隨著計算機(jī)、通信、電子技術(shù)的進(jìn)步，嵌入式系統(tǒng)和以太網(wǎng)技術(shù)的融合將成為嵌入式技術(shù)未來的重要發(fā)展方向。基于ARM的嵌入式系統(tǒng)由于具有低功耗、高性能、低成本、可以進(jìn)行多任務(wù)操作等優(yōu)點(diǎn)，在控制領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 本選題來自中山大學(xué)與北京航天五院合作研制的流體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)地面原理樣機(jī)控制器設(shè)計項(xiàng)目。論文研究的主要目的是利用基于ARM920T內(nèi)核的嵌入式微處理器AT91RM9200融合多傳感器設(shè)計一種可以在地面實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中可靠運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集與溫度控制系統(tǒng)。 本文從嵌入式測控系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)和軟件設(shè)計兩方面進(jìn)行分析。在硬件設(shè)計上，主控制板以Atmel公司生產(chǎn)的AT91RM9200 CPU為核心，主要包括串口模塊、存儲模塊、以太網(wǎng)接口模塊、基于SPI串行接口設(shè)計的數(shù)據(jù)采集模塊（A/D）、基于I2C接口設(shè)計的PID控制信號輸出模塊（D/A）和采用PIO接口設(shè)計的開關(guān)控制輸出模塊等電路，其中后三個模塊承擔(dān)了流體網(wǎng)絡(luò)回路的傳感器數(shù)據(jù)采集，關(guān)鍵點(diǎn)的溫度控制和多路電磁閥的開關(guān)控制等任務(wù)，后文將重點(diǎn)介紹。在軟件設(shè)計方面，主要分兩個方面進(jìn)行討論，分別為主控制器上基于嵌入式Linux系統(tǒng)的軟件和上位機(jī)采用Visual C++編寫的監(jiān)控軟件。主控制器軟件采用多線程進(jìn)行設(shè)計，包括主線程、服務(wù)器子線程和數(shù)據(jù)采集子線程，三個線程同時運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。上位機(jī)和主控制器通過接入以太網(wǎng)中，然后由服務(wù)器線程和上位機(jī)客戶端利用socket套接字實(shí)現(xiàn)通信。同時上位機(jī)軟件也提供形象美觀的圖形用戶界面，配合主控制器實(shí)現(xiàn)特定的溫度、流量和壓力監(jiān)控。 本論文設(shè)計的嵌入式測控系統(tǒng)充分利用了AT91RM9200內(nèi)嵌的的強(qiáng)大功能模塊，包括SPI接口模塊和I2C接口模塊等，可廣泛應(yīng)用于控制領(lǐng)域。對該系統(tǒng)的一些研究成果和設(shè)計方法具有一定的先進(jìn)性和良好的實(shí)用性，具有良好的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： ARM 流體 網(wǎng)絡(luò)測控
上傳時間： 2013-06-30
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課題分析了目前國內(nèi)外減搖鰭控制技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀，重點(diǎn)講述了基于ARM處理器的減搖鰭控制器的功能設(shè)計與實(shí)現(xiàn)方案。 減搖鰭是一種由微機(jī)控制的自動化程度很高的船舶減搖裝置。減搖鰭控制系統(tǒng)根據(jù)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(zhuǎn)動到期望的角度，達(dá)到減小船舶橫搖的目的。但目前大多數(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)而來的，前者集成度不高，穩(wěn)定性也不好，而后者成本較高。因此，課題設(shè)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(tǒng)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(shí)現(xiàn)控制的驅(qū)動電路；軟件平臺主要是基于ARM的軟件，包括啟動代碼和應(yīng)用程序；為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，同時也采取了一些保證系統(tǒng)可靠性的措施。 目前，減搖鰭系統(tǒng)大多采用基于力矩對抗原理的PID控制器。由于船舶橫搖運(yùn)動的非線性、復(fù)雜性、時變性以及海況的不確定性，經(jīng)典PID控制很難獲得令人滿意的控制效果。因此，如何實(shí)現(xiàn)PID參數(shù)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(shù)學(xué)模型，而是基于人類的思維以及經(jīng)驗(yàn)，用語言規(guī)則描述控制過程，并根據(jù)規(guī)則去調(diào)整控制算法或控制參數(shù)。