運(yùn)動控制技術(shù)是機(jī)電一體化的核心部分，提高運(yùn)動控制技術(shù)水平對于提高我國的機(jī)電一體化技術(shù)具有至關(guān)重要的作用。運(yùn)動控制技術(shù)的發(fā)展是制造自動化前進(jìn)的旋律，是推動新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。對于數(shù)控系統(tǒng)來說，最重要的是控制各個電機(jī)軸的運(yùn)動，這是運(yùn)動控制器接收并依照數(shù)控裝置的指令來控制各個電機(jī)軸運(yùn)動從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的，數(shù)據(jù)加工中的定位控制精度、速度調(diào)節(jié)的性能等重要指標(biāo)都與運(yùn)動控制器直接相關(guān)。目前對數(shù)控系統(tǒng)的研究都集中在插入PC的NC控制器的研究上，而其核心部分就是對步進(jìn)、伺服電機(jī)進(jìn)行控制的運(yùn)動控制卡的研究。對PC-NC來說，運(yùn)動控制卡的性能很大程度上決定了整個數(shù)控系統(tǒng)的性能，而微電子和數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用，使運(yùn)動控制卡的性能得到了不斷改進(jìn)，集成度和可靠性大大提高。 本課題通過對運(yùn)動控制技術(shù)的深入研究，并針對國內(nèi)運(yùn)動控制技術(shù)的研究起步較晚的現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)前運(yùn)動控制領(lǐng)域的具體需要，緊跟當(dāng)前運(yùn)動控制技術(shù)研究的發(fā)展趨勢，吸收了數(shù)控技術(shù)和相關(guān)運(yùn)動控制技術(shù)的最新成果，提出了基于PCI和FPGA的方案，研制了一款比較新穎的、功能強(qiáng)大的、具有很大柔性的四軸多功能運(yùn)動控制卡。 本課題的具體研究主要有以下幾方面： 首先，通過對運(yùn)動控制卡及運(yùn)動控制系統(tǒng)等行業(yè)現(xiàn)狀的全面調(diào)研，和對運(yùn)動控制技術(shù)的深入學(xué)習(xí)，在比較了幾種常用的運(yùn)動控制方案的基礎(chǔ)上，提出了基于FPGA的運(yùn)動控制設(shè)計方案，并規(guī)劃了板卡的總體設(shè)計。 其次，根據(jù)總體設(shè)計，規(guī)劃了板卡的結(jié)構(gòu)，詳細(xì)劃分并實(shí)現(xiàn)了FPGA各部分的功能；利用光電隔離原理設(shè)計了數(shù)字輸入/輸出電路。 再次，利用FPGA的資源實(shí)現(xiàn)了PCI從設(shè)備接口，達(dá)到跟控制卡通信的目的，針對運(yùn)動控制中的一些具體問題，如運(yùn)動平穩(wěn)性、實(shí)時控制以及多軸聯(lián)動等，在FPGA上設(shè)計了四軸運(yùn)動控制電路，定義了各個寄存器的具體功能，設(shè)計了功能齊全的加／減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個功能各異的計數(shù)器電路等，自動降速點(diǎn)運(yùn)動、A／B相編碼器倍頻計數(shù)電路等特殊功能。最后，進(jìn)行了本運(yùn)動控制卡的測試，從測試和應(yīng)用結(jié)果來看，該卡達(dá)到預(yù)期的要求。
上傳時間： 2013-07-27
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采用自動增益控制(AGC)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的寬頻帶放大器在雷達(dá)系統(tǒng)及其他相關(guān)電子領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?！ ”疚脑敿?xì)討論了基于FPGA和可編程增益放大器(PGA)實(shí)現(xiàn)的自動增益控制寬帶視頻放大器的設(shè)計及實(shí)現(xiàn)方法。首先給出了自動增益控制寬帶放大器取樣反饋、數(shù)字控制部分的多種實(shí)現(xiàn)方案，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況及性能指標(biāo)要求進(jìn)行了方案論證。接著，分別介紹了模擬通道部分、數(shù)字取樣模塊、FPGA邏輯控制模塊及數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，包括它們的芯片選擇、實(shí)現(xiàn)方法和注意事項等。最后，對FPGA邏輯控制模塊進(jìn)行了功能分解，并以XilinxISE和Modelsim為開發(fā)平臺完成了其子模塊的程序設(shè)計及相關(guān)階段的仿真?！ ”疚膶?shí)現(xiàn)的電路板可對帶寬達(dá)40M的信號進(jìn)行平穩(wěn)的放大并輸出較平坦的信號波形。同時，該電路板具有自動增益及固定增益選擇能力。當(dāng)選擇自動增益方式時，增益的改變通過增益同步脈沖觸發(fā)，觸發(fā)脈沖可由系統(tǒng)內(nèi)部周期產(chǎn)生或外部提供。
標(biāo)簽： FPGA 自動增益控制 放大器設(shè)計 視頻
上傳時間： 2013-06-05
