減搖鰭是船舶與海洋工程中的一種重要系統(tǒng)，目前已在多種船舶中廣泛應(yīng)用。減搖鰭對(duì)于提高船舶耐波性，增加船舶使用壽命，改善設(shè)備與人員的工作條件，提高艦艇的戰(zhàn)斗力具有重要作用。減小船舶橫搖是目前船舶運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的重要課題之一。本文以船舶減搖鰭系統(tǒng)作為研究對(duì)象，重點(diǎn)講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案。 減搖鰭系統(tǒng)目前大多采用基于力矩對(duì)抗原理的PID控制器。控制器的性能對(duì)船舶自然橫搖周期和無(wú)因次橫搖衰減系數(shù)有著很大的依賴關(guān)系。由于船舶橫搖運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性、非線性、時(shí)變性和海況的不確定性，經(jīng)典PID控制難以獲得滿意的控制效果。采用先進(jìn)的控制策略是解決這一問(wèn)題的有效方法。本論文將模糊控制與PID控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了無(wú)須精確的對(duì)象模型，只須將操作人員和專家長(zhǎng)期實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)用控制規(guī)則模型化，然后用模糊推理在線辨識(shí)對(duì)象特征參數(shù)，便可對(duì)PID參數(shù)實(shí)現(xiàn)自整定。另外，浪級(jí)調(diào)節(jié)器做為減搖鰭控制器的一個(gè)重要組成部分，本論文也對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，提出了一種基于海浪譜估計(jì)的浪級(jí)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)方法，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)浪級(jí)調(diào)節(jié)器不能充分利用海浪信息的不足。 目前大多數(shù)的減搖鰭控制器使用單片機(jī)作為主處理器或者以工控機(jī)為基礎(chǔ)開發(fā)而來(lái)的，前者集成度不高，穩(wěn)定性也不好，而后者成本較高。因此，本課題設(shè)計(jì)了一款新型的基于ARM處理器的減搖鰭控制器，解決了上述問(wèn)題。該系統(tǒng)主要由硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)兩部分組成。硬件平臺(tái)主要包括基于飛利浦公司的LPC2214的控制器核心電路和輔助實(shí)現(xiàn)控制的驅(qū)動(dòng)電路；軟件平臺(tái)主要是基于ARM的軟件，包括啟動(dòng)代碼和應(yīng)用程序。 研究結(jié)果表明：開發(fā)的嵌入式減搖鰭控制系統(tǒng)不僅具有集成度高、性價(jià)比高、性能優(yōu)越、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、實(shí)時(shí)性高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)更能夠適應(yīng)減搖鰭控制系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢(shì)，所以該減搖鰭控制器具有很好的使用價(jià)值及意義。
上傳時(shí)間： 2013-07-10
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開關(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(duì)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(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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工廠底層的信息絕大部分都是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行傳遞的，但基于現(xiàn)場(chǎng)總線的工業(yè)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)無(wú)法實(shí)現(xiàn)與企業(yè)的Internet/Intranet無(wú)縫連接從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。所以本文就此問(wèn)題展開研究，提出了一種基于S3C2410的嵌入式工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制器的平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)了一個(gè)具有網(wǎng)絡(luò)通信功能的控制器平臺(tái)。 1.針對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制器的特點(diǎn)與要求，通過(guò)對(duì)比分析，選取了具體的硬件和軟件，以確保網(wǎng)絡(luò)控制器平臺(tái)的穩(wěn)定可靠。 2.具體設(shè)計(jì)了控制器相關(guān)硬件電路。包括存儲(chǔ)電路、以太網(wǎng)電路、串口電路、I/O口電路等。 3.建立了嵌入式Linux軟件開發(fā)平臺(tái)；對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的理論進(jìn)行了研究，編寫了CGI外部擴(kuò)展程序，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)Web技術(shù)，使用戶可以通過(guò)瀏覽器對(duì)控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。同時(shí)，開發(fā)了嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)SQLite應(yīng)用程序，使歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和技術(shù)參數(shù)的管理更加方便有序；開發(fā)了對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序確保了網(wǎng)絡(luò)控制器的的正常運(yùn)行。 4.在完成嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器硬件與軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，將控制器平臺(tái)應(yīng)用于智能加藥控制系統(tǒng)中，通過(guò)測(cè)試表明本網(wǎng)絡(luò)控制器平臺(tái)穩(wěn)定可靠。 總之，本文在深入研究嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器的基礎(chǔ)上搭建了一個(gè)嵌入式的硬件和軟件平臺(tái)，確保了網(wǎng)絡(luò)控制器穩(wěn)定可靠并高效地運(yùn)行，為第二次開發(fā)嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器準(zhǔn)備了一個(gè)比較理想的嵌入式平臺(tái)。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式工業(yè) 網(wǎng)絡(luò)控制器 平臺(tái)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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自動(dòng)售貨機(jī)作為自助服務(wù)領(lǐng)域中的一員，為國(guó)內(nèi)外該領(lǐng)域廠商所研究，并且得到了廣泛的應(yīng)用。