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,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踐積累的經(jīng)驗知識用控制規(guī)則模型化,然后用模糊推理在線辨識對象特征參數(shù),實時改變控制策略,便可對PID參數(shù)實現(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硬件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,移植實時操作系統(tǒng)到ARM來實現(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)能實現(xiàn)多任務(wù)、多線程以及友好的人機(jī)界面。 試驗以華中農(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?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)計了實時溫度控制平臺。 主要工作: (1)概述了溫度實時測控的必要性并介紹了CPLD、ARM技術(shù)及嵌入式實時操作系統(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,通過試驗數(shù)據(jù)驗證了整套系統(tǒng)實時采集的穩(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 實時控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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目前見到的許多關(guān)于直流電機(jī)的測速與控制類文獻(xiàn)中,以研究無刷直流電機(jī)較多,采用PID算法,PWM調(diào)速的居多。這些文獻(xiàn)所采用的控制器一般都是Motorola公司的MC33035,MICROLlinear公司的ML4425/4428,諸如Infineon的嵌入式單片機(jī)C504或采用通用的PWM芯片如SG3524、TL494等。采用這些ASIC芯片,雖然能實現(xiàn)直流電機(jī)的無級調(diào)速,但還存在一些問題,如無法與計算機(jī)直接接口,許多較為復(fù)雜的控制算法無法在不增加硬件成本的情況下實現(xiàn),控制器的人機(jī)界面不理想??偟膩碇v,控制器的智能化程度不高,可移植性差。雖然采用PWM芯片來實現(xiàn)電機(jī)無級調(diào)速的方案成本較低,但當(dāng)控制器針對不同的應(yīng)用場合增加多種附加功能時,其靈活性不夠,而且反而增加硬件的成本。還有一些使用PLC控制器或高檔處理器芯片(如DSP器件)的文獻(xiàn),它們雖然具有較高的控制性能,但由于這些高檔處理器價格過高,需要更多的外圍器件,因此也不具備在通常情況下大規(guī)模使用的條件。 從發(fā)展趨勢上看,總體的研究方向是提出質(zhì)量更高的算法和調(diào)速方案,以及在考慮成本要求的前提下選擇適合這種算法的核心控制器。 在研究方法上,有的采用軟件仿真,從理論作深入的研究;有的通過實踐總結(jié)提出一些具有使用價值的實踐方法。其中常見的有PID算法,模糊PID算法,結(jié)合神經(jīng)算法的PID算法等;在調(diào)速方案上,有采用普通的PWM調(diào)速,也有特殊PWM(PWM-ON-PWM)調(diào)速以及其它調(diào)速方式。另外電機(jī)轉(zhuǎn)速測量方案通常有光電式和磁電式,也有用超聲波測量的方案。 直流電機(jī),尤其是永磁直流無刷直流電機(jī)(PM-BLDC),由于其固有的許多特點(diǎn),在加上我國的稀土資源豐富,被眾多電機(jī)專家認(rèn)為是21世紀(jì)的新型換代產(chǎn)品。隨著半導(dǎo)體集成電路,電力電子器件,控制原理和稀土材料工業(yè)的發(fā)展,可以預(yù)見這種產(chǎn)品必然會逐步取代傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的交流電動機(jī)加變頻調(diào)速器的模式,近年來已廣泛應(yīng)用于家電、汽車、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等更多的領(lǐng)域。
上傳時間: 2013-06-25
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·摘 要:利用16位微機(jī)為控制器.實現(xiàn)直流電機(jī)數(shù)字PID閉環(huán)速度控制.通過實驗,給出PID參數(shù)的整定與系統(tǒng)動態(tài)特性的關(guān)系.[著者文摘]
標(biāo)簽: PID 數(shù)字 控制 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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·論文摘要: 從中小型變電站的數(shù)學(xué)模型入手,通過數(shù)學(xué)模型地推導(dǎo),指出單一的PLC 控制在無人變電站控制決策中無法高速處理數(shù)據(jù)的局限,由此提出以DSP + PLC主從式結(jié)構(gòu)實現(xiàn)無人變電站的電壓和無功模糊智能自動控制策略。具體介紹了采用DSP 為計算核心完成基于模糊邊界的電壓無功九域圖控制策略判斷,由PLC 完成具體電氣控制操作的實
上傳時間: 2013-06-12
上傳用戶:小儒尼尼奧
介紹了基于Matlab/Simulink在研發(fā)自動消防控制系統(tǒng)中的設(shè)計與應(yīng)用,提出了一種新的研發(fā)方法和理論,從而搭建起理論仿真研究與實時控制之間的橋梁。該方法利用Matlab/Simulink 提供的模型建立起自動消防的模糊PID自動控制模型,所建成的半實物仿真系統(tǒng)通過Q8卡的I/O 接口與實物相連,最后通過半實物仿真實驗給出結(jié)果曲線。結(jié)果表明,相比于傳統(tǒng)的研發(fā)方式,它不僅降低了研發(fā)成本和提高研發(fā)速度,而且結(jié)果非常直觀。
標(biāo)簽: 自動 消防控制系統(tǒng) 實物 仿真研究
上傳時間: 2013-10-12
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pid多種算法,新穎的想法和控制,和matlab結(jié)合演示
標(biāo)簽: MATLAB PID 控制算法 仿真分析
上傳時間: 2013-10-20
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通過PID來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,不錯的分析和介紹
標(biāo)簽: PID PWM 控制 調(diào)節(jié)
上傳時間: 2013-12-15
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溫度測控在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)工程各領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景。目前我國各類實際溫度控制系統(tǒng) 中主要以傳統(tǒng)控制方式為主,其控制效果不夠理想。本課題將模糊控制與PID 控制結(jié)合,研制出一種具有較 好跟蹤速度和魯棒性的控制系統(tǒng),為工業(yè)控制提供一種新的技術(shù)儲備,具有較高的應(yīng)用價值。
標(biāo)簽: 溫度測控 工業(yè)生產(chǎn) 工程 應(yīng)用前景
上傳時間: 2014-12-07
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以MCS-51單片機(jī)作為溫度控制系統(tǒng)的核心部件,采用模糊PID算法以及其他的軟硬件設(shè)計,實現(xiàn)了一套溫度采集和控制的設(shè)計方案。
標(biāo)簽: MCS 51 單片機(jī) 溫度控制系統(tǒng)
上傳時間: 2016-06-16
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