随着微电子技术和电力电子技术的飞速发展,运动控制系统正朝着通用化、智能化、微型化的方向发展。目前,以数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)为核心的运动控制卡已成为运动控制器的发展主流。它可方便地以插卡形式嵌入PC机,将PC机强大的信息处理能力和开放式特点与运动控制卡的运动控制能力相结合,具有信息处理能力强、开放程度高、运动控制方便、通用性好的特点。因此,本文通过对运动控制技术的深入研究,开发了一款以DSP和FPGA为主控单元、基于PCI总线的运动控制卡。 首先,设计了运动控制卡硬件电路,对控制卡的DSP和FPGA外围电路、PCI总线接口电路、模拟量输出电路、编码器信号采集电路、通用I/O接口电路等实现方法进行了详细讨论。 为提高控制卡的硬件集成度和可靠性,通过对FPGA的编程设计,在FPGA中实现了PCI总线目标设备接口控制器、双端口RAM、DDA精插补电路、DAC接口电路、编码器信号处理电路和数字I/O信号处理电路。 基于改进的数字PID控制器和前馈控制,设计开发了运动控制卡的位置闭环伺服控制器,并整定了控制器参数,获得良好的伺服控制特性。 最后,采用WinDriver开发了控制卡的驱动程序,并详细介绍了驱动程序的开发流程。
上传时间: 2013-08-01
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基于微处理器的数字PID控制器改变了传统模拟PID控制器参数整定不灵活的问题。但是常规微处理器容易在环境恶劣的情况下出现程序跑飞的问题,如果实现PID软算法的微处理器因为强干扰或其他原因而出现故障,会引起输出值的大幅度变化或停止响应。而FPGA的应用可以从本质上解决这个问题。因此,利用FPGA开发技术,实现智能控制器算法的芯片化,使之能够广泛的用于各种场合,具有很大的应用意义。 首先分析FPGA的内部结构特点,总结FPGA设计技术及开发流程,指出实现结构优化设计,降低设计难度,是扩展设计功能、提高芯片性能和产品性价比的关键。控制系统由四个模块组成,主要包括核心控制器模块、输入输出模块以及人机接口。其中控制器部分为系统的关键部件。在分析FPGA设计结构类型和特点的基础上,提出一种基于FPGA改进型并行结构的PID温度控制器设计方法。在PID算法与FPGA的运算器逻辑映像过程中,采用将补码的加法器代替减法器设计,增加整数运算结果的位扩展处理,进行不同数据类型的整数归一化等不同角度的处理方法融合为一体,可以有效地减少逻辑运算部件。应用Ouartus Ⅱ图形输入与Verilog HDL语言相结合设计实现了PID控制器,用Modelsim仿真验证了设计结果的正确性,用Synplify Pro进行电路综合,在Quaitus Ⅱ软件中实现布局布线,最后生成FPGA的编程文件。根据控制系统的要求,论文设计完成了12位模数AD转换器、数据显示器、按键等相关外围接口电路。 将一阶、纯滞后、大惯性电阻炉温作为控制对象,以EP1C3T144 FPGA为核心,构建PID控制系统。在采用Pt100温度传感器、分辨率为2℃、最大温度控制范围0~400℃的条件下,实验结果表明,达到无超调的稳定控制要求,为降低FPGA实现PID控制器的设计难度提供了有效的方法。
上传时间: 2013-05-24
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当执行机构需要的不是控制量的绝对值,而是控制量的增量(例如去驱动 步进电动机)时,需要用PID的“增量算法”。 增量式PID控制算法可以通过(2-4)式推导出。
上传时间: 2013-04-24
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·《直线交流伺服系统的精密控制技术》内容简介:本书较详细地介绍了高性能直线交流伺服系统所采用的各种控制策略与方法。这些控制方法包括PID控制、Smith预估控制、解耦控制、模型参考自适应控制等。为了便于阅读,在每章节前面,首先扼要介绍了相关概念和基本理论,为每种控制策略和方法的设计举例,提供必要的基础知识准备。前言 ------------------------------------------
上传时间: 2013-06-21
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基于FPGA的PID控制器设计研究,适合用fpga开发控制系统的专业人员参考
上传时间: 2013-08-15
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数字PID控制算法是将模拟PID离散化得到,各参数有着明显的物理意义,调整方便,所以PID控制器很受工程技术人员的喜爱。
上传时间: 2013-10-15
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PID控制器由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。其输入e (t)与输出u (t)的关系为 u(t)=kp[e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt] 式中积分的上下限分别是0和t 因此它的传递函数为:G(s)=U(s)/E(s)=kp[1+1/(TI*s)+TD*s] 其中kp为比例系数; TI为积分时间常数; TD为微分时间常数.
上传时间: 2013-11-04
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为了提高传统温度控制系统的性能,将PID控制理论与嵌入式系统相结合,采用瑞萨电子公司的H8S/2166作为核心处理器,AD公司的AD7705以及热敏电阻温度传感器作为温度检测单元,利用4×6小键盘、LCD显示器和S1D13305液晶控制器达到良好的人机交互,设计出了一个应用于化工领域的嵌入式实时温度控制系统。相比于传统温度控制系统,该系统提供了更强的计算能力和可扩展能力,采用增量PID控制算法实现复杂控制。通过实验,该系统能达到0.1 ℃的温度控制精度以及小于120 s的温度稳定时间。 Abstract: In order to improve the performance of conventional temperature control system, combining PID control theory with embedded systems, using the Renesas Electronics Corp. H8S/2166 micro-controller as a core processors, AD7705 and thermistor temperature sensor as a temperature detection unit and 4×6 small keyboard, LCD and S1D13305 LCD controller as a good human-computer interaction, this paper designed an embedded real-time temperature control system which is applied in chemical industry. Compared with conventional temperature control system, this system provides more computing power and extensibility, and adopts PID control algorithm for complex control. Through the experiment, the system can reach temperature control accuracy of 0.1 ℃ and temperature stabilization time of less than 120 seconds.
上传时间: 2014-12-26
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当执行机构需要的不是控制量的绝对值,而是控制量的增量(例如去驱动 步进电动机)时,需要用PID的“增量算法”。 增量式PID控制算法可以通过(2-4)式推导出。由(2-4)可以得到控制器 的第k-1个采样时刻的输出值为:
上传时间: 2013-10-11
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设计一种基于ATmega16L单片机的温度控制系统,阐述该系统的软硬件设计方案。采用模块化设计方法,利用增量式PID算法使被控对象的温度值趋于给定值。实验结果表明该系统具有良好的检测和控制功能。 Abstract: This paper designs a temperature control system based on ATmega16L,describes the hardware and software de-sign scheme of the system,adopts the modularized design method and utilizes the incremental PID algorithm to realize the temperature of controlled device incline to the given value.The experiment result indicates that the system has good detec-tion and control function
上传时间: 2013-10-09
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