全数字电动执行器的开发与研究

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单片机应用技术和模糊控制技术是当前信息科学中具有较强实用性的两个重要的分支。本文以电动执行器为控制对象,用80C196KC单片机实现模糊控制算法,对模糊控制规则的自寻优模糊控制算法进行了深入的研究,并且进行了仿真实验和实际的应用。论文共分为七章,第一、二章介绍了课题的基本情况和总体设计方案。第三章介绍了模糊控制的原理、模糊控制器的特性以及设计方法,并深入研究了模糊控制系统的在线学习和自寻优的方法。仿真和实际应用的结果表明,运用控制规则自寻优模糊控制算法实现对电动执行器的控制能够达到比较好的效果。第四章介绍了电动执行器的控制器的总体结构以及各部分功能模块的硬件和软件的设计。第五章讲述了上下位机的通信和差错控制方法,以及几种操作方式的优先级安排及切换。第六章介绍了系统软硬件的可靠性设计。最后是结论,论述了本系统的特点和实际的控制效果。 本论文的的主要工作和研究成果如下: 1.详细介绍了以80C196KC单片机为核心的应用系统的开发,尽量地利用单片机内部的资源和功能实现系统的设计。介绍了A/D模块、D/A模块、显示模块、红外遥控模块、通信模块等功能模块的设计与应用。 2.对于一个智能测控仪表的开发,除了主要的控制功能之外,很重要的技术就在于通信接口的可靠性、通信协议的功能、以及通信差错控制的方法。本论文所论述的系统选用抗干扰性强、通信速率高、通信错误率低的CAN总线通信,以适应于总线分布式控制系统的发展。 3.对于安装在各种环境下的智能电动执行器来说,对它调试的方便性一直是用户所关心的。因此本文根据这种情况开发了电动执行器的红外遥控功能,用遥控器既可以对电动执行器进行现场调试,也可以对它进行各种参数的设定。 4.系统的抗干扰性能直接影响到系统运行的可靠性。本文详细介绍了在设计该系统时采取的硬件和软件抗干扰措施。 5.用delphi语言设计、开发了采用上位机对电动执行器的参数设定,运行状态监控的界面,包括数据库在内。 系统的实际运行结果表明,本系统控制方案合理,运行的可靠性高。采用具有在线学习功能的模糊控制算法,使得系统具有跟踪性好,稳态精度高,超调量小,操作人员操作、调试方便等优点。
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