本論文將模糊控制與PID控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了無須精確的對象模型，只須將操作人員和專家長期實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)知識用控制規(guī)則模型化，然后用模糊推理在線辨識對象特征參數(shù)，實(shí)時改變控制策略，便可對PID參數(shù)實(shí)現(xiàn)最佳調(diào)整。 研究結(jié)果表明：采用該控制手段能較好的滿足設(shè)計要求，開發(fā)的嵌入式減搖鰭控制系統(tǒng)具有設(shè)計合理、集成度高、性價比高、性能優(yōu)越、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、實(shí)時性高等優(yōu)點(diǎn)。同時能夠適應(yīng)減搖鰭控制系統(tǒng)智能化的發(fā)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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溫室技術(shù)是我國實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化的重要環(huán)節(jié)，溫度是溫室中的重要環(huán)境參數(shù)。實(shí)時控制是指在規(guī)定的時間內(nèi)，系統(tǒng)必須做出相應(yīng)的響應(yīng)，是現(xiàn)代溫室控制發(fā)展的更高要求。隨著精細(xì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的大棚已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代高精度、快速采集及響應(yīng)的要求，由于溫度的滯后性和難調(diào)控性，溫度實(shí)時控制一直是溫室控制的一大難題。 本課題整合了CPID與ARM的優(yōu)點(diǎn)，提出運(yùn)用CPID硬件來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，移植實(shí)時操作系統(tǒng)到ARM來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法控制，采用高精度數(shù)字傳感器DS18820，并設(shè)計出混合PID模糊控制器來實(shí)現(xiàn)溫室的變溫管理，這對于現(xiàn)代溫室的智能化控制有著十分重要的實(shí)際意義。較傳統(tǒng)溫室，優(yōu)點(diǎn)在于(1)它改變以往依靠單片機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)傳感器周期性采集，改用CPID硬件產(chǎn)生數(shù)字傳感器所需的讀寫時序，這種“以硬代軟”的方案實(shí)時性好，且大大避免了軟件運(yùn)行時的不穩(wěn)定性、系統(tǒng)冗余等先天缺陷。(2)操作系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)多任務(wù)、多線程以及友好的人機(jī)界面。 試驗(yàn)以華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的華北型機(jī)械通風(fēng)式連棟塑料溫室為試驗(yàn)?zāi)Ｐ停x擇了ALTERA公司的EPM7128SLC84-15芯片和SAMSUNG公司的S3C44BOX芯片為目標(biāo)板，以PC機(jī)為宿主機(jī)，設(shè)計了實(shí)時溫度控制平臺。 主要工作： (1)概述了溫度實(shí)時測控的必要性并介紹了CPLD、ARM技術(shù)及嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)的發(fā)展。 (2)介紹了溫度采集模塊及CPLD與ARM通訊接口模塊的設(shè)計。 (3)通過ARM存儲模塊、LCD顯示模塊、串口模塊、Rt18019AS網(wǎng)口模塊、uClinux操作系統(tǒng)模塊等系統(tǒng)完成了本試驗(yàn)平臺。 (4)介紹混合PID模糊控制算法并通過Simulink工具箱進(jìn)行了仿真，得出混合PID模糊控制器較經(jīng)典PID控制具有更快的動態(tài)響應(yīng)、更小超調(diào)、抗干擾強(qiáng)的結(jié)論。 (5)最后，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了整套系統(tǒng)實(shí)時采集的穩(wěn)定性及可靠性，指出了本課題的不足之處和待改善的問題。
