《嵌入式系统在一阶倒立摆运动控制中的应用 硕士研究生答辩课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《嵌入式系统在一阶倒立摆运动控制中的应用 硕士研究生答辩课件（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、*1电力电子与电力传动研究所运动控制实验室学科：电力电子与电力传动 导师：陈宏钧 学生：王瑜琳 时间：05年6月22日嵌入式系统在一阶倒立摆 运动控制中的应用*2电力电子与电力传动研究所运动控制实验室利用嵌入式系统与网络的结合，对一阶倒 立摆实验系统进行远程监控，进而对控制 中存在的时间滞后问题进行理论研究。 课题的背景、目的和意义目的*3电力电子与电力传动研究所运动控制实验室工作任务运动控制卡的开发倒立摆的远程监控时滞问题的研究*4电力电子与电力传动研究所运动控制实验室倒立摆理论意义工程背景提供桥梁课题背景*5电力电子与电力传动研究所运动控制实验室不足 1.体积庞大，接 线和端口复杂 2.核
2、心控制器的 PLC，其运算速度 较慢 *6电力电子与电力传动研究所运动控制实验室计算机技术网络技术通讯技术嵌入式系统的 特点*7电力电子与电力传动研究所运动控制实验室简化过程新的控制方式解决典型问题课题意义*8电力电子与电力传动研究所运动控制实验室控制算法控制方式 国内外的研究现状及分析倒立摆的研究*9电力电子与电力传动研究所运动控制实验室嵌入式系统的 广泛应用*10电力电子与电力传动研究所运动控制实验室BL2000实验平台 倒立摆运动控制卡的设计*11电力电子与电力传动研究所运动控制实验室1.高效、快速的处 理器； 2.丰富的片上资源 ； 3.易于开发的软件 平台 。特点*12电力电子与电力
3、传动研究所运动控制实验室控制系统示意图*13电力电子与电力传动研究所运动控制实验室运动控制卡摆角信号检测位置检测伺服电机驱动*14电力电子与电力传动研究所运动控制实验室运动卡系统 框图*15电力电子与电力传动研究所运动控制实验室摆角信号的检测摆角信号的传输摆角信号的检测*16电力电子与电力传动研究所运动控制实验室为避免干扰，采用电压/电流转换 ，将电压转化为420mA电流， 然后利用250欧精密电阻转换为 电压信号； BL2000板卡A/D转换的精度测试摆角信号的传输 与转换*17电力电子与电力传动研究所运动控制实验室BL2000板卡A/D转换测试曲线*18电力电子与电力传动研究所运动控制实验
4、室位置的检测码盘脉冲计数模块*19电力电子与电力传动研究所运动控制实验室AM26LS32原理图*20电力电子与电力传动研究所运动控制实验室QA740808R管脚图及工作原理*21电力电子与电力传动研究所运动控制实验室伺服电机的控制控制原理*22电力电子与电力传动研究所运动控制实验室数字量信号电气原理图*23电力电子与电力传动研究所运动控制实验室驱动电压输出电平移位电路 *24电力电子与电力传动研究所运动控制实验室基准电压源的精度BL2000的D/A输出精度电路中电阻的精度驱动电压 输出精度运算放大器的性能*25电力电子与电力传动研究所运动控制实验室基准电源v基准电压源采用Maxim公司的+5V
5、精密基准芯 片REF02 ，供电电压+8V+40V，最大供电电 流1.4mA，精度为*26电力电子与电力传动研究所运动控制实验室BL2000的D/A输出vBL2000的D/A输出， 采用的核心器件是德州 仪器公司的TLC5618， 它是双路12位电压输 出数字模拟转换 器 ，理论上输出精度可达 0.001V*27电力电子与电力传动研究所运动控制实验室电阻和运放的选择q为保证精度，采用0.1%误差的精 密电阻； q运放采用OP07*28电力电子与电力传动研究所运动控制实验室电气原理图*29电力电子与电力传动研究所运动控制实验室电平移位电路测试曲线*30电力电子与电力传动研究所运动控制实验室扩展板
6、卡实物图*31电力电子与电力传动研究所运动控制实验室运动控制卡实物图*32电力电子与电力传动研究所运动控制实验室实物接线图*33电力电子与电力传动研究所运动控制实验室 嵌入式Internet的实现Dynamic C软件平台 HTML语言；CGI、SSI动态页面技术*34电力电子与电力传动研究所运动控制实验室*35电力电子与电力传动研究所运动控制实验室*36电力电子与电力传动研究所运动控制实验室C/OS- 实时操作系统*37电力电子与电力传动研究所运动控制实验室系统实验*38电力电子与电力传动研究所运动控制实验室 基于Internet的时滞问题研究问题的提出基于Internet的远程监控实验中，
7、 存在控制器响应时间滞后的现象*39电力电子与电力传动研究所运动控制实验室Internet的前身是ARPA网络，70年代它与 美国四所大学连接，形成Internet的雏形目前，Internet拥有上千万的用户，已经 发展成为一个世界范围的由各种各样的计算 机组成的大的网络Internet的发展*40电力电子与电力传动研究所运动控制实验室空间 探测远程 医疗地底 作业海洋 勘探核能 利用基于Internet的远程控制*41电力电子与电力传动研究所运动控制实验室时间滞后的不确定性 难以用确定的随机规律描述远程控制中存在的问题*42电力电子与电力传动研究所运动控制实验室基于TCP/IP协议的数据传输
8、*43电力电子与电力传动研究所运动控制实验室网络时滞T可以表示为以上形式，其中 ： Ts为本地主机数据处理延时 Tp为物理线路上信号传输延时 Tr为中间路由器数据处理延时 Td为远程主机数据处理延时 Internet数据传输中 时滞产生的原因*44电力电子与电力传动研究所运动控制实验室Nilsson首先在NCS领域做出贡献引入了NCS中时间滞后的模型 ，分 为三个阶段：时滞恒定，时滞呈 随机分布，时滞呈Markov分布 提出了最优随机控制理论 做出若干重要假设*45电力电子与电力传动研究所运动控制实验室基于Internet系统的模型 建立及简化*46电力电子与电力传动研究所运动控制实验室国外研
9、究现状采用网络时滞的动态补偿器 假设时滞为常数，设计控制器 系统辨识与控制理论相结合 法国Lirmm采用硬件方法实现 改进Internet传输协议提出时滞为常数的两种情况*47电力电子与电力传动研究所运动控制实验室国内研究现状主要是进行理论研究和仿真实验 ，实际应用较少 北京理工大学的吴平东、王晓峰 等人，已经获得了国家自然科学 基金的资助*48电力电子与电力传动研究所运动控制实验室基于TCP/IP的远程控制系统中动态补偿器的仿真研究. 北京理工大学学报，2002基于TCP/IP网络的远程伺服控制系统中的动态模糊控 制器. 计算机应用，2002基于TCP/IP的远程控制实验系统中再现网络时延的研 究. 北京理工大学学报，2003远程控制系统中实时采样信息的研究. 计算机工程与应 用，2003 基于因特网的远程控制中网络延时特性分析. 计算机工 程与应用 ，2004 基于神经网络预测远程控制系统中信息延时的研究. 计 算机工程与应用，2004*49电力电子与电力传动研究所运动控制实验室 本文的结论1.验证BL2000单板控制器的性能 2.体现Dynamic C的强大功能 3.网络、嵌入式系统与控制，三者 结合具有重要意义 4.实验中的时滞问题，属于当今研 究领域的热点 5.在控制中采用嵌入式系统的趋势*50电力电子与电力传动研究所运动控制实验室
