基于STM32的机载吊舱控制系统设计

机载吊舱控制系统要求对俯仰和方位两个自由度进行控制,通过光电编码器进行信息反馈,以此构成闭环系统,对控制精度和抗干扰能力有严格要求;提出了一种基于STM32的机载吊舱控制系统的设计方案,并在STM32平台上进行μC/OS-II嵌入式系统移植,同时加入PID控制算法用来提高系统的控制精度和抗扰动能力,结合控制需求,开发了机载吊舱的两自由度控制程序,实现了上位机控制命令的传输和伺服控制单元的信息反馈,最后通过实验验证设计结果;该控制系统软硬件裁剪方便、控制精度高,对吊舱控制系统的开发应用具有一定的参考意义。     

某型瞄准线稳定测试系统RS232串行通信的研究

某型瞄准线稳定测试系统是用于测试和检验班组武器系统、轻型低空反导转管机枪等武器系统中的光电跟踪子系统瞄准线独立性能的专用设备;介绍利用LabWindows/CVI实现上位机与下位机之间的通信,设计了瞄准线稳定测试系统,分析了下位机需要实时检测的物理量信息;为了提高系统的可视性和实现对下位机的控制,通过RS232串行通信技术向上位机传输数据;对上位机利用LabWindows/CVI的控件实现数据采集,数据显示和存储进行了研究;实验结果表明,基于LabWindows/CVI的RS232串行通信的上位机数据采集与显示系统具有可视性强、操作简单等特性。     

基于虚拟位姿迟钝搜索的仿人机器人手臂抓取控制系统的设计

为了使仿人机器人手臂抓取控制系统更加智能化,提高运行效率,设计并实现了一种基于虚拟位姿迟钝搜索的仿人机器人手臂抓取控制系统。系统采用PMAC运动控制器完成机器人运行数据的传递、处理以及对机器人手臂抓取工作台的控制,采用Accelus系列数字伺服驱动器,调控仿人机器人运动位置和速度,通过关节控制器对机器人抓取过程中手臂关节的位置、速度以及角度信息进行控制,通过以S3C2440为核心芯片的上位机,实现仿人机器人手臂控制的远程通信以及抓取任务的调度,完成仿人机器人手臂抓取的智能控制,软件设计过程中,对基于虚拟位姿迟钝搜索的仿人机器人手臂抓取控制算法进行了详细分析,并给出了机器人手臂抓取控制程序代码实例,通过仿真实例验证了本系统的可用性和实用性。     

基于LabVIEW的USB设备无线测试系统设计

针对传统有线USB设备测试系统存在布线、单目标、通用性差等缺陷,设计一套基于LabVIEW的USB设备无线测试系统;系统以LabVIEW为软件开发平台,进行虚拟仪器前面板设计与后台程序的编写;利用无线数据收发模块及其余硬件设备,搭建上位机与设备间无线数据通讯的桥梁;以宏晶STC12C5A60S2单片机为核心控制器,通过引入USB总线接口芯片CH375扩展了USBHOST功能,从而实现上位机和USB设备间数据的无线采集与传输;本系统主要应用于对USB设备的开发调试和测试过程。     

基于LabVIEW的静重式力标准机控制系统设计

针对50吨静重式力标准机,设计全自动控制系统。该控制系统主要由工控机(上位机)、伺服控制器(下位机)、伺服执行机构、位置限制开关、力传感器二次仪表以及打印机等组成。其中上位机基于LabVIEW平台进行软件开发,下位机基于安川控制器自带软件MPE720进行软件开发。这种上、下位机的控制方式不仅增加了整个控制系统的可靠性,在软件开发方面还集中LabVIEW图形界面交互友好与利用下位机自带软件直接控制伺服执行机构的优点。该控制系统已经投入使用,整体性能表现良好,尤其是友好的人机交互界面受到操作人员的好评。     

激光光栅和反射镜姿态调节的高精度开环控制

为了提高高功率激光物理实验中激光束的精密对准度,提出了一种对激光光栅和反射镜姿态进行可视化、高精度调节的开环控制系统。该系统设计为由上位机、下位机和角位移微调机构等部分组成。从应用层通信协议、HostLink(Fins)协议和三维姿态模拟等方面介绍了上位机监控软件的设计;从步进电机驱动器复用、PLC电机断电相位记忆和下位机梯形图程序框图等方面讨论了下位机PLC控制系统设计;分析了角位移微调机构中通过把丝杆螺母的直线微位移转换为角度微位移来达到高精度转角分辨率的实现原理;并用实验数据验证了实际转角分辨率达到高精度设计要求。结果表明这种开环控制系统能够很好的实现对激光光栅和反射镜转角的高精度调节控制,对其他类似实验设备的高精度角度调整也具有借鉴意义。     

