PID算法自從問世以來，一直受到廣泛的關(guān)注。隨著現(xiàn)代控制理論及智能控制技術(shù)的發(fā)展，PID算法也得到了長足的發(fā)展。結(jié)合傳統(tǒng)的PID控制算法，針對特定的控制領(lǐng)域，出現(xiàn)了一些新的控制算法，模糊PID控制算法就是在此基礎(chǔ)上漸漸形成并凸顯其控制特色。 同時隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)場可編程邏輯器件FPGA的發(fā)展及其EDA技術(shù)的日漸成熟，為集成控制芯片開拓了廣闊的發(fā)展空間。FPGA的發(fā)展為基于硬件的算法模塊的實現(xiàn)提供了可能性，同時節(jié)省了外圍的電路，使算法模塊的集成度大大提高。 本文針對當前國內(nèi)外在算法研究方面的熱點問題，對模糊PID算法進行了深入的分析和研究。通過對汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析，對其進行了數(shù)學建模。采用某汽輪機的實際設(shè)計運行參數(shù)，利用Matlab仿真軟件，對該汽輪機的數(shù)學模型進行了甩負荷動態(tài)特性仿真。仿真結(jié)果表明，模糊PID可以更好地解決汽輪發(fā)電機組在甩負荷過程中由于機組轉(zhuǎn)子飛升量太大而導(dǎo)致危急保安裝置動作，使得汽輪發(fā)電機組意外停機的問題，能夠保證汽輪發(fā)電機組在意外甩負荷時機組正常的機械運轉(zhuǎn)。根據(jù)模糊控制理論的特點及EDA技術(shù)和FPGA可編程邏輯器件的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了在FPGA上實現(xiàn)模糊PID算法的具體實現(xiàn)方案。在綜合分析算法特性的基礎(chǔ)上，選擇Altera公司生產(chǎn)的CycloneⅡ系列中的EP2C35F672C6作為目標芯片，利用分層模塊化設(shè)計思想，在Altera公司提供的QuartusⅡ開發(fā)環(huán)境中，利用原理圖設(shè)計輸入和VHDL設(shè)計輸入相結(jié)合的方式實現(xiàn)了模糊PID控制算法，同時分別對實現(xiàn)的各個功能模塊和整個算法模塊進行了功能時序仿真。根據(jù)仿真結(jié)果分析，該設(shè)計實現(xiàn)了的模糊PID控制功能。 該控制算法模塊的FPGA實現(xiàn)很好的避免了因CPU或者其它問題導(dǎo)致算法程序跑飛、程序死循環(huán)、復(fù)位不可靠等問題，提高了控制的可靠性。同時加強了模塊的通用性，減少了系統(tǒng)硬件開發(fā)周期，節(jié)省了外圍設(shè)備的電路，降低了設(shè)計開發(fā)成本。
上傳時間： 2013-07-21
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便攜式B型超聲診斷儀具有無創(chuàng)傷、簡便易行、相對價廉等優(yōu)勢，在臨床中越來越得到廣泛的應(yīng)用。它將超聲波技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、機械設(shè)計與制造及生物醫(yī)學工程等技術(shù)融合在一起。開展該課題的研究對提高臨床診斷能力和促進我國醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。 便攜式B型超聲診斷儀由人機交互系統(tǒng)、探頭、成像系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)構(gòu)成。其基本工作過程是：首先人機交互系統(tǒng)接收到用戶通過鍵盤或鼠標發(fā)出的命令，然后成像系統(tǒng)根據(jù)命令控制探頭發(fā)射超聲波，并對回波信號處理、合成圖像，最后通過顯示系統(tǒng)完成圖像的顯示。 成像系統(tǒng)作為便攜式B型超聲診斷儀的核心對圖像質(zhì)量有決定性影響，但以前研制的便攜式B型超聲診斷儀的成像系統(tǒng)在三個方面存在不足：第一、采用的是單片機控制步進電機，控制精度不高，導(dǎo)致成像系統(tǒng)采樣不精確；第二、采用的數(shù)字掃描變換算法太粗糙，影響超聲圖像的分辨率；第三、它的CPU多采用的是51系列單片機，測量速度太慢，同時也不便于系統(tǒng)升級和擴展。 針對以上不足，提出了基于FPGA的B型超聲成像系統(tǒng)解決方案，采用Altera公司的EP2C5Q208C8芯片實現(xiàn)了步進電機步距角的細分，使電機旋轉(zhuǎn)更勻速，提高了采樣精度；提出并采用DSTI-ULA算法（Uniform Ladder Algorithm based on Double Sample and Trilinear Interotation）在FPGA內(nèi)實現(xiàn)數(shù)字掃描變換，提高了圖像分辨率；人機交互系統(tǒng)采用S3C2410-AL作為CPU，改善了測量速度和系統(tǒng)的擴展性。 通過對系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計、制作，軟件的編寫、調(diào)試，結(jié)果表明，本文所設(shè)計的便攜式B型超聲成像系統(tǒng)圖像分辨率高、測量速度快、體積小、操作方便。本文所設(shè)計的便攜式B型超聲診斷儀可在野外作業(yè)和搶險（諸如地震、抗洪）中發(fā)揮作用，同時也可在鄉(xiāng)村診所中完成對相關(guān)疾病的診斷工作。