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超聲波電機(jī)(Ultrasonic motors，簡稱USM)是一種全新原理的直接驅(qū)動電機(jī)，它利用壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動作為驅(qū)動力，通過定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動轉(zhuǎn)子運(yùn)動。與傳統(tǒng)的電磁電機(jī)相比，它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無電磁干擾、動作響應(yīng)快、運(yùn)行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運(yùn)動領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域比傳統(tǒng)的電磁電機(jī)性能優(yōu)越得多。超聲波電機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動化設(shè)備、智能機(jī)器人等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，近年來倍受科技界和工業(yè)界的重視，成為當(dāng)前機(jī)電控制領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。 本文主要以行波型超聲波電機(jī)的驅(qū)動控制技術(shù)為研究對象，引入嵌入式系統(tǒng)理念，設(shè)計并制作了超聲波電機(jī)的驅(qū)動控制系統(tǒng)，并對超聲波電機(jī)的速度與定位控制做了深入的研究。本文主要研究內(nèi)容及成果如下： 介紹了超聲波電機(jī)的工作原理、特點(diǎn)及其應(yīng)用前景，總結(jié)了國內(nèi)外超聲波電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，以及今后我國超聲波電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)的發(fā)展方向，明確了本文的研究內(nèi)容。 結(jié)合嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)及其開發(fā)方法，詳細(xì)介紹了超聲波電機(jī)嵌入式驅(qū)動控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計過程，并總結(jié)了硬件、軟件的調(diào)試過程。最后，對所設(shè)計系統(tǒng)性能進(jìn)行了實(shí)驗測試和數(shù)據(jù)分析。 采用DDS技術(shù)解決超聲波電機(jī)所需要的高頻驅(qū)動電源和數(shù)字控制的問題。本文設(shè)計的以ARM控制器為核心，頻率、相位、幅值均可調(diào)的雙通道信號發(fā)生器，具有頻率和相位差控制精度高的特點(diǎn)。 本文介紹了速度與位置的常用控制策略。設(shè)計并搭建了基于增量式PID的速度和基于模糊PID的位置控制系統(tǒng)。速度控制采用增量式PID調(diào)節(jié)，其控制策略簡單、易行，通過實(shí)驗選擇合適的參數(shù)能適應(yīng)一般的控制精度要求。定位控制則采用模糊PID控制策略，該策略將模糊控制不需要精確的數(shù)學(xué)模型、收斂速度快的特點(diǎn)與PID簡單易行、能消除穩(wěn)態(tài)誤差的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，改善了模糊控制器穩(wěn)態(tài)性能，使電機(jī)定位控制精度達(dá)到0.0880。
上傳時間： 2013-07-16
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在工業(yè)過程中，許多對象具有滯后特性，由于純滯后的存在，使得系統(tǒng)的超調(diào)量變大，調(diào)節(jié)時間變長。因此滯后過程被公認(rèn)為較難控制的對象，而且純滯后占整個動態(tài)過程的時間越長，難控的程度越大。所以大純滯后對象的控制一直是困擾自動控制和計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的一大難題。而這類對象又廣泛存在于石油、化工、釀造、制藥、冶金等工業(yè)生產(chǎn)過程中。因此對該問題的研究具有重大的實(shí)際意義。 傳統(tǒng)的PID配合Smith預(yù)估補(bǔ)償器的控制方法，對模型誤差反映比較靈敏，當(dāng)存在建模誤差或干擾時，控制效果并不能取得令人滿意的效果。近年來隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制研究的不斷深入，有些學(xué)者將它們與Smith預(yù)估控制、PID控制及預(yù)測控制等相結(jié)合，提出了針對不確定大滯后系統(tǒng)的新的控制方法。雖然有些控制方案效果不錯，但系統(tǒng)的復(fù)雜程度和調(diào)試難度也隨之增加。因此設(shè)計簡單、快速、可靠的控制器，仍是一個重大課題。 本文首先介紹了大滯后過程的控制特點(diǎn)，概述了常用的大滯后過程的控制方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。接著概要地介紹了嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)、發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及前景。并針對性地介紹了ARM控制器的概況以及它的應(yīng)用領(lǐng)域。然后本文針對大滯后對象提出了自抗擾控制器與Smith預(yù)估補(bǔ)償器相結(jié)合的設(shè)計方案。通過仿真對比了本方案、PID配合Smith預(yù)估補(bǔ)償器及單一的自抗擾控制器的控制效果，表明自抗擾控制器與Smith預(yù)估補(bǔ)償器的結(jié)合有效地改善了大滯后對象的控制效果，增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性和抗干擾能力。為驗證該控制方案的實(shí)際控制效果，我們以PCT-II型過程控制實(shí)驗裝置中的具有大滯后特性的盤管內(nèi)部的溫度為被控對象，以JX44BO開發(fā)板作為主要的控制平臺設(shè)計并完成大滯后控制實(shí)驗。所以接下來本文介紹了實(shí)現(xiàn)這個嵌入式溫度大滯后控制系統(tǒng)所涉及到的硬件平臺、系統(tǒng)框圖以及實(shí)驗內(nèi)容。然后本文介紹了嵌入式控制平臺的控制界面以及各個主要功能的程序的實(shí)現(xiàn)，以及遠(yuǎn)程客戶端程序在以太網(wǎng)通訊方面的程序?qū)崿F(xiàn)和遠(yuǎn)程客戶端程序的操作界面。最后本文給出了本次實(shí)驗的參數(shù)設(shè)置以及最終的實(shí)驗結(jié)果。實(shí)驗結(jié)果表明在實(shí)際應(yīng)用中本文所提出的方案對于大滯后對象具有較好的控制效果。
