基于单片机的温度控制系统的设计

针对单片机温度控制系统采用传统控制方法容易出现响应速度慢、振荡剧烈、控制精度低等问题,对单片机温度控制系统的硬件电路、控制精度、控制算法等方面进行了设计研究。基于以AT89C51单片机为核心运用DS18B20温度传感器的温度控制系统,提出了变论域模糊PID控制算法,将变论域模糊控制和PID控制相结合,结合生猪猪舍温度控制系统对传统PID控制算法以及变论域模糊PID控制进行对比分析。实验结果表明,设计的温度控制系统采用了变论域模糊PID控制算法,提高了控制精度,加快了系统的响应速度,从而增强了温度控制系统的实用性,产生了重要的实际工程意义。     

基于多模态PID的曳引机驱动控制系统设计

曳引机的驱动控制系统是垂直升降电梯的关键设备,对电梯性能具有重要影响,具有较大的研究价值。对一种基于多模态PID控制的永磁同步曳引机电梯驱动控制系统进行了研究。给出了曳引机驱动控制系统的总体设计方案,将系统分为主控模块、驱动模块和信号采集模块进行设计并介绍了各模块硬件电路的设计。针对曳引机控制采用了电流、速度双闭环控制算法,给出了主控制器DSP的软件流程设计,并对速度环采用的多模态PID控制算法进行了研究。在电梯公司的试验塔对设计的驱动控制系统进行现场调试,调试结果表明电梯在高、中、低速下都能够良好地跟踪给定的S型速度曲线,且超调量较小,稳态误差较小,可以满足电梯控制的性能指标要求。     

基于FPGA的海底泥浆举升泵控制系统设计与实现

目前,采用先进控制理论和先进控制器控制海底泥浆举升泵作为深水双梯度钻井的关键技术之一,是成功进行井控的关键;提出了针对双梯度钻井系统中海底泥浆举升泵的控制方案,选择FPGA作为系统控制器,给出了控制系统硬件构成,基于VHDL语言编制程序,分别实现对A/D、D/A的时序控制;根据海底泥浆举升泵控制系统特点,基于FPGA设计完成模糊PI控制算法,并将基于FPGA的模糊PI算法应用于对举升泵的控制,试验结果表明,设计的控制系统实现了海底泥浆举升泵入口压力为恒定值的控制要求;模糊PI控制器对系统具有较好的控制性能,为双梯度钻井作业提供了指导。     

PCI总线锅炉水位系统的多样化控制及其组态仿真实现

针对现有锅炉水位实验系统存在控制装置交互性差、控制算法单一等缺点和不足,作者提出采用基于PCI总线数据卡构建锅炉水位控制系统的控制方案,给出了PCI总线锅炉水位控制系统的设计方案。在此基础上,详细阐述了锅炉水位实验系统的模糊控制方案,给出了模糊控制器的设计过程和设计步骤。最后,使用组态软件将锅炉水位控制过程进行可视化,生动直观地展示锅炉水位的控制全过程。运行结果表明：采用模糊控制和组态软件的PCI总线锅炉水位控制系统具有控制算法灵活、控制过程可视、控制效果理想等特点。     

餐厅服务机器人控制系统设计与实现

通过对餐厅服务机器人控制系统需求进行分析,提出了以微控制器MSP430F5438为核心的餐厅服务机器人控制系统总体设计方案。该方案采用模块化方法完成了控制系统硬件电路设计,主要包括：主控模块、电源及管理模块、运动控制模块、无线通信模块、导航定位模块、安全避障模块和人机交互模块等。介绍了控制系统软件的总体流程,完成了控制系统嵌入式软件的设计。实验结果表明,所设计的控制系统应用于餐厅服务机器人可以实现送餐的功能,控制效果良好,实用性强,具有显著的推广应用价值。     

微小型救援机械手控制系统设计

通过研究分析微小型救援机械手的工作原理和救援要求,设计了微小型救援机械手的控制系统;基于PC机为上位机、ATmega16单片机为下位机,设计了控制系统硬件电路,利用无线传输模块进行指令传输、图像信息和关节角度反馈;采用模糊PID控制算法对输出信号进行处理,使关节运动平滑稳定,同时提高了电机转角精度,降低了系统误差,提高救援效率;基于VC++语言,开发了上位机机械手控制界面,并能够通过上位机界面遥控操作机械手动作;仿真实验表明,该系统响应速度t＜1 s、稳态误差δ≤0.4°,有良好的动态性能。     

基于PLC的环境模拟系统温度控制算法的研究与实现

针对环境模拟试验温度控制系统中被控对象存在的非线性、时滞等特点,本文采用区间限幅PID控制算法和模糊PID控制算法对传统控制方法进行了改进。首先为了解决模拟量三通粗调阀调节缓慢的缺点,建立了区间限幅PID控制算法的控制规则表,并将其在PLC中实现。其次提出用模糊PID控制算法来解决电加热器的非线性、大时滞性问题,并结合实际控制经验建立了模糊控制规则表,然后将模糊PID控制算法在PLC中进行实现。最后将限幅PID和模糊PID控制算法应用于某大型环境模拟试验控制系统,实验结果表明利用改进算法对温度控制具有良好的稳定性及精确度。     

