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模型预测控制_现状与挑战_席裕庚

  • 一种嵌入式PID恒温控制的教学实验设计_张加宏

    设计了基于 ARM 的闭环 PID 恒温控制系统。 系统以 S5PV210 微处理器为核心构建嵌入式硬件平台,并在软件平台上实现温度采集、数据处理、 PID 恒温控制、数据显示与传输等功能。实验涉及多种通信协议( SPI、串口、 TCP/IP 等)、脉宽调制 PID 控制算法、基于 Linux API 的网络编程等。该实验属于嵌入式系统设计开发,旨在让学生对嵌入式系统课程有深刻的认识,熟悉嵌入式项目的开发及调试过程,理解闭环 PID控制的原理及实现方法。该实验包含嵌入式设计的硬件驱动、软件开发、通信协议等多方面内容,综合性强,可作为研究生电子设计竞赛的实训实验。

    标签: 嵌入式 pid 恒温控制

    上传时间: 2022-01-30

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  • 基于单片机控制的温度传感器的远程传输模块的设计与实现

    随着科技进步,工业厂房、农业温室、仓库和智能建筑等领域对温度的要求越来越严苛,对温度监控需求也越来越高,特别是在某些环境恶劣的工业环境和户外环境中,通过传统的检测难度大,且无法远程传输数据以便进行实时监测。本研究针对这些问题,在对STC89C52单片机、温湿度传感器、TC35i模块功能研究基础上,应用VB程序开发出集群计算机房环境信息检测系统,改变传统温度检测的方法和思路,利用本系统数据信息检测、传输的优势,解决集群计算机房的远程实时温度监测问题,为管理人员提供可靠的温度监测数据。  本论文研究设计使用温湿度传感器DHT11,对计算集群计算机房的环境温度等信息进行多点、实时采集,通过单片机串口和TC35i模块串口之间的通信,把从单片机读取的数据,传输到接有短信猫模块的上位机中,最后将采集的数据存储到数据库中,以供查询,同时,可还以将监测点的信息数据,发送到指定的用户手机上,实现实时远程监控集群计算机房的环境温度。  本文首先对当前国内外温度监控检测的现状与发展趋势进行调研,在结合集群计算机房温度实际检测需求的基础上,有针对性地进行方案论证,并选择合适的实现路线进行相应的研究;从理论上明确实验依据,遵循各个硬件模块的工作原理及主要芯片的技术参数,采用模块化设计,按设计需求设计外围工作电路,对系统的各组成模块进行集成。然后,根据实验方案调整系统的软件编程思路,对相应的程序进行说明并论述相应的编程技巧。为实现集群计算机房中环境温度的高精度测量,我们对软件进行了一些技术处理,论文中对此也进行了相应的介绍。论文还介绍了系统的电路设计仿真和软件设计及调试,并对其中遇到的问题和所采用的解决办法进行了相应的说明。本论文中设计的环境温度监测控制系统在测试过程中,能有效地完成机房的环境温度监测,实现实时无线传输,达到了预期目的。

    标签: 单片机 温度传感器

    上传时间: 2022-06-11

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  • 双足步行机器人系统设计与运动控制及虚拟现实仿真实验研究

    双足步行机器人(Biped Walking Robot)是一种仿人机器人,是移动式机器人领域中一类重要的仿生系统。双足步行机器人作为一种移动式机器人,它与轮式,履带式机器人相比有许多优点与优越性。由于双足步行机器人的行走具有独特的适应性和拟人性,其行走控制成为当今研究的热点。步行运动模式与运动控制是影响双足步行机器人技术进步的重要问题,也是双足步行机器人成功而有效地实现稳定步行的理论基础和技术关键。本文针对双足步行机器人步行模式生成与步行控制相关问题进行了研究,并在虚拟现实的实验环境中实现了机器人以给定步行模式的行走。取得的主要科研成果有:第一:基于平面倒立摆线性模型的双足步行机器人步行运动模式生成。本文对双足步行机器人的动力学模型进行了简化,采用平面倒立摆的线性化模型作为双足步行机器人步行模式生成的简化模型。设计了基于倒立摆线性化模型步行模式生成算法,对双足步行机器人前向行走,侧向行走与拐弯行走的腰部重心位置轨迹与速度轨迹进行了规划。对于双足步行具有双脚作支撑期的特点,本文采用了七次多项式插值,分两阶段对具有双脚支撑期的步行运动的腰部运动轨迹进行规划,实现了期望的运动模式。第二:基于小脑模型控制器的双足步行机器人逆运动学控制系统。本文针对双足步行机器人腿部逆模型求解问题,提出一种基于小脑模型连接控制网络CMAC(Cerebellar Model Articulation Controller)的机器人逆运动学控制方法。机器人腿部正运动学模型采用Denavit-Hartenberg方法进行建模,在建立双足步行机器人正运动学模型基础上,设计了基于CMAC的控制系统。系统采用两个CMAC直接控制机器人的腿部运动。两个CMAC逆模型控制器分别逼近步行机器人支撑腿与摆动腿的逆模型,实现了对腰部运动轨迹的跟踪控制。第三:基于虚拟现实环境的双足步行机器人行走控制实验。

