这篇论文在系统分析国内外雷达伺服控制系统研究现状的基础上,选定以ARM为内核的基于ARM+FPGA的雷达伺服控制器为研究对象。 首先,根据雷达伺服控制系统功能要求与性能指标,进行系统的硬件设计:选择基于ARM920T的S3C2410和Altera公司的FPGA芯片EP1C12Q240作为主控芯片,ARM与FPGA的连接形式采用中断+存储器的形式;将ARM与FPGA上多余的引脚引出作为将来升级的需要;还画出ARM+FPGA的雷达伺服控制器的系统图并制作了PCB板。 其次,选用PID对伺服系统进行控制,模糊神经网络综合了模糊控制和神经网络的优点,并利用模糊神经网络算法对PID参数进行在线调整。用Matlab7.1进行仿真,其结果表明:该控制算法对系统具有良好的控制效果,性能较常规PID得到较大改善。 最后,根据FPGA在伺服系统主要任务,用VHDL语言和原理图在FPGA芯片中分别编制实现DAC0832接口控制功能、光电编码器与脉冲发生电路的程序代码;并在Quartus II6.0环境下通过仿真,且得到仿真的波形符合系统功能要求。采用C语言编写在ARM中实现模糊神经网络PID控制算法的代码,通过CodeWarrior for ARM的编译无误后,生成可执行文件.axf,,调用AXD进行在线仿真调试。仿真结果表明:模糊神经网络PID算法对伺服系统能够进行有效控制。 结果表明:ARM作为伺服控制器的内核,其性价比与集成度高:用FPGA芯片实现接口电路使伺服控制器的可靠性高、速度快、可配置及连接方式灵活。因此采用基于ARM+FPGA的雷达伺服控制器,提高了系统的开放性、实时性、可靠性,降低了系统功耗,具有重要的应用价值。
上传时间: 2013-06-30
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直流电动机由于具有良好的调速特性,宽广的调速范围,在某些要求调速的地方,特别是对调速性能指标要求较高的场合,如轧钢机、龙门刨床、高精度机床、电动汽车等中,得到了广泛地应用。国外这类调速系统的价格高,而国内的同类产品性能指标不够稳定,因此设计一个性能价格比较高的直流调速系统,对工业生产具有重要的现实意义。 本文采用ARM S3C2410为控制芯片,以模糊PID为智能控制方法,设计了基于实时嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的直流电机调速系统。首先对模糊控制及嵌入式系统作了简单介绍,构建了模糊PID控制的直流电机调速系统模型,并在MATLAB环境下,对设计模型进行了仿真,在仿真的基础上设计了控制系统硬、软件,主要包括MOSFET驱动、光电隔离、键盘显示、转速测量、H桥可逆控制部分等,并将嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ移植到该系统中,实现了对直流电机的良好调速性能。 控制系统硬件实现模块化设计,线路简单,可靠性高。软件设计采用可读性强的C语言,自底层向上层的原则设计,程序逻辑性强、易于修改维护。以ARM为核心的控制系统,结构简单,抗干扰能力强,性价比高。仿真和试验表明:基于模糊PID智能控制的直流电机调速方法是可行的,有很好的应用前景。
上传时间: 2013-04-24
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感应电机由于具有可靠性好、结构简单、价格低廉和体积小等优点,成为生产实践中应用最广泛的一种电动机。然而,感应电机是一个多变量、强耦合、非线性的时变系统,这使得感应电机的控制十分复杂,尤其是在对控制精度要求比较高的场合,设计出高精度的感应电机控制系统变得非常困难。 针对高精度感应电机控制较困难的问题,本文分析了感应电机的数学建模方法及电机控制策略问题。在对感应电机的数学模型进行了数学推导的基础上,在Matlab/Simulink平台上建立了感应电机的电机模型,提出了一种感应电机控制系统仿真建模的新方法。对常用的数字脉宽调制方法进行了数学推导及仿真研究,并将模糊控制理论应用于感应电机的变频调速系统中,改善了传统PI控制器超调较大、响应较慢、鲁棒性差的缺点。仿真结果验证模糊PI控制方案的优越性。 在感应电机建模仿真的基础上,根据高精度感应电机控制器的需求及FPGA的特点,本文提出感应电机控制器的的设计方案。按照FPGA模块化设计思想,将整个系统进行了合理的划分,对SVPWM、Park变换、模糊PI控制器、反馈速度测量等重要模块的FPGA硬件实现算法进行了深入的研究。并在一些模块算法的设计上提出了自己的思路。各模块在Modelsim平台上完成功能仿真后并下载到Spartan-3E开发板上完成硬件验证。
上传时间: 2013-04-24
