一台数控机床的先进程度衡量着一个国家制造业的先进水平，而数控机床最核心的部分就是数控机床控制系统。近年出现的ARM数入式系统具有硬件资源丰富、性能好、成本低和功耗低等优点，FPGA技术具有可重复编程、在线升级、实时性好、可靠性高等优点。为了克服传统的数控机床成本高、控制精度低、实时性差，可靠性低等缺点，研究基于ARM+FPGA架构的新型数控机床系统，具有重要的社会经济意义和重大的经济价值本文以数控机床为工程背景，以何服电机PMSM为具体对象以ARM+FPGA作为数控系统的实现平台，从提高何服系统位置环控制的自适应能力，提高位置环、速度环和电流环等复杂运算的处理速度，提高系统管理与控制程序开发的简单性、界面的美观性等方面开展了深入的研究。其主要研究工作和结论如下：（1）在对比分析了几种控制系统架构基础上，提出了一种基于ARM+FPGA的数控机床自适应模糊控制何服系统的设计方案。该系统采用以ARM作为系统主控与运动轨迹计算芯片，FPGA作为何服系统运动控制芯片，而其中的FPGA运动控制系统包括自适应位置控制模块、速度控制模块、电流变换模块三大部分（2）针对提出的 ARM+FPGA的数控机床自适应模糊控制何服系统的设计方案，进行了有关数学模型的建立占推导，并借助MATLAB工具建立系统仿真模型进行仿真。系统仿真结果表明，该系统位置响应超调量小，响应时间短，系统性能优越（3）为了提高运动控制的实时性、可靠性、灵活度，根据运动控制系统的模型，提出了一种FPGA实现的运行控制系统的结构，井详细进行了自适应位置控制模块、速度控制模块、电流变换模块等内部各模块的设计，之后利用HDL进行了有关模块的程序设计和PGA实现仿真（4）针对基于ARM微处理器的主挖与运动轨迹计算系统，进行了系统控制界面的设计，FPGA与ARM芯片、FPGA与上位机等通信程序设计，进行了运动控制中加减速、插补方法的分析与设计关键字：数控机床：水磁同步电机：自适应模糊控制：ARM:FPGA
上传时间： 2022-03-11
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针对现有方法的不足，本文从太阳能光伏阵列的输出特性出发，针对光伏阵列本身具有非线性、时变性和无法建立精确的数学模型的特征，以及传统模糊控制与PID控制难以满足精度高、鲁棒性好的要求，提出了一种基于模糊PID控制的最大功率点跟踪控制策略，并采用升压斩波电路（Boost电路）实现MPPT功能本文首先介绍了太阳能光伏发电系统的组成和分类，分析了光伏阵列的工作特性，接着分析了Boost电路在光伏发电系统中的实现，最后概述了太阳能最大功率点跟踪的模糊控制策略中几种控制器的基本原理，利用Matlab/simulink进行仿真，分别搭建了PID控制器、模糊控制器以及模糊PID控制器的模型，将这几种控制器应用于光伏发电系统。仿真结果表明，模糊PID控制方法不仅能快速响应外界环境的变化、有效消除传统模糊控制下最大功率点处的振荡现象，而且弥补了在PID控制下系统调节过渡时间较长的缺点，使光伏系统始终工作在最大功率点，提高了光伏系统的效率。
上传时间： 2022-06-21
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温度是工业中极为常见的参数，几乎所有的工业系统中都有对温度比较严格甚至非常严格的要求，因此温度的控制在工业控制过程中占用很重要的地位。本文所选电阻炉模型是工业生产中十分常见的系统，同时也是一个具有非线性滞后性、惯性、不确定性等特点的被控对象。传统PID控制具有结构简单，参数调整方便等优点，所以应用十分广泛，但传统PID控制效果的好坏是基于对象数学模型建立的准确与否，所以对于像电阻炉这种对象模型复杂和难以确定精确模型的控制系统，就存在很大的局限性。因此会直接影响到系统的控制效果，达不到工艺要求。随着智能控制的发展，以模糊控制为基础的模糊PID控制发展日益完善，并且在温度控制中取得了比较好的控制效果。本设计以电阻炉为控制对象，以常规PID控制算法和模糊PID控制算法为理论依据分别对电阻炉进行温度控制。运用MATLAB软件仿真控制过程，通过在控制过程中不断改变普通PID控制器以及模糊PID控制器的三个参数来达到温度控制的目的。我们通过仿真结果可以看出，模糊PID控制无论在响应的快速性、抑制系统超调量，还是在抗干扰方面都具有比常规PID控制更好的优越性。本论文以实际对象进行控制，起到了良好的控制效果，对现实也具有一定的借鉴意义。
上传时间： 2022-07-18
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数学建模与数学实验（第3版）课件+matlab
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