    标签: 双足步行机器人系统 运动控制

    上传时间: 2022-06-19

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  • 传输线仿真、反射仿真与端接仿真资料合集 ,41份文档

    基于时域有限差分法的非均匀多导体传输线瞬态分析_齐磊.pdf 159KB2020-03-03 15:50 基于时域有限差分法的电缆系统电磁瞬态分析_齐磊.pdf 234KB2020-03-03 15:50 回流路径与传输线模型建构及信号完整性分析.pdf 730KB2020-03-03 15:50 非均匀多导体传输线耦合分析与计算_陈小平.rar 908KB2020-03-03 15:50 非均匀传输线综合的特征法_毛军发.pdf 374KB2020-03-03 15:50 多导体传输线时域响应分析的卷积_特征法_毛军发.pdf 555KB2020-03-03 15:50 多导体传输线的时域有限差分法研究_齐磊.rar 1.2M2020-03-03 15:50 电磁脉冲对传输线耦合规律的研究_张志军.rar 8.3M2020-03-03 15:50 差分走线和PCB信号完整性分析.pdf 144KB2020-03-03 15:50 不等长非均匀有损耗传输线FDTD瞬态分析_史凌峰.pdf 668KB2020-03-03 15:50 不等长多导体传输线瞬态响应的FDTD模拟_李莉.pdf 133KB2020-03-03 15:50 PCB传输线信号完整性及电磁兼容特性研究_陈建华.rar …………

    标签: CAXA 实体 培训教程

    上传时间: 2013-07-21

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  • 电动机的DSP控制源码.rar

    电动机的DSP控制_王晓明_北航.rar

    标签: DSP 电动机 控制

    上传时间: 2013-06-17

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  • 变速恒频风力发电系统的建模与仿真研究.rar

    变速恒频风力发电技术因其高效性和实用性正受到越来越多的关注,有着良好的发展前景。本文致力于研究变速恒频风力发电技术,从分析其运行机理入手,比较了定桨距、变桨距和变速恒频风力发电的区别,选定双馈式变速恒频方案:它在低风速阶段主要进行变桨距调节追求最大风能捕获,高风速时通过控制双馈电机转子侧的电流,达到定子输出恒频和有功、无功的独立调节。变桨距风力机作为风能转换为机械能的设备,是风力发电系统的重要组成部分,它与风电场风能资源的匹配问题直接影响到了风力发电系统的运行特性。本文以风能理论为基础,探讨了风力机组设备的选型问题,建立起风速和风力机系统的数学模型。双馈异步电机是变速恒频风力发电系统的核心。本文分析了其基本运行特点,指出双馈发电机具有普通交流电机无法比拟的优点;研究了稳态电路和功率平衡关系,并详细推导出M-T-0坐标系下的5阶状态方程,建立起定子磁链定向矢量控制系统,实现了定子有功和无功的解耦控制,使电机控制简单化。变频器是双馈电机实现变速恒频运行的关键,本文选定了六脉波交-交变频器作为励磁电源。通过对其主电路结构、余弦交截法和触发脉冲产生原理等的进一步分析,建立起六脉波交-交变频器的数学模型,并处理了与变频器与发电机的接口问题。最后,利用Matlab6.5/Simulink5.0仿真软件,建立了系统各组成部分的仿真模型,并进行了仿真实验研究。仿真结果表明,所建模型是正确的,变速恒频风力发电系统具有良好的运行特性。

    标签: 变速恒频 仿真研究 风力发电系统

    上传时间: 2013-07-14

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  • 基于DSP和FPGA的异步电机矢量控制系统的研究.rar

