超聲波電機(Ultrasonic motors，簡稱USM)是一種全新原理的直接驅動電機，它利用壓電陶瓷逆壓電效應激發的超聲振動作為驅動力，通過定轉子間的摩擦力來驅動轉子運動。與傳統的電磁電機相比，它具有低速大轉矩、無電磁干擾、動作響應快、運行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性，在非連續運動領域、精密控制領域比傳統的電磁電機性能優越得多。超聲波電機在工業控制系統、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動化設備、智能機器人等領域有廣闊的應用前景，近年來倍受科技界和工業界的重視，成為當前機電控制領域的一個研究熱點。 本文主要以行波型超聲波電機的驅動控制技術為研究對象，引入嵌入式系統理念，設計并制作了超聲波電機的驅動控制系統，并對超聲波電機的速度與定位控制做了深入的研究。本文主要研究內容及成果如下： 介紹了超聲波電機的工作原理、特點及其應用前景，總結了國內外超聲波電機驅動控制技術的發展歷史和研究現狀，以及今后我國超聲波電機驅動控制技術的發展方向，明確了本文的研究內容。 結合嵌入式系統特點及其開發方法，詳細介紹了超聲波電機嵌入式驅動控制系統的硬件和軟件設計過程，并總結了硬件、軟件的調試過程。最后，對所設計系統性能進行了實驗測試和數據分析。 采用DDS技術解決超聲波電機所需要的高頻驅動電源和數字控制的問題。本文設計的以ARM控制器為核心，頻率、相位、幅值均可調的雙通道信號發生器，具有頻率和相位差控制精度高的特點。 本文介紹了速度與位置的常用控制策略。設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。速度控制采用增量式PID調節，其控制策略簡單、易行，通過實驗選擇合適的參數能適應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學模型、收斂速度快的特點與PID簡單易行、能消除穩態誤差的優點相結合，改善了模糊控制器穩態性能，使電機定位控制精度達到0.0880。
上傳時間： 2013-07-16
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隨著變頻調速技術的快速發展，基于變頻調速的恒壓供水系統越來越多的應用到了小區供水中。與恒速供水系統相比，變頻調速恒壓供水系統取得了較好的節能效果，但是由于其壓力設定值一般是按系統最大能量需求時設定的，并且該設定值一旦設定后不能依據系統的能量需求自動做實時調整，使系統在大部分時間內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速的節能潛力全部發揮出來。本文針對變頻調速恒壓供水系統這一不足，提出了變頻調速實時恒壓供水方式，它能依據系統的能量需求實時的調整壓力設定值，能更好的發揮變頻調速的節能潛力。 本文首先依據泵理論和水動力學對供水系統進行了深入的分析和研究，詳細探討了供水系統的節能原理，從而為后續章節中控制策略的選擇奠定了基礎。 然后針對供水系統的精確數學模型難以建立的問題，本文采用了專家系統。該專家系統能依據用戶能量需求的不同，實時給出泵出口的壓力設定值；在此基礎上通過模糊-PID控制使供水系統迅速進入穩定狀態，同時使系統具有快速性、穩定性和良好的魯棒性。通過MATLAB仿真工具對整個控制系統進行了仿真，仿真結果表明該控制系統與常規PID控制相比具有更好的控制品質。 最后以ARM7LPC-2129為硬件基礎，實現了以上各個部分的功能。另外還采用VB開發了上位機監控界面；開發了基于ARM的CAN接口，為供水系統的網絡化提供技術支持；使用ARM7LPC-2129的通用輸入輸出口，實現了供水系統中電機的組合運行或單機啟停控制；泵運行狀態和火災顯示等輔助功能的實現。
上傳時間： 2013-04-24