標(biāo)簽： ARM 控制 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-06-11
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無刷直流電機(jī)具有輸出轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好、運(yùn)行可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景，其傳統(tǒng)的理論分析及設(shè)計方法已經(jīng)比較成熟。它的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用，在很大程度上有賴于對其控制策略的研究。本文主要研究了無刷直流電機(jī)的速度控制問題。 無刷直流電機(jī)是一種多變量和非線性的控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制方法很難滿足對它的精確控制。近代模糊控制理論在無刷直流電機(jī)的控制中得到了廣泛的應(yīng)用，提高了控制系統(tǒng)的性能。但是，在模糊控制器控制規(guī)則優(yōu)化和參數(shù)在線調(diào)整方面還存在著許多不足。針對這些問題，本文提出了一種使用遺傳算法優(yōu)化的模糊控制器，并且應(yīng)用到無刷直流電機(jī)的控制中。系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制，內(nèi)環(huán)采用電流負(fù)反饋對電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)節(jié)；外環(huán)應(yīng)用模糊控制器進(jìn)行速度控制，通過遺傳算法離線優(yōu)化模糊控制規(guī)則和在線調(diào)節(jié)模糊控制器的參數(shù)以提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。同時本文使用Matlab和電機(jī)仿真軟件VisSim對無刷直流電機(jī)的速度控制進(jìn)行了軟件仿真。 數(shù)字信號處理器(DSP)是一種高速的信號處理芯片，近幾年在電機(jī)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文以TI公司的TMS320LF2407控制器為基礎(chǔ)，介紹了DSP在無刷直流電機(jī)控制中常用的應(yīng)用技術(shù)。同時為了降低系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計的復(fù)雜性，提高控制系統(tǒng)的可靠性以及軟件開發(fā)的快速性，本文將嵌入式操作系統(tǒng)移植到DSP中，并在該操作平臺上開發(fā)出高效的控制算法。 實(shí)驗結(jié)果表明，通過遺傳算法優(yōu)化的模糊控制器對無刷直流電機(jī)模型的不確定性和負(fù)載變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和魯棒性，而且控制系統(tǒng)具有較好的動態(tài)性能。
標(biāo)簽： 模糊遺傳算法 無刷直流電機(jī) 速度控制
上傳時間： 2013-06-12
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開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)(SRD)是一種新型交流驅(qū)動系統(tǒng),以結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、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.但開關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)的振動與噪聲比較大,這影響了SRD在許多領(lǐng)域的應(yīng)用.本文針對上述問題進(jìn)行了研究,提出了一種新型齒極結(jié)構(gòu),可有效降低開關(guān)磁阻電機(jī)的振動與噪聲.通過電磁場有限元計算可看出,在新型齒極結(jié)構(gòu)下,導(dǎo)致開關(guān)磁阻電機(jī)振動與噪聲的徑向力大為減小,尤其是當(dāng)轉(zhuǎn)子極相對定子極位于關(guān)斷位置時,徑向力大幅度地減小,并改善了徑向力沿定子圓周的分布,使其波動減小,從而減小了定子鐵心的變形與振動,進(jìn)而降低了開關(guān)磁阻電機(jī)的噪聲.靜態(tài)轉(zhuǎn)矩因轉(zhuǎn)子極開槽也略微減小,但對電機(jī)的效率影響不大.開關(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,對于非線性、變結(jié)構(gòu)、時變的被控對象均可取得較好的控制效果且不需知道被控對象的數(shù)學(xué)模型,這對于很難精確建模的開關(guān)磁阻電機(jī)來說尤其適用.同時,模糊控制實(shí)現(xiàn)比較容易.但對于變參數(shù)、變結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機(jī)來說固定參數(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： 開關(guān)磁阻電機(jī) 自組織 模糊控制
