基于ARM的电磁烘缸干燥装置智能控制系统研究

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烘缸是造纸机中一个很大的耗能元件,作为造纸行业节能环保的一个突破口,电磁感应加热是一种新型的纸张干燥技术。纸机用电磁烘缸具有燥效率高、辅助设备投入少和能源利用率高等优点,在节能降耗的大背景下,纸机用电磁烘缸在造纸企业中的应用前景变得更加广阔。纸机电磁烘缸在纸张的干燥过程当中,由于存在各种的外界干扰因数,使得纸机电磁烘缸的控制参数易变,非常不稳定。特别是电磁烘缸温度控制具有非线性、时滞性等特点,加大了纸机电磁烘缸自动化控制的不确定性,降低了电磁烘缸控制系统的稳定性和控制精度。本文研究了一种纸机用电磁烘缸智能控制系统,可以有效的控制电磁烘缸温度,使得系统具有较强的抗干扰力、良好的动态性能和稳态精度。本文从纸机用电磁烘缸的系统整体设计、智能控制系统平台的搭建及控制系统软硬件的实现等几个方面来对整个系统进行阐述,其主要内容包括以下几个方面:(1)完成智能控制系统的硬件设计,依托ARM9微处理器S3C2440作为主控制芯片,同时对其外围电路进行搭建。文中对S3C2440介绍之后,对温度检测模块进行了设计,完成了IGBT驱动控制电路的搭建。另外,完成高精度AD转换芯片AD7705驱动电路的设计,改进了纸机用电磁烘缸内置加热线圈位置的设置,采用分组多列式布局。(2)系统软件层面,完成了嵌入式操作系统Linux的移植和QT4的安装,实现了linux操作系统的自动运行和引导,为控制系统应用程序的稳定运行,提供了一个良好的软件环境。(3)对linux操作系统上硬件设备驱动程序的相关概念及其开发过程进行了简单的阐述后,分别完成了AD数据转换模块、模糊控制算法及RS-232模块等应用程序的设计,并通过QT/e软件开发设计了智能控制系统的友好图形用户界面,完成了上位机的组态。(4)模糊自适应PID控制器设计的研究。在Simulink环境中建立电磁烘缸温模糊控制系统的仿真模型,分别对常规PID控制和模糊自适应PID进行仿真对比和分析。
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