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运行控制系统

  • 基于ARM的设施农业网络型可编程自动控制系统

    我国是世界上设施农业面积最大的国家,设施面积占世界总面积的70-80%。目前国内设施温室应用的主要环境参数采控系统大多为进口产品,这些产品技术含量高,采控效果好,但相对价格较高,通常适用于现代化的大型或高档连栋温室。少数国产品牌无论技术水平还是采控效果均不甚理想,尤其缺少能够适用于我国常见的中小型日光温室的低成本智能采集控制装置。本文基于国家高技术研究发展计划(863计划)课题“设施农业精准生产技术系统构建与应用”,对设施温室环境和生物信息数据采集、传输、备份、调控问题进行了研究。 论文分析了目前国内中小型日光温室环境监控需求,提出并实现了一套网络型设施农业日光温室智能控制系统从硬件到软件的完整方案。主要研究工作如下: (1) 开发了面向常用环境信息传感器和生物信息传感器的数据采集模块,该数据采集模块具有可定制、可扩展的特点。 (2) 开发了基于CF卡的数据备份及存储模块,为实现现场数据的大容量存储和本地化自主控制提供了基础。 (3) 构建了传感器数据的局域传输网络和以太网络接口,满足了节点环境参数及视频信息宽带传输与温室集中监控的需要。 (4) 开发了面向中小型日光温室的可扩展核心设备管理模块,实现了在决策服务器支持下的环境参数本地自主调控。 (5) 移植了嵌入式操作系统、开发了设备驱动程序,使用户可以灵活方便地调用板载设备进行系统的二次定制开发。 (6) 对系统软件、硬件进行了模拟调试和现场实验,验证了系统在设施温室环境采控中的各项功能。 论文结构如下:首先分析了课题的研究背景、意义、研究现状和相应关键技术;然后在温室控制的需求分析上提出了智能控制系统的方案;接着给出了智能PAC系统子/主节点的硬件设计及实现,给出了基于U-BOOT与uClinux的智能PAC系统软件设计和驱动开发;其次设计了实验平台对智能PAC系统进行仿真调试和现场实验。论文最后展望了我国设施农业温室环境监控的发展。 现场实验表明,该智能PAC系统解决了日光温室环境和生物信息数据采集、传输、备份问题,并且具有可定制化、可编程、运行稳定可靠的特点,达到了预期的设计要求。

    标签: ARM 设施农业 网络 可编程

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:qw12

  • 基于ARM的智能PID控制系统

    比例-积分-微分(PID)是过程控制中最常用的一种控制算法。算法简单而且容易理解,应用十分广泛。但由于应用领域的不同,功能上差别很大,系统的控制要求及关心的控制对象也不相同。数字PID控制比连续PID控制更为优越,因为计算机程序的灵活性,很容易克服连续PID控制中存在的问题,经修正而得到更完善的数字PID算法。本文以三相全控整流桥阻性负载为实际电路,控制主电路电压,旨在提出一种智能数字PID控制系统的设计思路,并给出了详细的硬件设计及初步软件设计思路。 PID控制系统采用高性能、低功耗的ARM微处理器S3C44BO作为核心处理单元,内部的10位ADC作为信号采集模块,采用了矩阵键盘和640*480的液晶作为人机接口;串口作为通信模块实现了上位机的监控。采用芯片内部自带的PWM模块,输出16M Hz PWM信号并经过一阶低通滤波器得到0~5V的控制信号用于触发主电路控制器,实现PID整定。 软件方面,分析和研究了uC/OSⅡ的内核源码,实现了其在32位微处理器上的移植,作为管理各个子程序执行的系统软件。选用了图形处理软件uC/GUI用于完成LCD显示及控制。PID算法采用了增量式数字PID算法,采用规一化算法进行参数选取。上位机部分采用了C#语言进行编写。另外,采用了RTC(Real Time Clock)作为系统时钟,可以实现系统的定时运行、定时模式切换等。在上位机上也可以方便的控制程序的执行,实现远程监控。 在论文的最后详细的介绍了智能PID控制系统在三相全控桥主电路中的具体应用。总结了调试中遇到的问题,对今后工作中需要进一步改善和探索的地方进行了展望。