上傳時間： 2013-05-16
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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)，可提高計算機(jī)的可操作性，同時使計算機(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，具有較長的生命周期，能夠根據(jù)特定的需求對軟硬件進(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的檢測出人機(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)及時反饋給計算機(jī)虛擬系統(tǒng)來進(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。 通過對嵌入式開發(fā)過程以及對控制系統(tǒng)構(gòu)成的分析，確定了手姿態(tài)信號輸入方案及系統(tǒng)的軟硬件總體設(shè)計方案。通過對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)開發(fā)硬件核心，詳細(xì)介紹了S3C2440的相關(guān)模塊的設(shè)計，包括存儲單元模塊、通信接口模塊、JATG接口電路。同時設(shè)計了系統(tǒng)的外圍電路像系統(tǒng)時鐘電路、電源電路、系統(tǒng)復(fù)位電路。 選擇更適合于ARM開發(fā)的Linux系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺。實(shí)現(xiàn)了Linux系統(tǒng)向開發(fā)板的移植、Bootloader的啟動與編譯、設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)；根據(jù)手姿態(tài)信號輸入方案系統(tǒng)采用分模塊、分層次的方法設(shè)計了系統(tǒng)的應(yīng)用程序——串口通信程序及手姿態(tài)識別子程序。通過分析常用的手姿態(tài)識別算法，系統(tǒng)采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)時間規(guī)整與模板匹配相結(jié)合的動態(tài)手姿態(tài)識別算法。并依據(jù)相應(yīng)的軟硬件測試方法對系統(tǒng)進(jìn)行了分模塊調(diào)試及系統(tǒng)的集成。
上傳時間： 2013-07-11
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我國是世界上設(shè)施農(nóng)業(yè)面積最大的國家，設(shè)施面積占世界總面積的70-80％。目前國內(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，但相對價格較高，通常適用于現(xiàn)代化的大型或高檔連棟溫室。少數(shù)國產(chǎn)品牌無論技術(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常見的中小型日光溫室的低成本智能采集控制裝置。本文基于國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)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)控問題進(jìn)行了研究。 論文分析了目前國內(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) 開發(fā)了基于CF卡的數(shù)據(jù)備份及存儲模塊，為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的大容量存儲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)、開發(fā)了設(shè)備驅(qū)動程序，使用戶可以靈活方便地調(diào)用板載設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的二次定制開發(fā)。 (6) 對系統(tǒng)軟件、硬件進(jìn)行了模擬調(diào)試和現(xiàn)場實(shí)驗，驗證了系統(tǒng)在設(shè)施溫室環(huán)境采控中的各項功能。 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)計和驅(qū)動開發(fā)；其次設(shè)計了實(shí)驗平臺對智能PAC系統(tǒng)進(jìn)行仿真調(diào)試和現(xiàn)場實(shí)驗。論文最后展望了我國設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境監(jiān)控的發(fā)展。 現(xiàn)場實(shí)驗表明，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)計要求。
標(biāo)簽： ARM 設(shè)施農(nóng)業(yè) 網(wǎng)絡(luò) 可編程
上傳時間： 2013-04-24