標(biāo)簽： ARMCPLD 農(nóng)業(yè) 溫度 實(shí)時控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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直流電動機(jī)由于具有良好的調(diào)速特性，寬廣的調(diào)速范圍，在某些要求調(diào)速的地方，特別是對調(diào)速性能指標(biāo)要求較高的場合，如軋鋼機(jī)、龍門刨床、高精度機(jī)床、電動汽車等中，得到了廣泛地應(yīng)用。國外這類調(diào)速系統(tǒng)的價格高，而國內(nèi)的同類產(chǎn)品性能指標(biāo)不夠穩(wěn)定，因此設(shè)計一個性能價格比較高的直流調(diào)速系統(tǒng)，對工業(yè)生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文采用ARM S3C2410為控制芯片，以模糊PID為智能控制方法，設(shè)計了基于實(shí)時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。首先對模糊控制及嵌入式系統(tǒng)作了簡單介紹，構(gòu)建了模糊PID控制的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)模型，并在MATLAB環(huán)境下，對設(shè)計模型進(jìn)行了仿真，在仿真的基礎(chǔ)上設(shè)計了控制系統(tǒng)硬、軟件，主要包括MOSFET驅(qū)動、光電隔離、鍵盤顯示、轉(zhuǎn)速測量、H橋可逆控制部分等，并將嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ移植到該系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了對直流電機(jī)的良好調(diào)速性能。 控制系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計，線路簡單，可靠性高。軟件設(shè)計采用可讀性強(qiáng)的C語言，自底層向上層的原則設(shè)計，程序邏輯性強(qiáng)、易于修改維護(hù)。以ARM為核心的控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)，性價比高。仿真和試驗(yàn)表明：基于模糊PID智能控制的直流電機(jī)調(diào)速方法是可行的，有很好的應(yīng)用前景。
上傳時間： 2013-04-24
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現(xiàn)代噴氣織機(jī)以其高速、高性能等優(yōu)勢，占據(jù)了無梭織機(jī)的大部分市場，并成為最有發(fā)展前景的一種織機(jī)。送經(jīng)、卷取機(jī)構(gòu)是織機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分，其對經(jīng)紗張力的控制精度已成為評定織機(jī)質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)。因此，提高和改善噴氣織機(jī)的電子送經(jīng)和卷取控制系統(tǒng)的性能非常必要，而且，開發(fā)具有高速、高精度的獨(dú)立電子送經(jīng)和卷取控制模塊具有廣闊的應(yīng)用前景。 本課題研究開發(fā)了一款獨(dú)立的電子送經(jīng)和卷取控制模塊，通過人機(jī)界面或CAN通訊對該控制系統(tǒng)所需參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，使其可以根據(jù)參數(shù)設(shè)置應(yīng)用于不同型號的噴氣織機(jī)。通過對系統(tǒng)的控制分析，本課題主要從硬件電路設(shè)計、軟件控制及張力控制算法三個方面進(jìn)行研究。 首先，通過對噴氣織機(jī)的性能要求及控制器結(jié)構(gòu)與性能的綜合考慮，系統(tǒng)采用以高速ARM7TDMI為內(nèi)核的低功耗微處理器LPC2294作為系統(tǒng)控制器，該控制器不僅速度快、性能穩(wěn)定，而且其豐富的外圍模塊大大簡化了硬件電路的設(shè)計。硬件電路設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法，主要功能模塊包括嵌入式最小系統(tǒng)模塊、主軸編碼器采集模塊、張力采集模塊、電機(jī)控制模塊、通訊模塊、人機(jī)界面模塊、輸入輸出信號模塊等。根據(jù)系統(tǒng)需要，對各個模塊的控制器件進(jìn)行選取，并設(shè)計出各個模塊的接口電路。最后，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，在硬件電路設(shè)計中采取了隔離、去耦等硬件抗干擾措施。 在軟件設(shè)計方面，系統(tǒng)采用嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)μC/OS-II，便于系統(tǒng)升級和維護(hù)。在系統(tǒng)硬件平臺的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計要求對操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行剪裁和移植，并對系統(tǒng)時鐘節(jié)拍進(jìn)行修改。結(jié)合硬件電路及系統(tǒng)控制要求，對系統(tǒng)啟動代碼進(jìn)行修改；并根據(jù)系統(tǒng)對各個功能模塊控制的時效性要求，對系統(tǒng)任務(wù)進(jìn)行合理規(guī)劃。為了說明系統(tǒng)采用該RTOS的可行性，對實(shí)時性要求最高的張力采集任務(wù)進(jìn)行了實(shí)時性分析。