    标签: ARM PID 控制系统

    上传时间: 2013-08-01

    上传用户:lvzhr

  • 基于ARM技术的嵌入式电梯控制系统研制

    自1887年美国奥梯斯公司制造出世界上第一台电梯以来,电梯作为一种垂直运动的升降设备,已日益成为人们生活中一项不可缺少的生活工具。随着经济的发展,高层建筑的不断涌现,电梯的功能与种类也随之而多样化,同时也对电梯的稳定性、安全性、舒适性、运行效率提出了更高的要求。 电梯控制系统是电梯技术的核心,它将电梯的各机械部件有机的组合起来,实现了电梯复杂的功能与稳定有效的运行。随着电子技术日新月异的发展,电梯控制系统经历了继电器控制、可编程逻辑控制(PLC)、智能微机控制的发展历程。本文在总结了当前电梯控制系统的基础上,设计了一套基于ARM技术与工业现场总线CAN(控制器局域网)的嵌入式集选型电梯控制系统。该控制系统采用变频变压调速方式,可与多款变频器相结合,并可匹配有齿轮曳引机和无齿轮永磁同步曳引机,适用于最高楼层为64层、4m/s以下电梯控制。该控制系统目前已成功应用在某电梯生厂家的国内、南非等电梯项目中。 论文阐述了本电梯控制系统的控制策略,详细介绍了以ARM7芯片LPC2378为核心的电梯主控制器的硬件结构及其软件设计。曳引机的速度控制是电梯控制技术的关键,因此为提高电梯运行时的舒适感与运行效率,文中建立了电梯运行速度曲线的数学模型,提出了根据设定时间参数与楼层间距自动生成速度曲线的计算方法。为优化电梯起动时的舒适感,论文还讨论了模糊控制技术在负载补偿中的应用。此外,本文在深入阐述CANOPEN协议原理的基础上,完成了基于CANOPEN的应用层协议设计,实现了电梯控制系统各控制器(主控制器、楼层控制器、轿厢控制器)之间实时、可靠的通信。

    标签: ARM 技术的嵌入式 电梯控制系统

    上传时间: 2013-07-20

    上传用户:西伯利亚狼

  • ARM处理器在减摇鳍控制系统中的应用研究.pdf

    课题分析了目前国内外减摇鳍控制技术的发展与现状,重点讲述了基于ARM处理器的减摇鳍控制器的功能设计与实现方案。 减摇鳍是一种由微机控制的自动化程度很高的船舶减摇装置。减摇鳍控制系统根据人为输入的信号和来自鳍本身的反馈信号,及时输出不同的控制指令,控制鳍转动到期望的角度,达到减小船舶横摇的目的。但目前大多数的减摇鳍控制器使用单片机作为主处理器或者以工控机为基础开发而来的,前者集成度不高,稳定性也不好,而后者成本较高。因此,课题设计了一款新型的基于ARM嵌入式处理器的嵌入式减摇鳍控制器,解决了上述问题。 该系统主要由硬件平台和软件平台两部分组成。硬件平台主要包括基于飞利浦公司的LPC2290的控制器核心电路和辅助实现控制的驱动电路;软件平台主要是基于ARM的软件,包括启动代码和应用程序;为实现系统的可靠运行,同时也采取了一些保证系统可靠性的措施。 目前,减摇鳍系统大多采用基于力矩对抗原理的PID控制器。由于船舶横摇运动的非线性、复杂性、时变性以及海况的不确定性,经典PID控制很难获得令人满意的控制效果。因此,如何实现PID参数的自整定就显得犹为重要。模糊控制事先不需要获知对象的精确数学模型,而是基于人类的思维以及经验,用语言规则描述控制过程,并根据规则去调整控制算法或控制参数。本论文将模糊控制与PID控制相结合,实现了无须精确的对象模型,只须将操作人员和专家长期实践积累的经验知识用控制规则模型化,然后用模糊推理在线辨识对象特征参数,实时改变控制策略,便可对PID参数实现最佳调整。 研究结果表明:采用该控制手段能较好的满足设计要求,开发的嵌入式减摇鳍控制系统具有设计合理、集成度高、性价比高、性能优越、抗干扰能力强、稳定性好、实时性高等优点。同时能够适应减摇鳍控制系统智能化的发展趋势,所以该减摇鳍控制器具有很好的使用价值及意义。

    标签: ARM 处理器 减摇鳍

    上传时间: 2013-06-06

    上传用户:mslj2008

  • 基于ARM的超声波电机嵌入式驱动控制系统研究

    超声波电机是一种全新原理的直接驱动电机,它利用压电陶瓷逆压电效应激发的超声振动作为驱动力,通过定转子间的摩擦力来驱动转子运动。与传统的电磁电机相比,它具有低速大转矩、无电磁干扰、动作相应快、运行无噪声、无输入自锁等卓越特性,在非连续运动领域、精密控制领域要比传统的电磁电机性能优越得多。超声波电机在工业控制系统、汽车专用电器、精密仪器仪表、办公自动化设备、智能机器人等领域有广阔的应用前景,近年来倍受科技界和工业界的重视,成为当前机电控制领域的一个研究热点。 本文主要研究了行波型超声波电机的嵌入式驱动控制系统设计。系统是基于ARM嵌入式微控芯片设计的。全文共分为6部分。第一章主要介绍了国内外超声波电机驱动控制技术在国内外的发展状况,ARM芯片的结构原理以及本课题的选题意义。第二章在前人的研究基础上做了系统仿真,为系统的硬件设计提供设计指导。第三章提出了基于ARM的超声波电机嵌入式驱动控制系统设计方案,并介绍了系统各个模块的设计与调试的过程和结果。第四章介绍了uC/OS-Ⅱ操作系统在ARM上的移植,以及基于该操作系统的电机控制系统软件设计流程。第五章介绍了系统各子程序的设计,速度控制与定位控制的算法设计,以及系统调试的结果。第六章总结了本论文的主要贡献、存在问题以及后续课题的研究方向。