大规模雷达喇叭阵列控制系统

研制一种应用于毫米波制导仿真实验的大规模雷达喇叭阵列控制系统并进行实现;针对采用的三元组天线阵列结构,对上位机和下位机进行软件实现,对由RS485收发板和TTL控制板组成的阵列控制系统进行设计并进行利用FPGA进行实现,对整个控制系统进行软硬件协同仿真;最终对阵列控制系统采用Xilinx公司Virtex-4系列的XC4VSX55-10FFG1148C器件进行综合,差分传输逻辑和TTL控制逻辑分别占用4353LUTs 和5565 LUTs;试验证明,该系统在硬件规模和性能上都满足设计要求,具有很好的应用前景。     

新一代DCS中智能温度监控系统设计与实现

传统的分布式温度监控方法存在费时费力、不便应用在特殊环境、不便用于多点融合监控等弊端,设计并实现了新一代DCS智能温度监控系统,通过核心为ARM7LPC2292芯片的下位机及时调整全部温控点的温度,自主设置温度、显示实际温度与报警;采用核心为89C51微处理器模块,将上、下位机的信息互相传递,确保上位机随时查询温度信息;通过CC2530终端节点实时采集测温终端的温度数据,将温度数据无线发送给CC2530协调器节点,不在采用传统的中转服务器方式,而是采用协调器节点通过串口与上位机进行通信,并在上位机中进行温度数据的处理和存储。软件设计过程中,对系统监控过程中上位机和下位机间的主从通信方式进行详细分析,并给出了系统温度监控数据通信传输的流程图,分析了系统实现温度监控的数据库访问代码以及温控曲线显示代码的设计。实验结果说明,所设计系统性能好、操作简单、控制准确率高。     

基于通用运动控制器的磁场点测台控制系统

磁场点测台是加速器领域测量磁铁和波荡器等磁元件的主要设备之一, 其需要在快速精确的控制系统支持下工作。中国工程物理研究院应用电子学研究所近期搭建了一套磁场点测台, 并基于通用运动控制器(UMAC), 设计开发了该磁场点测台的控制系统。系统采用了上位机工控机和下位机UMAC两级计算机控制的层级结构, 可以充分发挥其各自优势: 下位机UMAC可以快速、精确地控制电机动作, 因此下位机程序负责控制六轴运动平台以go-stop模式运动; 上位机工控机数据处理和存储能力强, 因此上位机人机交互界面负责收集、记录和显示磁场数据, 并负责设定磁场测量参数和监控运行状态。两级计算机动作的同时性通过触发信号来保证。     

放射性污染物粘膜铺设车控制系统设计

放射性污染物粘膜铺设车是核事故应急的一种主要装备。为解决放射性污染物粘膜铺设车多工位实时操控需要,设计了由主控屏、辅控屏和手持终端三种控制终端共同组成上位机的控制系统。该系统以主控屏作为交互中心,通过标准RS232接口与下位机通信;辅控屏和手持终端作为主控屏外设,分别通过CET-5E网线和蓝牙将数据实时传输至主控屏,实现不同工位下的可靠操控。下位机主控制器以ARM7作为主处理器,采用Modbus通信协议与上位机通信,便于系统后续拓展开发。实验表明,该多终端操控系统不受辐射环境干扰,通信稳定,操作便捷,实时性高,符合粘膜铺设车作业工况要求。这种通过主屏地址映射实现多终端控制的方式,有利于降低主控制器仲裁压力、减少数据冗余、提高系统时效,适合在各种特种车辆的控制系统中推广应用。     

基于AVR的静压气体轴承性能检测装置控制系统设计

为了实现对静压气体轴承气膜厚度,压力分布和承载能力的自动检测,设计了一种基于单片机的检测装置和控制系统。该系统采用ATmega16L单片机作为平台运动控制和数据处理的核心,结合软件控制步进电机的转向和转速,实现了极坐标定位,并采集承载力,气膜压力和气膜厚度等数据,通过LCD显示和键盘输入,较好地实现了人机交互;同时,装置可以通过RS232与上位机通讯,实现上位机的直接控制。     

基于STM32的无人机雪橇式减震器监测系统设计

为了能够对飞机雪橇式减震器的压力进行实时监测和数据保存,设计了一种基于STM32F103ZET6的雪橇式减震器检测系统;利用压力传感器和光栅尺完成减震器压力与压缩距离的采集并转换为数字信号,以C#软件平台开发的作为上位机采集,处理压力数据,借助图形用户接口控件实现压力数据和曲线的显示,借助SQL数据库实现将数据保存在数据库中,便于管理员读取;上位机与下位机的传输利用WIFI信号进行;测试结果表明:雪橇式减震器监测系统精度达到0.01%。     