一种三相三线与三相四线自适应电能表的设计

针对合成孔径雷达（SAR）清晰成像的特点,为保证雷达天线波束指向稳定,设计了某型机载雷达天线稳定平台。为了消除雷达天线稳定平台控制中存在的非线性及不确定性因素的影响,提出了一种应用于雷达天线稳定平台控制系统的模糊PID控制策略。稳定平台是依据陀螺仪所采集载机的角速度,运用反向运动补偿的原理进行工作。控制策略中,在传统PID控制的基础上引入模糊控制算法,根据跟踪误差信号动态改变PID控制器参数,改善稳定平台的控制效果,完成稳定平台控制器的优化设计。仿真结果表明,优化后的模糊PID控制算法与传统PID控制算法比较,在稳定平台转速控制方面受到的外部干扰影响更小,响应速度更快。因此,基于模糊PID控制算法的雷达天线稳定平台具有更高的稳定性能。     

云计算环境下的航空器飞行角度控制系统设计

云计算环境下的航空器是一个集大量复杂计算的、实时性较强的控制系统,部分信号的调用需要极高的实时性;传统的控制系统通常采用前后台模块,应用程序无限循环,其采用中断服务程序来处理异常事件,满足不了航空器飞行角度控制的实时性要求;设计了一种融合PID算法的单片机控制程序的航空器飞行角度控制的制系统;构建了云计算环境下航空器飞行角度控制系统的结构,通过姿态数据传感器采集航空器飞行角度信息,对航空器对飞行控制器、电机控制模块以及无线通信模块硬件进行了设计,通过融合PID算法的单片机控制程序实现航空器飞行角度的快速、准确控制;实验结果说明,所提控制系统的控制误差以及鲁棒性都优于传统控制系统,所提的系统具有可靠、灵活、实时性高等优势。     

一种微小型无人船控制系统设计及航向控制方法研究

无人船在保护海洋环境和开发海洋资源方面具有广泛的应用前景和市场价值。微小型无人船不仅可以用于海洋环境监测,也可以作为海上通信中继平台,在军事应用领域也有其潜在应用价值。本文设计了一种基于ARM的微小型无人船控制系统,同时进行了详细的控制系统硬件设计和软件设计,并通过水池实验结果验证了该控制系统的有效性和实用性。此外,针对无人船航行过程中存在风浪流混合干扰的问题,设计了一种自适应模糊PD航向控制算法,进行了相应的水池试验并与传统PD控制算法进行了对比分析。     

农业节水灌溉远程监控系统的设计与实现

为了提高农业灌溉的效率,节省灌溉成本,进行农业节水灌溉智能监控系统设计,提出一种基于ZigBee多传感器分布式数据采集的监控系统设计方法,系统设计分为硬件和软件两部分,首先进行农业节水灌溉远程监控系统的总体设计构架,灌溉远程监控系统的硬件模块化设计包括农业节水灌溉传感信息采集模块、AD模块、集成控制模块和接口电路。基于FPGA嵌入式设计方法,构建ZigBee多传感器分布式阵列,进行远程多点灌溉控制和监控。软件开发建立在LabWindows/CVI工程开发环境中,通过程序加载控制,实现远程监控系统改进设计。测试结果表明,该系统进行农业节水灌溉远程监控具有较好的人机友好性,监控的覆盖度较高,性能较好。     

基于ARM-Core4x 嵌入式软件平台的实现方法

针对基于ARM-Core4x微处理器的管脚功能可配置的特点,降低应用业务模块对硬件驱动层关注度及业务代码与驱动代码耦合性,提出了一种基于ARM-Core4x微处理器的嵌入式软件开发平台设计方法,该平台可提供了基于POSIX标准的硬件操作接口和操作系统及网络协议基本应用的接口,并通过子模块间逻辑调用机制的合理设计,实现了平台核心模块和应用模块独立编译且运行期间相互调用功能模块,实现开发平台的整体功能;通过对该平台软件的应用模块二次开发,减少用户应用开发对ARM微处理器硬件的关注度,使用户开发重点聚焦在应用及业务的实现上;实践证明,该软件平台可方便应用在低压继电保护装置以及智能化设备产品的开发,提高了用户应用开发效率和降低开发难度。     

机械变速压力机电液伺服自动控制系统设计

对机械变速压力机自动控制系统进行设计,可以提高压力机的运行效率,增强其实用意义。当前利用可编程控制器对机械变速压力机自动控制系统进行设计时,无法实现高效稳定地设计,存在成本高、设计工艺复杂、系统运行稳定性差以及响应时间长等问题。为此,提出一种基于TMS320LF2407A的机械变速压力机电液伺服自动控制系统设计方法。过程中系统控制模块中的自编全浮点的运算和变参数PID程序对系统进行实时控制,PLC通过通信的形式采集压力信号;电源模块采用LM2575系列的稳压器完成12V~5V的DC/DC转化;时钟模块利用晶振当作振荡源与闭合回路结合,并配合内部的震荡工期生成控制系统的时钟信号;复位模块采用手动复位形式通过按复位钮实现系统复位;接口电路选取了CTM1050的CAN收发器所设计的CAN总线完成接口电路的设计,通过以上部分组建控制系统的硬件部分。系统的软件部分利用对PID在机械变速压力机电液伺服自动控制规律的计算,根据位置式的PID控制算法对机械变速压力机执行元件进行控制,并通过增量式的PID控制算法获得系统的增量完成软件的设计。实验证明,所提方法提高了系统的稳定性,减少了系统响应时间,增强了系统的抗扰能力。     