    标签: ARM 超声波 电机 嵌入式

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:gpyz253344

  • 基于ARM的特种焊接机运动控制系统实时调度的研究

    作为先进制造业的核心技术之一,焊接控制技术的飞速发展,对我国焊接机运动控制系统的自动化和智能化水平提出了更高的要求。本课题研究的特种焊接机运动控制系统是多任务并发的实时系统,作为实时系统研究关键问题之一的实时调度问题一直都是实时控制系统中的研究热点,因此对特种焊接机运动控制系统实时调度问题的研究对于保证焊接机的强实时性、高可靠性和高稳定性具有重要的现实意义。 针对特种焊接机实时多任务并行协调控制的特点,首先总结和分析了前人在焊接机运动控制系统相关技术方面取得的成果,在吸收前人先进技术的基础上,对系统的实时调度问题和算法做了相关理论研究。同时结合实时控制系统的特点,进一步分析了几种常见的实时操作系统,选择μc/OS-Ⅱ实时操作系统作为研究的基础,研究确定焊接机控制系统的实时调度方法。 给出了焊接机运动控制系统硬件平台各个功能模块电路的设计,搭建了以ARM微处理器为核心的焊接机运动控制系统硬件平台。然后详细分析了μc/OS-Ⅱ系统的任务调度、任务管理等内核基本功能模块,针对焊接机运动控制系统实时调度存在的问题.对μc/OS-Ⅱ的内核及其任务调度算法进行扩展改进,研究一种混合的调度策略,即采用两种调度策略实现对焊接机运动控制系统中普通任务和实时任务的调度,最大限度地提高系统的实时性。通过测试,验证了对μc/OS-Ⅱ实时内核及其任务调度算法进行扩展改进设计的有效性和可行性,系统运行正常,满足焊接机运动控制系统任务调度的要求。取得了复杂焊接机运动控制系统任务实时调度策略及算法的成果,对焊接控制领域自动化和智能化的发展具有实际应用价值。

    标签: ARM 焊接机 运动控制系统 调度

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:eddy77

  • 基于ARM的小型无人直升机飞行控制系统设计

    小型无人直升机具有悬停、侧飞、倒飞等独特的飞行特性,能够实现固定翼飞机所不能完成的飞行动作,在军事和民用方面都有很大的应用需求。飞行控制系统是小型无人直升机系统的重要组成部分,是飞行控制算法的运行平台,也是实现小型无人直升机自主飞行的关键部分。进行小型无人直升机飞行控制系统的研究具有重要的现实意义。 本文围绕小型无人直升机飞行控制系统的设计与实现展开论述。首先,文章对目前小型无人直升机及其飞行控制系统的研究现状与发展趋势进行了综述,在此基础上提出了一种以ARM处理器为控制核心、以CPLD为辅助控制器件的飞行控制系统方案。 其次,文章重点描述了小型无人直升机飞行控制系统的软硬件设计过程和相关方案。飞行控制系统的硬件部分由ARM模块和CPLD模块两大部分组成,其中包括数据采集电路、串口通讯电路、舵机控制电路、电源电路等硬件功能模块。软件部分由基于Linux2.6内核的操作系统和相关的设备驱动组成,并设计了基于SD卡的软件存储系统。 最后,文章对小型无人直升机的导航控制系统进行了一些探讨。讨论了从飞行控制系统到导航控制系统的平台升级方案和小型无人直升机在未知环境中的导航控制算法。