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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(yīng)用十分廣泛。但由于應(yīng)用領(lǐng)域的不同，功能上差別很大，系統(tǒng)的控制要求及關(guān)心的控制對象也不相同。數(shù)字PID控制比連續(xù)PID控制更為優(yōu)越，因為計算機(jī)程序的靈活性，很容易克服連續(xù)PID控制中存在的問題，經(jīng)修正而得到更完善的數(shù)字PID算法。本文以三相全控整流橋阻性負(fù)載為實(shí)際電路，控制主電路電壓，旨在提出一種智能數(shù)字PID控制系統(tǒng)的設(shè)計思路，并給出了詳細(xì)的硬件設(shè)計及初步軟件設(shè)計思路。 PID控制系統(tǒng)采用高性能、低功耗的ARM微處理器S3C44BO作為核心處理單元，內(nèi)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(jī)接口；串口作為通信模塊實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)的監(jiān)控。采用芯片內(nèi)部自帶的PWM模塊，輸出16M Hz PWM信號并經(jīng)過一階低通濾波器得到0～5V的控制信號用于觸發(fā)主電路控制器，實(shí)現(xiàn)PID整定。 軟件方面，分析和研究了uC/OSⅡ的內(nèi)核源碼，實(shí)現(xiàn)了其在32位微處理器上的移植，作為管理各個子程序執(zhí)行的系統(tǒng)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(shù)字PID算法，采用規(guī)一化算法進(jìn)行參數(shù)選取。上位機(jī)部分采用了C＃語言進(jìn)行編寫。另外，采用了RTC（Real Time Clock）作為系統(tǒng)時鐘，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的定時運(yùn)行、定時模式切換等。在上位機(jī)上也可以方便的控制程序的執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。 在論文的最后詳細(xì)的介紹了智能PID控制系統(tǒng)在三相全控橋主電路中的具體應(yīng)用。總結(jié)了調(diào)試中遇到的問題，對今后工作中需要進(jìn)一步改善和探索的地方進(jìn)行了展望。
標(biāo)簽： ARM PID 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-01
上傳用戶：lvzhr
隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為熱點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)大量應(yīng)用在自動控制、工業(yè)設(shè)備和家用電器當(dāng)中。當(dāng)前應(yīng)用的產(chǎn)品常以嵌入式處理器的形式出現(xiàn)，常用的如PDA、交換機(jī)、路由器等。嵌入式的廣泛應(yīng)用大大提高了人們的生活水平。位置敏感探測器（Position Sensible Detector）是一種基于半導(dǎo)體PN結(jié)橫向光電效應(yīng)的光電器件。它具有分辨率高、響應(yīng)速度快、信號處理電路相對簡單等優(yōu)點(diǎn)。我們經(jīng)常將PSD應(yīng)用在與位置、距離、位移、角度的微小測量有關(guān)的場合。本文選用了一維PSD作為系統(tǒng)的探測器，結(jié)合嵌入式技術(shù)，將PSD應(yīng)用于微小位移測量，實(shí)現(xiàn)了對微小位移的檢測。 本研究以PSD、ARM、PC機(jī)為核心完成了對位移測量系統(tǒng)的設(shè)計。以PSD為核心實(shí)現(xiàn)了對信號的轉(zhuǎn)換，利用PSD結(jié)合光學(xué)三角測量法將位移信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，然后對電壓信號進(jìn)行放大、濾波等處理之后交由A/D器件進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。以ARM為核心，主要實(shí)現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的處理，存儲和通信等功能。將取得的數(shù)字量信號通過特定的軟件程序編程得到位移信號。以PC機(jī)為核心，利用VB6.0實(shí)現(xiàn)了對實(shí)驗數(shù)據(jù)的顯示。PC根據(jù)得到的值與設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)這個差值我們可以對系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的完善。分析了位移傳感器技術(shù)、微處理器ARM和嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)、優(yōu)勢和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀；而后介紹了微小位移測量系統(tǒng)的總體功能、系統(tǒng)的總體硬件框架；敘述了位置敏感探測器PSD的原理和結(jié)構(gòu)，介紹了將PSD應(yīng)用于位移測量的設(shè)計過程；在ARM最小系統(tǒng)的硬件平臺下，結(jié)合PSD實(shí)現(xiàn)了整個系統(tǒng)的硬件設(shè)計；軟件設(shè)計上，以uClinux操作系統(tǒng)作為軟件平臺，利用內(nèi)核裁剪技術(shù)，移植了BOOTLOADER，設(shè)計了Linux驅(qū)動程序和應(yīng)用程序；最后在系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試的時候，對系統(tǒng)進(jìn)行了必要的改進(jìn)，主要是設(shè)計了相應(yīng)的非線性補(bǔ)償電路，利用MATLAB對實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合與分析。通過實(shí)驗數(shù)據(jù)表明，基于ARM和PSD的微小位移測量系統(tǒng)具有精度高，響應(yīng)速度快，并且成本低等優(yōu)點(diǎn)。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：gcs333
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