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·摘 要:從改善步進電機動靜態性能的角度出發，給出了基于AT89C51的二相混合式步進電機驅動器的優化設計方案，主要介紹了該驅動器的控制策略和硬件結構等。試驗結果表明，驅動器的動靜態性能、魯棒性和控制精度都有了明顯的改善。[著者文摘]
上傳時間： 2013-07-05
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·摘 要 根據永磁無刷電機的工作原理，設計了工業縫紉機數字位置伺服控制系統。該系統以三菱M16C 系列單片機作為核心控制器，采用了電流的預估和模糊PID 控制，實現縫紉機的啟動，調速和停車定位等控制，并給出了實驗結果。
上傳時間： 2013-06-13
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介紹了基于Matlab/Simulink在研發自動消防控制系統中的設計與應用，提出了一種新的研發方法和理論，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果曲線。結果表明，相比于傳統的研發方式，它不僅降低了研發成本和提高研發速度，而且結果非常直觀。
上傳時間： 2013-10-12
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通過上位機（PC機）來對電流、轉速進行數值設置，DSP作為下位機來接受參數并且實時進行檢測，根據模糊PID控制算法對數據進行調整和處理，達到實時的處理效果，并且上位機采用VC++進行編程，友好的人機界面，操作方便簡單。整個控制系統性能高，而且易于控制算法的實現。
上傳時間： 2014-12-24
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摘要：介紹采用1f1的MSP430F133為主控芯片的溫控儀的軟、硬件設計。該溫控儀同時兼容PtlO0熱電阻和K、E型熱電偶，軟件采用改進的增量型PID控制方式，并帶有參數自整定功能和簡單的模糊PID參數校正功能。硬軟件設計上充分考慮了抗干擾的措施，可以在惡劣環境中使用。測量溫度范圍為0—6OO℃，控制精度為±1℃。關鍵詞：MSP430F133；溫控儀；熱電偶；模糊PID
上傳時間： 2013-10-20
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針對醫用充氣式保溫毯的溫度控制要求,提出其溫度控制閉環系統的結構,系統的硬件電路主要由溫度傳感器、單片機及RS232通訊模塊等組成。采用PWM方法控制晶閘管導通時間的方式來改變加熱絲的加熱時間、采用自適應模糊PID控制方法實現保溫毯氣囊出氣溫度的自動調節與控制。將整個控制過程分為兩個階段:自動調節初始階段,加熱絲加熱的占空比為100%;當溫度達到一定值后轉入自適應模糊PID控制階段,由相應控制量來決定加熱絲加熱的占空比,實現氣體溫度的調節。通過MATLAB仿真分析表明,所采用的自適應模糊PID控制方法優于常規的PID控制,具有良好的適應性和魯棒性,可明顯提高系統的穩態精度。
上傳時間： 2013-10-13
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介紹了AT89C2051單片機的性能及特點,分析了巡航控制系統(CCS)的基本原理和結構特點,確定了輸入輸出信號后,搭建了巡航模擬實驗臺,提出了一種新型巡航控制系統設計方案,即對轉速、節氣門開度雙閉環控制,以模糊PID作為控制算法,改善控制效果。并且自做了實驗臺。通過實驗結果分析,證實了所設計巡航控制系統的合理性和實用性。
上傳時間： 2013-10-22