對CAN通訊協(xié)議進(jìn)行制定和編程實(shí)現(xiàn)，并對I2C、CAN和LCD驅(qū)動程序進(jìn)行開發(fā)，另外，對每個任務(wù)的功能及控制流程和任務(wù)間及任務(wù)與中斷間的信息通訊進(jìn)行了說明。系統(tǒng)在軟件方面也采用了一定的抗干擾技術(shù)，對硬件抗干擾進(jìn)行補(bǔ)充。 最后，針對經(jīng)紗張力的非線性和滯后性等復(fù)雜特性，對張力調(diào)節(jié)采用模糊參數(shù)自整定PID控制算法，設(shè)計出張力模糊參數(shù)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(shù)自整定PID控制器下的張力算法進(jìn)行仿真研究。而且對張力模糊PID控制算法在LPC2294中的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了說明。關(guān)鍵詞：ARM； μC/OS-II；噴氣織機(jī)；送經(jīng)卷取；模糊PID
標(biāo)簽： ARM 噴氣織機(jī) 電子送經(jīng) 控制
上傳時間： 2013-06-11
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本論文從國內(nèi)外液壓挖掘機(jī)電子節(jié)能應(yīng)用現(xiàn)狀出發(fā)，設(shè)計液壓挖掘機(jī)電子節(jié)能控制系統(tǒng)。將“改進(jìn)的變結(jié)構(gòu)單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制算法”應(yīng)用于發(fā)動機(jī)—變量泵的功率匹配控制中，通過仿真表明該算法具有優(yōu)越性。 由于液壓挖掘機(jī)有單、雙變量泵系統(tǒng)，為了將改進(jìn)的變結(jié)構(gòu)單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制算法應(yīng)用于不同系統(tǒng)，研究了單、雙變量泵與發(fā)動機(jī)功率匹配的控制策略。同時為了解決發(fā)動機(jī)—變量泵功率匹配環(huán)節(jié)與變量泵—負(fù)載匹配環(huán)節(jié)之間存在的不協(xié)調(diào)問題，設(shè)計了變量泵—負(fù)載匹配系統(tǒng)，依據(jù)操作人員手柄位置信號，控制變量泵輸出流量按比例分配到各個負(fù)載，實(shí)現(xiàn)液壓挖掘機(jī)的發(fā)動機(jī)—變量泵—負(fù)載的功率匹配。 嵌入式計算機(jī)控制系統(tǒng)是當(dāng)今單片機(jī)控制系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)之一。將嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用于液壓挖掘機(jī)的電子節(jié)能控制中，選擇ARM7系列處理器LPC2294作為這個控制器的核心，對液壓挖掘機(jī)功率匹配電子節(jié)能控制器進(jìn)行了設(shè)計，為液壓挖掘機(jī)電子節(jié)能控制器的研究開發(fā)打下了基礎(chǔ)。
上傳時間： 2013-07-05
上傳用戶：gps6888
本文對基于ARM的可編程控制器進(jìn)行了研究。本文研制的可編程控制器配置簡單，擴(kuò)展方便，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。能夠采集4～20mA/0～5V的模擬量以及12路開關(guān)量；輸出1路-10～+10V、4路0～5V與2路0～20mA的模擬量以及8路開關(guān)量；能夠采集6路溫度信號：可以應(yīng)用于開關(guān)量的邏輯控制；能實(shí)現(xiàn)簡單的PID控制：并配有RS232串行通信接口以及CAN總線通信接口，能滿足基本工業(yè)控制的要求。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：LSPSL
數(shù)字PID的基本類型及其改進(jìn)型，參數(shù)整定方法。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：axxsa
隨著變頻調(diào)速技術(shù)的快速發(fā)展，基于變頻調(diào)速的恒壓供水系統(tǒng)越來越多的應(yīng)用到了小區(qū)供水中。與恒速供水系統(tǒng)相比，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)取得了較好的節(jié)能效果，但是由于其壓力設(shè)定值一般是按系統(tǒng)最大能量需求時設(shè)定的，并且該設(shè)定值一旦設(shè)定后不能依據(jù)系統(tǒng)的能量需求自動做實(shí)時調(diào)整，使系統(tǒng)在大部分時間內(nèi)供給的能量大于需求的能量。因此，該供水方式并沒有把變頻調(diào)速的節(jié)能潛力全部發(fā)揮出來。本文針對變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)這一不足，提出了變頻調(diào)速實(shí)時恒壓供水方式，它能依據(jù)系統(tǒng)的能量需求實(shí)時的調(diào)整壓力設(shè)定值，能更好的發(fā)揮變頻調(diào)速的節(jié)能潛力。 