為了適應(yīng)客戶的需求，需要開發(fā)一套功能更加完善、擴(kuò)展性能更強(qiáng)的自動(dòng)售貨機(jī)控制器。 本文以國(guó)內(nèi)自動(dòng)售貨機(jī)制造商--湖南金碼智能設(shè)備制造有限公司在自動(dòng)售貨機(jī)控制器的研究現(xiàn)狀為背景，分析了公司現(xiàn)有控制器的不足，并制定出基于ARM7與嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的自動(dòng)售貨機(jī)控制器的設(shè)計(jì)方案。 系統(tǒng)硬件完成了控制器外圍各模塊的接口電路圖設(shè)計(jì)，分析了自動(dòng)售貨機(jī)控制器的組成；實(shí)現(xiàn)了電源模塊、MDB外設(shè)驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、鍵盤與顯示模塊以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的開發(fā)，并對(duì)各模塊的原理與電氣特性進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。 軟件上，將μC/OS-Ⅱ成功移植了至ARM7體系結(jié)構(gòu)；針對(duì)售貨機(jī)本身是一個(gè)自反應(yīng)、事件驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)，使用有限狀態(tài)機(jī)來(lái)管理系統(tǒng)狀態(tài)以及狀態(tài)轉(zhuǎn)換，并高效地實(shí)現(xiàn)了更適用于復(fù)雜系統(tǒng)的層次型有限狀態(tài)機(jī)；在μC/OS-Ⅱ與層次有限狀態(tài)機(jī)的新軟件框架支持下，編寫了鍵盤與顯示模塊、MDB設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備等的驅(qū)動(dòng)程序和系統(tǒng)應(yīng)用程序。 最后，調(diào)試與試驗(yàn)表明基于ARM的控制器滿足售貨機(jī)基本要求，并且本課題的設(shè)計(jì)方案對(duì)較復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)的研究有一定的借鑒意義和應(yīng)用價(jià)值。
標(biāo)簽： ARM 自動(dòng)售貨機(jī) 制器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-05-31
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運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是機(jī)器人控制系統(tǒng)的重要組成部分。本文將ARM與CPLD技術(shù)應(yīng)用于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)更加開放、更加模塊化，同時(shí)ARM芯片的高速大容量的數(shù)據(jù)處理能力以及CPLD的高集成度，可編程性，能夠逾越以往控制系統(tǒng)中實(shí)時(shí)、高速、高精度的技術(shù)瓶頸. 嵌入式技術(shù)是當(dāng)今最熱門的技術(shù)之一，由于簡(jiǎn)潔、高效等優(yōu)點(diǎn)，使得其廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域；所謂嵌入式系統(tǒng)就是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其它設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。 本文主要闡述了基于嵌入式處理器S3C44B0X的機(jī)器人控制器的設(shè)計(jì)過(guò)程。文章首先介紹了機(jī)器人本體規(guī)劃、嵌入式系統(tǒng)和嵌入式微處理器S3C44B0X的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；接著介紹了基于S3C44B0X的智能控制器的設(shè)計(jì)，包括硬件設(shè)計(jì)和CPLD軟件設(shè)計(jì)。其中控制器硬件平臺(tái)擴(kuò)展了外部存儲(chǔ)器、串行口，通過(guò)輸出PWM信號(hào)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)電路模塊，從而實(shí)現(xiàn)控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的目的。在CPLD設(shè)計(jì)過(guò)程中，引入JTAG調(diào)試接口，方便系統(tǒng)程序的下載和調(diào)試，通過(guò)自上而下、分塊設(shè)計(jì)的思想給出了QUARTUSⅡ設(shè)計(jì)環(huán)境下的軟件代碼。本系統(tǒng)利用不同任務(wù)間的切換來(lái)實(shí)現(xiàn)通信過(guò)程，而不再采用無(wú)操作系統(tǒng)的工程文件的形式，這樣不但有利于項(xiàng)目的調(diào)試，也有利于對(duì)其它接口的擴(kuò)展。最后對(duì)該控制器進(jìn)行了測(cè)試和分析。
標(biāo)簽： CPLD ARM 四足機(jī)器人 嵌入式控制器
上傳時(shí)間： 2013-07-19
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嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各種智能控制器中，目前國(guó)外高端繡花機(jī)控制器主要采用高性能嵌入式微處理器，而國(guó)內(nèi)繡花機(jī)控制器仍以單片機(jī)為主，存在繡花色澤單調(diào)，數(shù)據(jù)處理能力欠佳，缺乏圖形控制界面等不足。本文在分析了繡花機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上，研制了基于Linux-2.6的嵌入式繡花機(jī)控制器，論文的主要工作和成果如下： (1)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于嵌入式微處理器的繡花機(jī)控制器開發(fā)平臺(tái)，建立宿主機(jī)開發(fā)環(huán)境，制作了針對(duì)Linux-2.6的交叉編譯器，實(shí)現(xiàn)了宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸，設(shè)計(jì)了基于雙口RAM的雙處理器通信接口。 (2)深入研究了嵌入式系統(tǒng)的引導(dǎo)裝載程序vivi、Linux-2.6內(nèi)核和根文件系統(tǒng)，成功移植了基于S3C2410硬件平臺(tái)的vivi、嵌入式Linux-2.6操作系統(tǒng)和cramfs根文件系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。 (3)對(duì)Linux-2.6內(nèi)核設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行了分析和研究，在設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于Linux-2.6內(nèi)核的IIC鍵盤驅(qū)動(dòng)程序和雙處理器通信接口驅(qū)動(dòng)程序。 (4)深入分析了三種主流繡花機(jī)花樣文件存儲(chǔ)格式和解碼方法，采用MiniGUI圖形系統(tǒng)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了繡花機(jī)控制器的圖形控制界面。
