求,課題期間研制了下位機系統(tǒng)硬件和軟件,開發(fā)了上位機監(jiān)控軟件,其中所作的具體工作包括:測量原理的研究和在系統(tǒng)中的實現(xiàn),在本次設計中用三種方法來進行水位測量,分別是旋轉編碼器法、液位壓力傳感器法和可變電阻器法;主控芯片的選擇,我們選用了高集成度的混合信號系統(tǒng)級芯片C8051F021;實現(xiàn)了信號的采集和處理,包括信號的轉換和在單片機內的運算;高集成度16位模數(shù)轉換芯片AD7705在系統(tǒng)中的應用,我們完成了它與單片機的接口設計及程序編制任務;精確時鐘芯片DS1302在系統(tǒng)中的應用,在此,我們實現(xiàn)了用單片機的I/O口與DS1302的連接和在軟件中對時序的模擬,該芯片的應用給整臺儀器提供了時間基準,方便了儀器的使用;另外,針對研制任務的要求,還給系統(tǒng)加上了一路4~20mA模擬信號電流環(huán)的輸出電路來提供系統(tǒng)監(jiān)測,該部分的實現(xiàn)是通過采用AD421芯片來完成的,本設計中完成了AD421與單片機的SPI接口任務,協(xié)調了它與AD7705芯片和單片機共同構成的SPI總線系統(tǒng)的關系,并完成了程序設計;與上位機的通信接口設計,該部分通過兩種方法實現(xiàn):RS232通信方式和RS485通信方式;系統(tǒng)設計方面還包括報警電路設計、操作鍵盤設計、電源監(jiān)控電路設計、電壓基準電路的設計.在硬件設計的基礎上,對系統(tǒng)進行了軟件設計,軟件部分包括下位機單片機程序的設計和上位機監(jiān)控軟件的設計.在軟硬件充分結合的情況下,實現(xiàn)了系統(tǒng)設計要求,很好地解決了以往的水位計中存在的問題,達到了高精度水位測量儀器的各項標準.
標簽：
水位計
上傳時間：
2013-06-20
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無刷直流電機,是隨著電力電子技術的發(fā)展和新型永磁材料的出現(xiàn)而迅速成熟起來的一種機電一體化電機.隨著無刷直流電機在各個領域的廣泛應用,其常用的帶位置傳感器控制方法暴露出了越來越多的局限性.同時,隨著計算機技術和電子技術的不斷發(fā)展,基于高性能數(shù)字信號處理器的"狀態(tài)觀測器"法無位置傳感器控制則漸漸成為研究的熱點.論文在詳細介紹了"擴展卡爾曼濾波法"無位置傳感器無刷直流電機控制原理的基礎上,建立了基于"擴展卡爾曼濾波法"無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)模型,對模型中誤差造成的原因作出了定性和定量的分析,給出了解決的辦法.另外,論文以Texas Instrument公司的TMS320LF2407A數(shù)字信號處理器為核心,設計了一套基于"擴展卡爾曼濾波法"的無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng),并給出了各模塊的設計電路.文中介紹了系統(tǒng)的各個組成部分,并給出了系統(tǒng)的抗干擾措施."三段式"起動技術是無傳感器無刷直流電機控制中的常用起動方法,也是"擴展卡爾曼濾波法"控制中的一個重要環(huán)節(jié).文中對"三段式"起動技術中轉子定位、外同步加速和外同步到自同步的切換三部分進行了詳細的分析和討論,指出了各部分的難點,給出了相應的解決方法.基于"擴展卡爾曼濾波法"的控制系統(tǒng)中包含了大量的運算和多路的AD采集,因此不可避免存在系統(tǒng)和測量誤差以及干擾噪聲,論文著重對系統(tǒng)誤差、量測誤差和干擾噪聲三個方面作了詳細的分析,并提出了解決的方法.對于噪聲信號的數(shù)字化處理,論文探討了常用的幾種數(shù)字濾波算法并給出了仿真波形.在前面所設計的控制系統(tǒng)的基礎上,論文介紹了"擴展卡爾曼濾波法"無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)的運行調試過程,分析了調試中出現(xiàn)的問題并提出了解決的方法.最后,文中給出了系統(tǒng)調試中的電壓、反電勢以及相電流等信號的實測波形,并與仿真結果作了比較分析.
標簽：
擴展
卡爾曼濾波
無位置傳感器
上傳時間：
2013-07-30
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