上傳時間： 2013-05-18
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模糊控制是智能控制的重要組成部分，它能對那些不能建立精確數(shù)學模型的場合進行有效的控制；近年來，F(xiàn)PGA及EDA技術(shù)發(fā)展迅速。本論文就是要結(jié)合這兩種先進技術(shù)，在一塊FPGA芯片上實現(xiàn)一個雙輸入單輸出的模糊控制器，并嘗試將ADC和DAC集成在該芯片中，以簡化系統(tǒng)設(shè)計。 首先闡述了模糊控制的理論基礎(chǔ)，重點介紹了雙輸入單輸出的模糊控制算法；然后在簡單介紹FPGA結(jié)構(gòu)和VHDL語言的基礎(chǔ)上，采用自項向下的設(shè)計方法，應(yīng)用主流EDA工具進行模糊控制各模塊的設(shè)計，并對每個模塊進行仿真；最后將各模塊組成一完整的模糊控制器，在EDA工具上進行仿真驗證和編程下載，并用一個溫度控制實驗驗證了控制器的功能，證明該控制器滿足一般控制應(yīng)用的要求。 本論文是以VHDL和FPGA為代表的現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)在智能控制領(lǐng)域應(yīng)用的一個嘗試，拓寬了模糊控制器的實現(xiàn)形式，相比于傳統(tǒng)的以單片機為載體的模糊控制器，在系統(tǒng)的簡單性、實時性和經(jīng)濟性方面都有顯著的增強，是一種值得采用的方法。 由于在算法的處理上采取了一定的簡化，所以損失了一定的精度。今后可以在算法上進行完善，設(shè)計出高精度的模糊控制器。
上傳時間： 2013-06-07
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開關(guān)磁阻電機驅(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,這一點是其它調(diào)速系統(tǒng)所不可比擬的.但開關(guān)磁阻電機(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)磁阻電機振動與噪聲的徑向力大為減小,尤其是當轉(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,進而降低了開關(guān)磁阻電機的噪聲.靜態(tài)轉(zhuǎn)矩因轉(zhuǎn)子極開槽也略微減小,但對電機的效率影響不大.開關(guān)磁阻電機因磁路的飽和導(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)學模型,這對于很難精確建模的開關(guān)磁阻電機來說尤其適用.同時,模糊控制實現(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),達到了較好的控制效果.仿真結(jié)果證明了這一點.
標簽： 開關(guān)磁阻電機 自組織 模糊控制
上傳時間： 2013-05-16
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超聲理論與技術(shù)的快速發(fā)展，使超聲設(shè)備不斷更新，超聲檢查已成為預(yù)測和評價疾病及其治療結(jié)果不可缺少的重要方法。超聲診斷技術(shù)不僅具有安全、方便、無損、廉價等優(yōu)點，其優(yōu)越性還在于它選用診斷參數(shù)的多樣性及其在工程上實現(xiàn)的靈活性。 全數(shù)字B超診斷儀基于嵌入式ARM9+FPGA硬件平臺、LINUX嵌入式操作系統(tǒng)，是一種新型的、操作方便的、技術(shù)含量高的機型。它具有現(xiàn)有黑白B超的基本功能，能夠?qū)Τ暬夭〝?shù)據(jù)進行靈活的處理，從而使操作更加方便，圖象質(zhì)量進一步提高，并為遠程醫(yī)療、圖像存儲、拷貝等打下基礎(chǔ)，是一種很有發(fā)展前景、未來市場的主打產(chǎn)品。全數(shù)字B型超聲診斷儀的基本技術(shù)特點是用數(shù)字硬件電路來實現(xiàn)數(shù)據(jù)量極其龐大的超聲信息的實時處理，它的實現(xiàn)主要倚重于FPGA技術(shù)。現(xiàn)在FPGA已經(jīng)成為多種數(shù)字信號處理（DSP）應(yīng)用的強有力解決方案。硬件和軟件設(shè)計者可以利用可編程邏輯開發(fā)各種DSP應(yīng)用解決方案。可編程解決方案可以更好地適應(yīng)快速變化的標準、協(xié)議和性能需求。 本論文首先闡述了醫(yī)療儀器發(fā)展現(xiàn)狀和嵌入式計算機體系結(jié)構(gòu)及發(fā)展狀況，提出了課題研究內(nèi)容和目標。然后從B超診斷原理及全數(shù)字B超診斷儀設(shè)計入手深入分析了B型超聲診斷儀的系統(tǒng)的硬件體系機構(gòu)。對系統(tǒng)的總體框架和ARM模塊設(shè)計做了描述后，接著分析了超聲信號進行數(shù)字化處理的各個子模塊、可編程邏輯器件的結(jié)構(gòu)特點、編程原理、設(shè)計流程以及ARM處理模塊和FPGA模塊的主要通訊接口。接著，本論文介紹了基于ARM9硬件平臺的LINUX嵌入式操作系統(tǒng)的移植和設(shè)備驅(qū)動的開發(fā)，詳細描述了B型超聲診斷儀的軟件環(huán)境的架構(gòu)及其設(shè)備驅(qū)動的詳細設(shè)計。最后對整個系統(tǒng)的功能和特點進行了總結(jié)和展望。