標(biāo)簽： Linux ARM 嵌入式 繡花機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-07-01
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在分析了家庭網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)后，針對(duì)其特點(diǎn)，提出了基于嵌入式Linux 的家庭網(wǎng)絡(luò)中央控制器的體系結(jié)構(gòu)，將嵌入式Linux 操作系統(tǒng)移植到ARM 微處理器平臺(tái)上，組建了多文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了
標(biāo)簽： 家庭網(wǎng)絡(luò) 中央控制器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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汽車防抱死制動(dòng)控制系統(tǒng)(ABS)是改善汽車主動(dòng)安全性的重要裝置，在汽車日益普及的今天，它的應(yīng)用更為廣泛和具有重要意義。作為制動(dòng)系統(tǒng)中的閉環(huán)控制裝置，它能防止制動(dòng)過(guò)程中的車輪抱死，以保持車輛的方向穩(wěn)定性和減少輪胎磨損。ABS的主要部件有：液壓調(diào)節(jié)器、輪速傳感器和用于信號(hào)處理、觸發(fā)報(bào)警燈和控制液壓調(diào)節(jié)器的ECU。 本文首先簡(jiǎn)要介紹了ABS的發(fā)展歷史和基本功能，整個(gè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及其控制原理。利用MATLAB/Simulink建立各部件的模型，包括單輪旋轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)模型、1/2車輛縱向動(dòng)力學(xué)模型、7自由度整車模型、車輛制動(dòng)器模型。 分析ABS控制方法，建立ABS滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)模型。將滑模變結(jié)構(gòu)控制和傳統(tǒng)邏輯門限控制進(jìn)行比較。在高附著系數(shù)路面上可以看出滑模變結(jié)構(gòu)控制較傳統(tǒng)邏輯門限控制能進(jìn)一步縮短制動(dòng)距離。進(jìn)一步地，利用相同制動(dòng)力在不同附著系數(shù)路面上引起的車輪角減速度不同的特點(diǎn)，在線修正目標(biāo)滑移率，仿真結(jié)果顯示獲得了更好的制動(dòng)效果。 根據(jù)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理，以ARM單片機(jī)LPC2292為核心，完成了輪速信號(hào)調(diào)理電路、電磁閥和回液泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等電路的設(shè)計(jì)，闡述了ABS各功能模塊軟件的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法，完成了防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。 最后，自主設(shè)計(jì)的控制器在某車型上進(jìn)行了替換試驗(yàn)。 試驗(yàn)結(jié)果表明：自主開發(fā)的ABS控制器滿足了制動(dòng)防抱死功能的需要，各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)皆與原裝ABS接近。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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介紹一種用單片機(jī)控制的光電跟蹤控制系統(tǒng)。闡述了該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及智能Fuzzy-PI控制策略。實(shí)際應(yīng)用表明該系統(tǒng)具有良好動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)控制精度，具有很強(qiáng)的魯棒性。關(guān)鍵詞: 跟蹤，模糊控
標(biāo)簽： Fuzzy-PI 光電 自動(dòng)跟蹤 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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電液控制作為液壓控制的一個(gè)新分支，因?yàn)槠浔旧淼奶攸c(diǎn)正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。電液控制系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)電液控制技術(shù)提出了更高的要求，這必將促進(jìn)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(yàn)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(guò)對(duì)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(gè)具體實(shí)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(wèn)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(jì)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(gè)模擬量信號(hào)和數(shù)字量信。具有多種通信接口，可以實(shí)現(xiàn)近距離監(jiān)控或者遠(yuǎn)距離操控。人機(jī)交互通道豐富，具有報(bào)警、狀態(tài)指示、參數(shù)顯示等功能。采用光電隔離、獨(dú)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(jì)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(yàn)系統(tǒng)，可以模擬電液系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)的各種信號(hào)和閉環(huán)回路，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室調(diào)試。采用Visual Basic開發(fā)上位機(jī)軟件，配合控制器完成參數(shù)修改、保存，繪制實(shí)時(shí)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(diǎn)。研發(fā)出模糊自整定PID算法，它成功解決了閉環(huán)控制過(guò)程中設(shè)定信號(hào)不斷變化的難題。經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，目前控制器已經(jīng)成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)多家企業(yè)的輪胎耐久性試驗(yàn)機(jī)和密煉機(jī)兩種電液系統(tǒng)，在這兩種系統(tǒng)中成功取代進(jìn)口國(guó)外模擬控制器，并且控制效果好于國(guó)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(biāo)簽： ARM 微處理器 電液系統(tǒng)
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