    矢量控制作为一种先进的控制策略,是在电机统一理论、机电能量转换和坐标变换理论的基础上发展起来的,具有先进性、新颖性和实用性的特点。它是以交流电动机的双轴理论为依据,将定子电流矢量分解为按转子磁场定向的两个直流分量:一个分量与转子磁链矢量重合,称为励磁电流分量;另一个分量与转子磁链矢量垂直,称为转矩电流分量。通过控制定子电流矢量在旋转坐标系的位置及大小,即可控制励磁电流分量和转矩电流分量的大小,实现像直流电动机那样对磁场和转矩的解耦控制。本文研究的是以TMS320LF2407ADSP和FPGA为控制核心的矢量控制变频调速系统。 分析了脉宽调制和矢量控制的原理与实现方法,从而建立了异步电动机的数学模型。对于矢量控制,分析了矢量控制的基本原理和控制算法,推导了三相坐标系、两相静止与旋转坐标系下的电机基本方程和矢量控制基本公式。同时在进行相应的坐标变换以后,得到了间接磁场定向型变频调速系统的矢量控制图,并结合TMS320LF2407ADSP完成了具体的实现方法,根据矢量控制的基本原理,设计了一种基于DSP和FPGA的SVPWM冗余系统。 在硬件方面,以TMS320LF2407ADSP和EP1C12Q240FPGA为控制器,两者之间通过双口RAMIDT7130完成数据的交换,并能在一方失控时另一方立即产生SVPWM波形。同时完成无线遥控、速度给定、数据显示以及电流、速度检测和保护等功能,也对变频调速系统的主电路、电源电路、FPGA配置电路、无线遥控电路、LCD显示电路、保护电路、电流和转速检测电路作了简单的介绍。在软件方面,给出了基于DSP的矢量控制系统软件流程图,并用C语言进行了编程。用硬件描述语言Verilog对FPGA进行了编程,并给出了相关的仿真波形。MATLAB仿真结果表明,本文研究的调速系统的矢量控制算法是成功的,并实现了对电机的高性能控制。

    标签: FPGA DSP 异步电机

    上传时间: 2013-07-09

    上传用户:jogger_ding

  • 基于DSP的移动机器人控制系统设计与避障算法的实现.rar

    移动机器人是机器人研究领域中重要的一个分支,智能移动机器人集人工智能、智能控制、信息处理、图象处理、检测与转换等专业技术为一体,跨计算’机、自动控制、机械、电子等多学科,成为当前智能机器人研究的重点之一。路径规划是移动机器人研究的一个基本而又极其重要的课题。灵活有效的路径规划算法能够帮助机器人适应各种复杂的环境,大大提高机器人的应用领域,尤其是使移动机器人具备自动识别环境的能力,能在未知环境下完成一定的工作。 本文的主要任务是以LEGO Technic组件为本体,重新设计一个控制器,并据此研究移动机器人的避障和路径规划策略。为满足移动机器人避障的实时性、准确性要求,需要有一个功能完善的硬件平台,实现信息采集、处理以及避障的策略。本文设计了一套移动机器人控制器,该控制器以DSP TMS320F2407A为核心,辅之以相应的外围电路、传感器、人机交互、串行通信和电源等模块。车体动力学实验及避障实验结果验证了本文所设计的控制器的性能。 在对移动机器人的避障策略的研究过程中,采用了基于虚拟力场法的位置闭环控制方法,这种方法简化了传统避障方法的数学运算过程,提高了机器人对障碍物的反应速度。最后,设计了一套实验系统,进行相应的避障方法实验。结果表明,所设计的控制器能够完成基本的实时避障功能。

    标签: DSP 移动机器人 控制系统设计

    上传时间: 2013-06-30

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  • 基于FPGA的分布式采集系统时钟同步控制技术研究与实现.rar