本文首先依據(jù)泵理論和水動力學(xué)對供水系統(tǒng)進(jìn)行了深入的分析和研究，詳細(xì)探討了供水系統(tǒng)的節(jié)能原理，從而為后續(xù)章節(jié)中控制策略的選擇奠定了基礎(chǔ)。 然后針對供水系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型難以建立的問題，本文采用了專家系統(tǒng)。該專家系統(tǒng)能依據(jù)用戶能量需求的不同，實(shí)時給出泵出口的壓力設(shè)定值；在此基礎(chǔ)上通過模糊-PID控制使供水系統(tǒng)迅速進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，同時使系統(tǒng)具有快速性、穩(wěn)定性和良好的魯棒性。通過MATLAB仿真工具對整個控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果表明該控制系統(tǒng)與常規(guī)PID控制相比具有更好的控制品質(zhì)。 最后以ARM7LPC-2129為硬件基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了以上各個部分的功能。另外還采用VB開發(fā)了上位機(jī)監(jiān)控界面；開發(fā)了基于ARM的CAN接口，為供水系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化提供技術(shù)支持；使用ARM7LPC-2129的通用輸入輸出口，實(shí)現(xiàn)了供水系統(tǒng)中電機(jī)的組合運(yùn)行或單機(jī)啟停控制；泵運(yùn)行狀態(tài)和火災(zāi)顯示等輔助功能的實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 智能控制 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：moshushi0009
基于微處理器的數(shù)字PID控制器改變了傳統(tǒng)模擬PID控制器參數(shù)整定不靈活的問題。但是常規(guī)微處理器容易在環(huán)境惡劣的情況下出現(xiàn)程序跑飛的問題，如果實(shí)現(xiàn)PID軟算法的微處理器因?yàn)閺?qiáng)干擾或其他原因而出現(xiàn)故障，會引起輸出值的大幅度變化或停止響應(yīng)。而FPGA的應(yīng)用可以從本質(zhì)上解決這個問題。因此，利用FPGA開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能控制器算法的芯片化，使之能夠廣泛的用于各種場合，具有很大的應(yīng)用意義。 首先分析FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，總結(jié)FPGA設(shè)計技術(shù)及開發(fā)流程，指出實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，降低設(shè)計難度，是擴(kuò)展設(shè)計功能、提高芯片性能和產(chǎn)品性價比的關(guān)鍵。控制系統(tǒng)由四個模塊組成，主要包括核心控制器模塊、輸入輸出模塊以及人機(jī)接口。其中控制器部分為系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。在分析FPGA設(shè)計結(jié)構(gòu)類型和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出一種基于FPGA改進(jìn)型并行結(jié)構(gòu)的PID溫度控制器設(shè)計方法。在PID算法與FPGA的運(yùn)算器邏輯映像過程中，采用將補(bǔ)碼的加法器代替減法器設(shè)計，增加整數(shù)運(yùn)算結(jié)果的位擴(kuò)展處理，進(jìn)行不同數(shù)據(jù)類型的整數(shù)歸一化等不同角度的處理方法融合為一體，可以有效地減少邏輯運(yùn)算部件。應(yīng)用Ouartus Ⅱ圖形輸入與Verilog HDL語言相結(jié)合設(shè)計實(shí)現(xiàn)了PID控制器，用Modelsim仿真驗(yàn)證了設(shè)計結(jié)果的正確性，用Synplify Pro進(jìn)行電路綜合，在Quaitus Ⅱ軟件中實(shí)現(xiàn)布局布線，最后生成FPGA的編程文件。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，論文設(shè)計完成了12位模數(shù)AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)顯示器、按鍵等相關(guān)外圍接口電路。 將一階、純滯后、大慣性電阻爐溫作為控制對象，以EP1C3T144 FPGA為核心，構(gòu)建PID控制系統(tǒng)。在采用Pt100溫度傳感器、分辨率為2℃、最大溫度控制范圍0～400℃的條件下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，達(dá)到無超調(diào)的穩(wěn)定控制要求，為降低FPGA實(shí)現(xiàn)PID控制器的設(shè)計難度提供了有效的方法。
上傳時間： 2013-05-24
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