    标签: ARM 无人直升机 飞行控制 系统设计

    上传时间: 2013-05-20

    上传用户:fanghao

  • 基于ARM微处理器的电液位置伺服控制系统的研究

    电液位置伺服系统具有控制精度高、响应速度快、输出功率大、信号处理灵活、易于实现各种参量反馈等优点,因此它已经遍及国民经济和军事工业的各个技术领域。近年来,对电液位置伺服系统的快速性、稳定性、准确性等控制性能提出了新的要求,作为电液位置伺服系统核心的控制器,起到更为关键的作用。 现阶段,嵌入式微处理器以其小型、专用、便携、高可靠的特点,已经在工业控制领域得到了广泛的应用,如工业过程、远程监控、智能仪器仪表、机器人控制、数控系统等,嵌入式微处理器嵌入实时操作系统,可以克服传统的基于单片机控制系统功能不足和基于PC的控制系统非实时性的缺点,其性能、可靠性等都能满足电液位置伺服系统控制的要求,在控制领域具有广泛的应用前景。 本文以实验室的电液位置伺服系统为研究对象,按照系统的控制要求,提出以ARM9(S3C2410)微处理器为核心的控制器对电液位置伺服系统进行控制的一种方案,设计了一种新型的基于ARM9(S3C2410)微处理器的电液位置伺服控制器。本系统控制器的开发设计中,在以ARM9(S3C2410)微处理器为核心的控制器基础上,通过外部扩展,使得系统控制器具有丰富的硬件资源,开发了A/D转换电路、D/A(PWM)转换电路、伺服放大电路、串行接口等电路,同时为了使得控制器的程序代码具有较强的可读性、可维护性、可扩展性,使用了操作系统,通过比较选择了uC/OS-Ⅱ实时内核,并成功移植到ARM9(S3C2410)微处理器中,并编写了A/D、数字滤波、D/A(PWM)等软件程序,通过编译、调试、验证,程序运行正常。在对电液位置伺服系统进行控制策略的选择中,分别采用PID、滑模变结构、模糊自学习滑模三种控制策略进行仿真比较,得出采用模糊自学习滑模控制策略更有利于系统控制。

    标签: ARM 微处理器 伺服控制系统 电液位置

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:sssnaxie

  • 基于ARM与μCOSⅡ的嵌入式温度控制系统设计

    本文将嵌入式与温度控制系统结合,设计了一个实用的嵌入式实时温度控制系统,并说明了其系统组成和软、硬件的设计方法。该系统的特点是具有快速的采集和响应速度、低功耗。本文内容主要包括以下部分: 1.温度控制系统的历史、现状、发展趋势及本课题的研究内容。 2.简单介绍了嵌入式系统及其设计开发的基本知识、SAMSUNG公司的以ARM7TDMI为内核的处理器S3C44B0X和实时操作系统μC/OS—Ⅱ体系结构和内核。 3.硬件方面制定了系统核心板和温度控制系统外围电路的设计方案。系统核心板包括系统模块、存储器模块、人机交互模块三部分;外围电路包括温度检测电路和功率控制电路两部分。 4.软件方面编写了S3C44B0X的启动代码、μC/OS—Ⅱ向S3C44B0X的移植代码、嵌入式温度控制系统的应用程序及相关流程等。 5.本系统成功运行后的结果显示和心得。

    标签: ARM COS 嵌入式 温度控制

    上传时间: 2013-08-04

    上传用户:vans

  • 基于ARM处理器的喷油泵试验台控制系统研究与应用

    喷油泵是柴油机燃油喷射系统中燃油的控制、供给单元,其性能的好坏直接决定着柴油机的加速性能、油耗大小、尾气的排放质量等。准确测试喷油泵的各种技术参数对提高柴油机的各项技术性能具有十分重要的意义。嵌入式系统技术已经成为了最热门的技术之一。基于ARM的嵌入式技术己经成为当前嵌入式领域研究的一个亮点。ARM公司的32位RISC处理器,以其高速度、低功耗、低成本、功能强等诸多优异性能,应用越来越广泛。uCLinux操作系统是从Linux衍生出来的一种操作系统,它是专为无MMU的微控制器开发的嵌入式Linux操作系统。它支持众多嵌入式处理器类型,具有完善的各类驱动支持。 本文从喷油泵试验台控制系统总体结构入手,在详细分析了系统所要检测和控制的参数的基础上,设计出喷油泵试验台控制系统总体架构。喷油泵试验台控制系统由两个模块组成:以80C196KB单片机为中心的喷油泵控制及数据采集系统,以S3C44BOX为中心的上位机监控及管理系统。下位机通过RS232串口接收上位机的命令并执行喷油泵试验台的电机转速控制、燃油温度控制、喷油次数计数、提前角监控及燃油压力显示。上位机是整个试验台控制系统的管理者,主要完成给下位机发送特定的操作命令,完成实验数据的显示、收集和存储,它有友好的中文显示界面,可以完成简单的数据管理操作。 文中详细阐述了上位机的操作系统uCLinux的特点和移植过程。同样对上位机的界面设计及运行环境MiniGUI进行了全面分析并给出移植和界面编程方法。在文章的最后,对喷油泵控制系统采用模糊控制算法进行优化设计。详细描述了模糊控制器设计所包含的三个主要部分:清晰量的模糊化接口、模糊控制规则及算法及模糊量的清晰化接口。 通过试验证实,本文设计的喷油泵试验台控制系统技术路线正确合理。相信该可靠实用的控制系统配合喷油泵试验台使用将具有良好的市场潜力。

    标签: ARM 处理器 喷油 试验台

    上传时间: 2013-06-04

    上传用户:2814413580