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單片機指令系統原理 51單片機的尋址方式 學習匯編程序設計，要先了解CPU的各種尋址法，才能有效的掌握各個命令的用途，尋址法是命令運算碼找操作數的方法。在我們學習的8051單片機中，有6種尋址方法，下面我們將逐一進行分析。 立即尋址 在這種尋址方式中，指令多是雙字節的，一般第一個字節是操作碼，第二個字節是操作數。該操作數直接參與操作，所以又稱立即數，有“#”號表示。立即數就是存放在程序存儲器中的常數，換句話說就是操作數（立即數）是包含在指令字節中的。 例如：MOV A，#3AH這條指令的指令代碼為74H、3AH，是雙字節指令，這條指令的功能是把立即數3AH送入累加器A中。MOV DPTR，#8200H在前面學單片機的專用寄存器時，我們已學過，DPTR是一個16位的寄存器，它由DPH及DPL兩個8位的寄存器組成。這條指令的意思就是把立即數的高8位（即82H）送入DPH寄存器，把立即數的低8位（即00H）送入DPL寄存器。這里也特別說明一下：在80C51單片機的指令系統中，僅有一條指令的操作數是16位的立即數，其功能是向地址指針DPTR傳送16位的地址，即把立即數的高8位送入DPH，低8位送入DPL。 直接尋址 直接尋址方式是指在指令中操作數直接以單元地址的形式給出，也就是在這種尋址方式中，操作數項給出的是參加運算的操作數的地址，而不是操作數。例如：MOV A，30H 這條指令中操作數就在30H單元中，也就是30H是操作數的地址，并非操作數。 在80C51單片機中，直接地址只能用來表示特殊功能寄存器、內部數據存儲器以及位地址空間，具體的說就是：1、內部數據存儲器RAM低128單元。在指令中是以直接單元地址形式給出。我們知道低128單元的地址是00H-7FH。在指令中直接以單元地址形式給出這句話的意思就是這0-127共128位的任何一位，例如0位是以00H這個單元地址形式給出、1位就是以01H單元地址給出、127位就是以7FH形式給出。2、位尋址區。20H-2FH地址單元。3、特殊功能寄存器。專用寄存器除以單元地址形式給出外，還可以以寄存器符號形式給出。例如下面我們分析的一條指令 MOV IE，#85H 前面的學習我們已知道，中斷允許寄存器IE的地址是80H，那么也就是這條指令可以以MOV IE，#85H 的形式表述，也可以MOV 80H，#85H的形式表述。 關于數據存儲器RAM的內部情況，請查看我們課程的第十二課。 直接尋址是唯一能訪問特殊功能寄存器的尋址方式！ 大家來分析下面幾條指令：MOV 65H，A ；將A的內容送入內部RAM的65H單元地址中MOV A，direct ；將直接地址單元的內容送入A中MOV direct,direct；將直接地址單元的內容送直接地址單元MOV IE,#85H ；將立即數85H送入中斷允許寄存器IE 前面我們已學過，數據前面加了“#”的，表示后面的數是立即數（如#85H，就表示85H就是一個立即數），數據前面沒有加“#”號的，就表示后面的是一個地址地址（如，MOV 65H，A這條指令的65H就是一個單元地址）。 寄存器尋址 寄存器尋址的尋址范圍是：1、4個工作寄存器組共有32個通用寄存器，但在指令中只能使用當前寄存器組（工作寄存器組的選擇在前面專用寄存器的學習中，我們已知道，是由程序狀態字PSW中的RS1和RS0來確定的），因此在使用前常需要通過對PSW中的RS1、RS0位的狀態設置，來進行對當前工作寄存器組的選擇。2、部份專用寄存器。例如，累加器A、通用寄存器B、地址寄存器DPTR和進位位CY。 寄存器尋址方式是指操作數在寄存器中，因此指定了寄存器名稱就能得到操作數。例如：MOV A，R0這條指令的意思是把寄存器R0的內容傳送到累加器A中，操作數就在R0中。INC R3這條指令的意思是把寄存器R3中的內容加1 從前面的學習中我產應可以理解到，其實寄存器尋址方式就是對由PSW程序狀態字確定的工作寄存器組的R0-R7進行讀/寫操作。 寄存器間接尋址 寄存間接尋址方式是指寄存器中存放的是操作數的地址，即操作數是通過寄存器間接得到的，因此稱為寄存器間接尋址。 MCS-51單片機規定工作寄存器的R0、R1做為間接尋址寄存器。