標簽： ARM 全數(shù)字 儀的設(shè)計 超聲診斷
上傳時間： 2013-05-28
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本文主要介紹了`加熱爐混合模糊控制的方案。該方案采用了“短周期”預(yù)測爐溫的模糊控制策略，將模糊控制和PID 控制結(jié)合在一起，利用協(xié)調(diào)因子的在線自整定來確定重油流量，實現(xiàn)了空燃比的自尋優(yōu)模糊控制。該系統(tǒng)
標簽： PID 模糊 加熱爐 中的應(yīng)用
上傳時間： 2013-06-25
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本文運用模糊控制與PID 控制分別對同一受控對象進行控制。通過MATLAB 仿真，表明了模糊控制與傳統(tǒng)的PID控制相比明顯地改善了控制系統(tǒng)的動態(tài)性能。關(guān)鍵詞：模糊控制，PID 控制，MATLA
上傳時間： 2013-08-01
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微型鍋爐液位模糊PID控制:本文研究基于Profibus 現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)兩級網(wǎng)絡(luò)的過程控制系統(tǒng)實驗裝置，被控對象是模擬電熱鍋爐。重點介紹了模糊PID 控制算法在鍋爐液位控制實驗系統(tǒng)中的應(yīng)用，說明了實
上傳時間： 2013-04-24
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本文介紹了在非死卡爾智能賽車競賽中的一份技術(shù)報告：模糊PID控制算法在賽車中的應(yīng)用
標簽： PID 模糊 控制算法 中的應(yīng)用
上傳時間： 2013-07-13
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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(yīng)用。電液控制系統(tǒng)的發(fā)展對電液控制技術(shù)提出了更高的要求，這必將促進電液控制技術(shù)的發(fā)展。本文在教研室多年電液控制經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，提出開發(fā)通用型電液系統(tǒng)數(shù)字控制器。 通過對電液控制技術(shù)的研究，了解電液系統(tǒng)的一般構(gòu)成，結(jié)合多個具體實例，本文提出數(shù)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(tǒng)閉環(huán)控制問題。 數(shù)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(zhuǎn)換器。硬件設(shè)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(shù)字量信。具有多種通信接口，可以實現(xiàn)近距離監(jiān)控或者遠距離操控。人機交互通道豐富，具有報警、狀態(tài)指示、參數(shù)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(wěn)定性、可靠性。軟件設(shè)計采用UC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)，內(nèi)部集成多種智能控制算法，保證電液系統(tǒng)閉環(huán)控制取得良好的效果。開發(fā)模擬試驗系統(tǒng)，可以模擬電液系統(tǒng)現(xiàn)場的各種信號和閉環(huán)回路，實現(xiàn)實驗室調(diào)試。采用Visual Basic開發(fā)上位機軟件，配合控制器完成參數(shù)修改、保存，繪制實時監(jiān)控曲線，控制硬件等功能。 控制器解決了電液系統(tǒng)多樣性難題，客服模擬控制的缺點。研發(fā)出模糊自整定PID算法，它成功解決了閉環(huán)控制過程中設(shè)定信號不斷變化的難題。經(jīng)過多次現(xiàn)場調(diào)試，目前控制器已經(jīng)成功應(yīng)用于國內(nèi)多家企業(yè)的輪胎耐久性試驗機和密煉機兩種電液系統(tǒng)，在這兩種系統(tǒng)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(guān)鍵詞：電液系統(tǒng)；ARM7；UC/OS-II；模糊自整定
標簽： ARM 微處理器 電液系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-31
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