基于远程控制的六足搜救机器人系统的设计

针对灾后现场环境的危险性与复杂性,设计了一套搜救机器人系统。在基于仿生学的基础上设计机器人六足式移动平台,以Atmega128型单片机为控制核心,通过步态与动作控制,使之具有强大的越障能力和机体灵活性。整个搜救系统分为机器人系统和控制中心系统两大部分。机器人系统配有完备的传感器模块以及高清摄像头,通过无线传输技术,可在0-1000米范围内实现向控制中心系统上位机的数据与图像传输,并接受上位机控制指令,控制中心根据采集到的信息,可以有效指挥现场搜救人员,大大提高了搜救速度与效率。     

基于PCI接口外系统等效器的设计

针对平台、速率陀螺与测量系统的接口应用,提出了基于PCI总线的外系统等效器设计;该系统以FPGA为中心控制器,其通过PCI接口与上位机进行通信,可以实时接收上位机发送的命令,并且能产生测量系统所需的各种测试信号;系统依靠FPGA的高程可控性以及VHDL语言的超强灵活性,可靠地完成4路28 V、17 kHz平台力矩电流以及2路+15 V、+5 V电压采集信号的产生与传输;通过与测量系统的连接测试,结果显示系统工作正常,各项功能指标均满足测试要求。     

基于PCIe高速总线的飞秒激光测距信号采集系统设计

设计并实现了一种基于PCIe高速总线接口的飞秒激光测距回波信号采集系统。该系统以FPGA为控制核心,集成了数据高速采集、数据高速存储和PCIe高速DMA传输控制。设计了PCIe接口传输驱动和上位机程序。通过系统测试,验证了该系统性能稳定、功能完备。将飞秒激光测距中的多种设备集成在一块FPGA板卡中,提升了系统的集成化。     

基于ZigBee的大型公共建筑能耗采集器设计

针对大型公共建筑能耗实时采集系统中存在的布线复杂、通信成本高、安全性低等问题,提出一种基于ZigBee技术的能耗数据采集器设计方案。该方案采用STM32做主控制器, ZigBee采集单元通过RS485接口实现与基于Modbus协议的智能电表之间的数据通信,并采用ZigBee无线网络将数据发送至协调器,协调器通过USART方式与主控制器进行通信;主控制器利用以太网将数据发送至上位机。通过软硬件设计,以XY194E智能电表为例,对其电能参数进行测试采集,结果表明该方案克服了传统人工采集传输的不足,提高了数据采集传输的实时性、准确性,能够满足能耗采集系统的要求。     

嵌入式预充电电源控制系统的设计与实现

研制了基于PC/104总线为核心的嵌入式预充电电源控制系统,重点阐述了该控制系统的硬件结构与软件设计;该控制系统以SBC-4680为控制系统主板,通过PC/104总线控制PCM-5120模拟量输入输出卡,控制PCM-5134的IO和定时计数卡,同时制作相应的接口电路及看门狗电路,在DOS操作系统中,利用C++编写底层软件,控制中采用PID算法及特殊数据处理方法,利用VB编写上位机操作界面与图形显示软件,实现与底层软件的以太网通信、信号的实时传输、显示与处理;实验证明,采用此预充电控制系统以后,使高压电源的波头质量得到极大提高,既消除了震荡,又避免了电压跌落等情况的出现,同时该电源的控制精度达到1%,因此,该控制系统完全满足电源控制及保护需要。     

基于单片机的亥姆霍兹线圈磁场分布测量装置的研制

介绍了设计制作的基于AVR单片机的亥姆霍兹线圈磁感应强度分布测量装置。单片机统一协调和控制整个系统的工作,步进电机和丝杆控制霍尔元件的移动,A/D芯片将霍尔电压转换为数字信号,通过USB接口传输到上位机,上位机计算磁感应强度,并画出磁感应强度分布曲线。装置工作稳定,测量结果与理论值符合较好,可用于学生实验或演示实验中。     

基于ZigBee的矿井环境监测系统设计

针对矿井环境恶劣、干扰严重和传统信号有线传输的现状,设计了基于ZigBee无线传感器网络的矿井环境监测系统;系统由井下ZigBee传感器终端节点、路由器、协调器和井上监测上位机构成,其中传感器终端节点对井下瓦斯、一氧化碳、温度等信号进行采集,利用ZigBee无线组网技术将信号送给井上PC机,井上管理人员通过PC机能够随时掌握井下设备和环境的状况;与传统的信号有线传输监测方法相比,该系统低功耗、低成本、抗干扰;实验结果表明,该系统运行稳定可靠,精度高,具有一定的实用性和推广价值。     

基于STM32的凝结水液位监控系统的设计与实现

为降低PLC控制单容器液位控制系统的设计难度及成本,本系统选用STM32和STC89C51分别作为上位机与下位机的处理器,设计了基于Modbus-RTU协议的液位监控系统;实现了数据实时采集、显示与报警功能;采用PID算法很好的实现了凝结水液位恒值控制,满足了设计要求;最后给出了系统的实物图和测试结果。实验表明,该系统经济实用,抗干扰能力强,可以在工业控制中广泛使用。