用于尋址內部或外部數據存儲器的256個單元。為什么會是256個單元呢？我們知道，R0或者R1都是一個8位的寄存器，所以它的尋址空間就是2的八次方=256。例：MOV R0，#30H ；將值30H加載到R0中 MOV A，@R0 ；把內部RAM地址30H內的值放到累加器A中 MOVX A，@R0 ；把外部RAM地址30H內的值放到累加器A中 大家想想，如果用DPTR做為間址寄存器，那么它的尋址范圍是多少呢？DPTR是一個16位的寄存器，所以它的尋址范圍就是2的十六次方=65536=64K。因用DPTR做為間址寄存器的尋址空間是64K，所以訪問片外數據存儲器時，我們通常就用DPTR做為間址寄存器。例：MOV DPTR，#1234H ；將DPTR值設為1234H（16位） MOVX A，@DPTR ；將外部RAM或I/O地址1234H內的值放到累加器A中 在執行PUSH（壓棧）和POP（出棧）指令時，采用堆棧指針SP作寄存器間接尋址。例：PUSH 30H ；把內部RAM地址30H內的值放到堆棧區中堆棧區是由SP寄存器指定的，如果執行上面這條命令前，SP為60H，命令執行后會把內部RAM地址30H內的值放到RAM的61H內。 那么做為寄存器間接尋址用的寄存器主要有哪些呢？我們前面提到的有四個，R0、R1、DPTR、SP 寄存器間接尋址范圍總結：1、內部RAM低128單元。對內部RAM低128單元的間接尋址，應使用R0或R1作間址寄存器，其通用形式為@Ri（i=0或1）。 2、外部RAM 64KB。對外部RAM64KB的間接尋址，應使用@DPTR作間址尋址寄存器，其形式為：@DPTR。例如MOVX A，@DPTR；其功能是把DPTR指定的外部RAM的單元的內容送入累加器A中。外部RAM的低256單元是一個特殊的尋址區，除可以用DPTR作間址寄存器尋址外，還可以用R0或R1作間址寄存器尋址。例如MOVX A，@R0；這條指令的意思是，把R0指定的外部RAM單元的內容送入累加器A。 堆棧操作指令（PUSH和POP）也應算作是寄存器間接尋址，即以堆棧指針SP作間址寄存器的間接尋址方式。 寄存器間接尋址方式不可以訪問特殊功能寄存器?。?寄存器間接尋址也須以寄存器符號的形式表示，為了區別寄存器尋址我寄存器間接尋址的區別，在寄存器間接尋址方式式中，寄存器的名稱前面加前綴標志“@”。 基址寄存器加變址寄存器的變址尋址 這種尋址方式以程序計數器PC或DPTR為基址寄存器，累加器A為變址寄存器，變址尋址時，把兩者的內容相加，所得到的結果作為操作數的地址。這種方式常用于訪問程序存儲器ROM中的數據表格，即查表操作。變址尋址只能讀出程序內存入的值，而不能寫入，也就是說變址尋址這種方式只能對程序存儲器進行尋址，或者說它是專門針對程序存儲器的尋址方式。例：MOVC A，@A+DPTR這條指令的功能是把DPTR和A的內容相加，再把所得到的程序存儲器地址單元的內容送A假若指令執行前A=54H，DPTR=3F21H，則這條指令變址尋址形成的操作數地址就是54H+3F21H=3F75H。如果3F75H單元中的內容是7FH，則執行這條指令后，累加器A中的內容就是7FH。 變址尋址的指令只有三條，分別如下：JMP @A+DPTRMOVC A，@A+DPTRMOVC A，@A+PC 第一條指令JMP @A+DPTR這是一條無條件轉移指令，這條指令的意思就是DPTR加上累加器A的內容做為一個16位的地址，執行JMP這條指令是，程序就轉移到A+DPTR指定的地址去執行。 第二、三條指令MOVC A，@A+DPTR和MOVC A，@A+PC指令這兩條指令的通常用于查表操作，功能完全一樣，但使用起來卻有一定的差別，現詳細說明如下。我們知道，PC是程序指針，是十六位的。DPTR是一個16位的數據指針寄存器，按理，它們的尋址范圍都應是64K。我們在學習特殊功能寄存器時已知道，程序計數器PC是始終跟蹤著程序的執行的。也就是說，PC的值是隨程序的執行情況自動改變的，我們不可以隨便的給PC賦值。而DPTR是一個數據指針，我們就可以給空上數據指針DPTR進行賦值。