    随着电子技术的快速发展,各种电子设备对时间精度的要求日益提升。在卫星发射、导航、导弹控制、潜艇定位、各种观测、通信等方面,时钟同步技术都发挥着极其重要的作用,得到了广泛的推广。对于分布式采集系统来说,中心主站需要对来自于不同采集设备的采集数据进行汇总和分析,得到各个采集点对同一事件的采集时间差异,通过对该时间差异的分析,最终做出对事件的准确判断。如果分布式采集系统中的各个采集设备不具有统一的时钟基准,那么得到的各个采集时间差异就不能反映出实际情况,中心主站也无法准确地对事件进行分析和判断,甚至得出错误的结论。因此,时钟同步是分布式采集系统正常运作的必要前提。 目前国内外时钟同步领域常用的技术有GPS授时技术,锁相环技术和IRIG-B 码等。GPS授时技术虽然精度高,抗干扰性强,但是由于需要专用的GPS接收机,若单纯使用GPS 授时技术做时钟同步,就需要在每个采集点安装接收机,成本较高。锁相环是一种让输出信号在频率和相位上与输入参考信号同步的技术,输出信号的时钟准确度和稳定性直接依赖于输入参考信号。IRIG-B 码是一种信息量大,适合传输的时间码,但是由于其时间精度低,不适合应用于高精度时钟同步的系统。基于上述分析,本文结合这三种常用技术,提出了一种基于FPGA的分布式采集系统时钟同步控制技术。该技术既保留了GPS 授时的高精确度和高稳定性,又具备IRIG-B时间码易传输和低成本的特性,为分布式采集系统中的时钟同步提供了一种新的解决方案。 本文中的设计采用了Ublox公司的精确授时GPS芯片LEA-5T,通过对GPS芯片串行时间信息解码,获得准确的UTC时间,并实现了分布式采集系统中各个采集设备的精确时间打码。为了能够使整个分布式采集系统具有统一的高精度数据采集时钟,本论文采用了数模混合的锁相环技术,将GPS 接收芯片输出的高精度秒信号作为参考基准,生成了与秒信号高精度同步的100MHZ 高频时钟。本文在FPGA 中完成了IRIG-B 码的编码部分,将B 码的准时标志与GPS 秒信号同步,提高了IRIG-B 码的时间精度。在分布式采集系统中,IRIG-B时间码能直接通过串口或光纤将各个采集点时间与UTC时间统一,节约了各点布设GPS 接收机的高昂成本。最后,通过PC104总线对时钟同步控制卡进行了数据读取和测试,通过实验结果的分析,提出了改进方案。实验表明,改进后的时钟同步控制方案具有很高的时钟同步精度,对时钟同步技术有着重大的推进意义!

    标签: FPGA 分布式 采集

    上传时间: 2013-08-05

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  • 基于FPGA的变频调速控制系统设计与实现.rar

    如今电力电子电路的控制旨在实现高频开关的计算机控制,并向着更高频率、更低损耗和全数字化的方向发展。现场可编程门阵列器件(Field Programmable Gate Arrays)是近年来崭露头角的一类新型集成电路,它具有简洁、经济、高速度、低功耗等优势,又具有全集成化、适用性强,便于开发和维护(升级)等显著优点。与单片机和DSP相比,FPGA的频率更高、速度更快,这些特点顺应了电力电子电路的日趋高频化和复杂化发展的需要。因此,在越来越多的领域中FPGA得到了日益广泛的发展和应用。 本文提出了一种采用现场可编程门阵列(FPGA)器件实现数字化变频调速控制系统的设计方案。该系统能产生三相六路正弦脉宽调制(SPWM)波形;调制频率范围为0~4KHZ,分7级控制;16位的速度控制分辨率;载波频率分8级控制,最高可达24KHZ;系统接口兼容Intel系列和Motorola系列单片机;该系统控制简单、精确,易修改,可现场编程;同时具有脉冲延时小、最小脉冲删除、过压和过流保护功能等特点,可应用于PWM变频调速系统的全数字化控制。文中对方案的实现进行了详细的论述,主要包括系统设计的理论分析,系统结构设计及在FPGA硬件上的实现,最终验证了该控制系统的可行性和有效性。 数字化设计是本系统的特点,系统最终生成的三相SPWM脉冲是基于三相正弦调制波和三角载波比较得到的。设计时,充分结合FPGA器件的结构特点,利用一种改进结构的数字控制振荡器(NCO)来产生正弦波样本,在一定程度上解决了传统NCO产生正弦波的精度和频率相互制约的问题;把分时复用数字通信原理结合到系统的设计中,设计出分时运算电路,使得系统在同步时钟下,生成三相正弦调制波而不影响系统的速度,同三角载波逻辑比较后,最终得到三相SPWM脉冲序列。

    标签: FPGA 变频调速控制 系统设计

    上传时间: 2013-07-05

    上传用户:duoshen1989