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电子万能材料试验机是测定材料机械性能的基本设备之一,应用范围广泛。随着试验机技术和微电子技术的快速发展,旧有的试验机测控系统已逐渐不能适应广大用户的测试需求,迫切要求新一代试验机测控系统向数字化、智能化、集成化方面迈进。
本课题研究的主要任务是针对原有的材料试验机存在的缺陷,进行技术改造和升级,将嵌入式操作系统Μc/OS_II移植到ARM处理器上,共同构建试验平台,论文主要围绕如下几个方面的进行了研究工作:
1. 针对原来试验机控制系统存在的缺陷,结合最新国家材料试验标准,通过对系统工作原理和试验参数分析的基础上,提出控制系总体设计方案。主控制器改用ARM7体系结构的LPC2210,A/D转换芯片改用24位模数转换器CS5532,上下位机数据交换改用USB口进行通讯。
2. 根据改进后的总体设计方案,完成硬件电路的设计。编写Μc/OS_II与LPC2210的硬件接口函数,移植Μc/OS_II到LPC2210,测试移植代码的正确性。
3.结合硬件电路的设计,编写基于Μc/OS_II的USB驱动,数据采集驱动,电机控制驱动以及键盘扫描驱动等。将各个控制模块设计成独立的控制任务,创建消息队列和信号量来实现各个任务之间的信息传递。
4.针对万能试验机交流伺服系统和材料试验的特性,建立交流伺服系统的动态数学模型,应用模糊策略,设计位置模糊控制器和力值模糊PID控制器,并对控制策略进行了仿真研究和分析。