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感应电机具有可靠性好、结构简单、耐腐蚀、效率好、结构紧凑、价格低廉和体积小等优点,成为工业伺服控制的主要传动装置然而,感应电机又是一个多变量、强耦合的非线性系统,磁链和转矩的非线性耦合及参数时变,使得感应电机的控制十分复杂,特别是在实际电机控制系统中,还需要考虑硬件和周围环境等多种因素的干扰,致使实现高性能的感应电机控制系统更加困难 本文研究感应电机的高性能控制策略,综述了感应电机高性能控制策略的发展历程和感应电机模糊控制的发展现状,分析了实际电机控制系统控制器选型中各个嵌入式微处理器的基本性能和优缺点在给出三相坐标系和二相坐标系中的感应电机数学模型之后,从理论上阐述了模糊控制和矢量控制的基本原理,针对传统的PI控制器参数整定繁琐,系统鲁棒性差的缺点,论文将模糊控制技术应用于感应电机的变频调速,采用CRI推理法,设计了一种参数自整定模糊PI矢量控制器,利用Matlab对基于模糊PI控制的感应电机控制系统进行了仿真,并对采用两种控制器实现的感应电机调速控制系统进行了比较、分析仿真结果表明模糊控制的控制性能优于常规的PI调节器 论文对基于ARM的感应电机数字控制技术进行了系统研究,阐述了采用LPC2214ARM微处理器构成数字感应电机变频调速系统的方法,给出了一种高性能感应电机的数字实现方案,详细介绍了系统硬件结构的组成及软件模块的功能,并给出了主要算法的参考代码,为实际电机控制器的选型和开发提供了一个新的思路
上传时间: 2013-08-03
上传用户:sy_jiadeyi
·摘 要:在借鉴传统PID控制应用工业现场基础上,引进模糊规则的调用方式。根据偏差绝对值和偏差变化率绝对值的改变,在线调节PID参数,最后进行MATLAB仿真,经过比较传统PID控制与模糊PID动态性能的差异,验证模糊PID动态性能得到明显的改善。并就工业现场应用的前景及可行性进行研讨。[著者文摘]
上传时间: 2013-07-01
上传用户:yd19890720
首先,针对机载光电跟踪控制系统的特点,建立了被控对象的模型。接着,对机载光电跟踪系统模糊PID控制器的设计进行了详细介绍。最后,利用经典PID控制、模糊控制、模糊PID控制3种算法对机载光电稳定跟踪系统进行仿真比较。仿真结果表明模糊PID控制算法较之前两种算法具有响应快、超调量小、抗干扰能力强、稳态性能好等优点,对机载光电跟踪系统具有较好的控制能力。
上传时间: 2013-10-27
上传用户:er1219
为提高静变电源输出电压的质量,研究了一种自整定模糊PID控制方法。该方法将模糊控制优良的动态性能、灵活的控制特性和PID稳态控制性能的优势相结合,实时地对系统控制量进行调整。在Matlab/Simulink环境下,对于模糊PID和常规PID在静变电源控制中的应用分别进行了仿真。仿真结果表明,模糊PID控制器减少了超调量,抗干扰性和鲁棒性强,系统的动态、稳态性能得到了很大程度的提高。
上传时间: 2014-12-24
上传用户:togetsomething
单片微控制器(micro-controller)是将计算机的基本环节如中央处理器(CPU)、存储器、输入输出接口等集成在一起,并能协调完成独立控制、运算等工作。我们常常也叫它单片机。随着电子技术和制造工艺的飞速发展,单片微控制器行业百花齐放,并已渗入到人类生活中的各个角落。 单片微处理器(micro-processor)跟单片机有些类似,只是我们常常用它做更多的数据处理工作。电子技术发展到现在,单片机的运算能力越来越强,存储空间越来越大,外设也越来越丰富。所以单片机与单片微处理器之间的区别也越来越小。广义的讲,他们都可以叫做单片机。作为初学者,纠结这些模糊的概念没有太多的意义,我们还是把精力放在了解他们的用处和特性上面。 图一 AT89C52 8051单片机与STM32 ARM单片机
上传时间: 2013-10-26
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电加热炉是典型工业过程控制对象,其温度控制具有升温单向性,大惯性,纯滞后,时变性等特点,很难用数学方法建立精确的模型和确定参数。而PID控制因其成熟,容易实现,并具有可消除稳态误差的优点,在大多数情况下可以满足系统性能要求,但其性能取决于参数的整定情况。且快速性和超调量之间存在矛盾,使其不一定满足快速升温、超调小的技术要求。模糊控制在快速性和保持较小的超调量方面有着自身的优势,但其理论并不完善,算法复杂,控制过程会存在稳态误差。 将模糊控制算法引入传统的加热炉控制系统构成智能模糊控制系统,利用模糊控制规则自适应在线修改PID参数,构成模糊自整定:PID控制系统,借此提高其控制效果。 基于PID控制算法,以ADuC845单片机为主体,构成一个能处理较复杂数据和控制功能的智能控制器,使其既可作为独立的单片机控制系统,又可与微机配合构成两级控制系统。该控制器控制精度高,具有较高的灵活性和可靠性。 2 温度控制系统硬件设计 该系统设计的硬件设计主要由单片机主控、前向通道、后向通道、人机接口和接口扩展等模块组成,如图l所示。由图1可见,以内含C52兼容单片机的ADuC845为控制核心.配有640 KB的非易失RAM数据存储器、外扩键盘输人、320x240点阵的图形液晶显示器进行汉字、图形、曲线和数据显示,超温报警装置等外围电路;预留微型打印机接口,可以现场打印输出结果;预留RS232接口,能和PC机联机,将现场检测的数据传输至PC机来进一步处理、显示、打印和存档。
上传时间: 2013-10-11
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介绍了网络控制系统的基本概念,利用Matlab建立了一个网络控制系统仿真平台,实现了对网络控制系统的实时仿真,并重点对控制器的算法进行了研究,给出了模糊PID控制器与PID控制器的仿真结果对比。结果证明,模糊PID可以很好地应用于网络控制。
上传时间: 2013-10-20
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