我們再看指令MOVC A，@A+PC這條指令的意思是將PC的值與累加器A的值相加作為一個地址，而PC是固定的，累加器A是一個8位的寄存器，它的尋址范圍是256個地址單元。講到這里，大家應可明白，MOVC A，@A+PC這條指令的尋址范圍其實就是只能在當前指令下256個地址單元。所在，這在我們實際應用中，可能就會有一個問題，如果我們需要查詢的數據表在256個地址單元之內，則可以用MOVC A，@A+PC這條指令進行查表操作，如果超過了256個單元，則不能用這條指令進行查表操作。剛才我們已說到，DPTR是一個數據指針，這個數據指針我們可以給它賦值操作的。通過賦值操作。我們可以使MOVC A，@A+DPTR這條指令的尋址范圍達到64K。這就是這兩條指令在實際應用當中要注意的問題。 變址尋址方式是MCS-51單片機所獨有的一種尋址方式。 位尋址 80C51單片機有位處理功能，可以對數據位進行操作，因此就有相應的位尋址方式。所謂位尋址，就是對內部RAM或可位尋址的特殊功能寄存器SFR內的某個位，直接加以置位為1或復位為0。 位尋址的范圍，也就是哪些部份可以進行位尋址： 1、我們在第十二課學習51單片機的存儲器結構時，我們已知道在單片機的內部數據存儲器RAM的低128單元中有一個區域叫位尋址區。它的單元地址是20H-2FH。共有16個單元，一個單元是8位，所以位尋址區共有128位。這128位都單獨有一個位地址，其位地址的名字就是00H-7FH。這里就有一個比較麻煩的問題需要大家理解清楚了。我們在前面的學習中00H、01H。。。。7FH等等，所表示的都是一個字節（或者叫單元地址），而在這里，這些數據都變成了位地址。我們在指令中，或者在程序中如何來區分它是一個單元地址還是一個位地址呢？這個問題，也就是我們現在正在研究的位尋址的一個重要問題。其實，區分這些數據是位地址還是單元地址，我們都有相應的指令形式的。這個問題我們在后面的指令系統學習中再加以論述。 2、對專用寄存器位尋址。這里要說明一下，不是所有的專用寄存器都可以位尋址的。具體哪些專用寄存器可以哪些專用寄存器不可以，請大家回頭去看看我們前面關于專用寄存器的相關文章。一般來說，地址單元可以被8整除的專用寄存器，通常都可以進行位尋址，當然并不是全部，大家在應用當中應引起注意。 專用寄存器的位尋址表示方法： 下面我們以程序狀態字PSW來進行說明 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CY AC F0 RS1 RS0 OV P 1、直接使用位地址表示：看上表，PSW的第五位地址是D5，所以可以表示為D5H MOV C，D5H 2、位名稱表示：表示該位的名稱，例如PSW的位5是F0，所以可以用F0表示 MOV C，F0 3、單元（字節）地址加位表示：D0H單元位5，表示為DOH.5 MOV C,D0H.5 4、專用寄存器符號加位表示：例如PSW.5 MOV C,PSW.5 這四種方法實現的功能都是相同的，只是表述的方式不同而已。 例題： 1. 說明下列指令中源操作數采用的尋址方式。 MOV R5，R7 答案：寄存器尋址方式 MOV A，55H 直接尋址方式 MOV A，＃55H 立即尋址方式 JMP @A+DPTR 變址尋址方式 MOV 30H，C 位尋址方式 MOV A，@R0 間接尋址方式 MOVX A,@R0 間接尋址方式 改錯題 請判斷下列的MCS-51單片機指令的書寫格式是否有錯，若有，請說明錯誤原因。 MOV R0，@R3 答案：間址寄存器不能使用R2～R7。 MOVC A，@R0+DPTR 變址尋址方式中的間址寄存器不可使用R0，只可使用A。 ADD R0，R1 運算指令中目的操作數必須為累加器A，不可為R0。 MUL AR0 乘法指令中的乘數應在B寄存器中，即乘法指令只可使用AB寄存器組合。
上傳時間： 2013-11-11
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