基于MEMS传感器的无线位置跟踪控制仿真应用

针对嵌入式工业控制系统终端显示的需要,提出了一种基于微处理器R1610和LCD控制器SSD1963的液晶显示模块的设计方法。详细阐述了硬件接口电路的设计和控制软件的编程,重点介绍了R1610、SSD1963以及TFT液晶屏AT070TN83之间的硬件连接方法,分析了SSD1963液晶控制的使用方法以及针对液晶屏显示时序的系统设置。结合显示控制实例实现了图像在液晶屏上的显示,显示效果良好。该显示模块的设计具有一定的应用前景和参考价值。     

基于通用模块化的大型空间飞行器地面供配电系统设计

地面供配电系统一直存在体积过于庞大、系统通用性稳定性差问题。基于通用模块化的设计方案,从基本功能实现模块的角度,将系统划分为功率继电器模块、信号继电器模块、PXI控制模块、地面电缆模块、软件实现模块等,通过对这些模块的通用性设计及部分软硬件功能的整合,实现了减少系统体积规模、加大系统集成化及小型化程度、提高系统间通用性及鲁棒性的目的。     

嵌入式电子节能控制器的设计与实现

节能控制能够有效降低能耗,对保护环境等方面具有重要影响。但目前大多数电子节能控制器都是通过采用单片机技术和双向晶闸管过零触发交流调压电路对电子节能控制器进行设计。通过介绍电子的负荷特点和节能原理,分析电子节能控制器的硬件组成电路,并对电子节能控制器的主要软件程序的流程图进行设计,完成电子节能控制器设计。但这种方法节能控制效果较低,难以保证电子节能控制器性能,为此,提出一种基于模糊PID控制的嵌入式电子节能控制器设计与实现方法。首先通过对嵌入式电子节能控制器的处理器、电源电路、复位电路、系统时钟电路、JTAG接口电路、D/A转换电路、功放电路、双极性电源电路以及嵌入式电子节能控制器硬件PCB板器件布局等的设计,完成嵌入式电子节能控制器硬件设计。在此基础上,选用模糊PID控制方法对嵌入式电子节能控制器进行设计。通过分析模糊PID控制原理,介绍加入自调节因子的模糊PID控制的算法设计,以此确定输入输出隶属度函数,再利用模糊推理和模糊规则,得到电子节能控制器的模糊控制过程,从而完成嵌入式电子节能控制器的设计。实验证明,所提方法能够有效提高嵌入式电子节能控制器的节能控制效果,具有良好的使用价值。     

多尺度传感网络失效节点检测系统设计

对多尺度传感网络中的失效节点进行准确检测与定位,实现故障节点的高效检测,保障传感网络的可靠运行。提出一种基于多传感器量化融合跟踪滤波检测的失效节点检测算法,并进行检测系统优化设计。构建多尺度传感网络的节点分布实体对象模型,进行失效节点检测系统总体设计和技术指标分析。设计基于多传感器量化融合跟踪滤波检测的失效节点检测算法。进行系统的硬件设计,包括A/D模块设计、时钟电路设计、程序加载电路设计、传感器通信模块设计和系统电源模块设计。在ARM Cortex?-M0平台上进行检测系统软件开发。系统仿真结果表明,该系统进行多尺度传感网络失效节点检测的准确度较高,提高了传感器网络的寿命周期。     

基于DSP FPGA的弹载计算机设计

针对现代弹载计算机硬件系统的发展趋势,结合某型反坦克导弹的实际应用需求,采用以DSP作为处理器实现控制系统的核心算法,以FPGA实现外围接口扩展的方案,设计出了一套基于DSP+FPGA的微小型导弹载计算机。文章对该弹载飞控计算机的结构、硬件、软件等方面内容作了详细的介绍,并给出了软件流程图、介绍了软件各模块的详细功能。本文设计的弹载计算机体积小,功率低,其性能已在实验中得到了验证,这为未来弹载计算机的设计提供了参考。     

基于模糊控制算法的纯电动汽车空调控制器的研发

纯电动汽车迅速发展,要求其空调系统也急需跟进。根据纯电动汽车特点,开发出一种纯电动汽车空调控制器系统,设计了空调控制器的电源模块,阐述了使用无位置传感器控制压缩机无刷直流电机的原理,研发了一种过流检测电路。提出了一种新型控制方法,即：在考虑整车负载的基础上,使用多输入变量模糊控制算法对汽车空调压缩机电机进行控制,同时兼顾了乘员的舒适性与汽车的动力性。结果表明这种空调控制器运行良好,达到了预期效果。