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1、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,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,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,倒立摆,理论意义,工程背景,提供桥梁,课题背景,不足,1.体积庞大，接线和端口复杂 2.核心控制器的PLC，其运算速度较慢,计算机技术,网络技术,通讯技术,嵌入式系统的 特点,简化过程,新的控制方式,解决典型问题,课题意义,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,嵌入式系统的广泛应用,BL2000实验平
2、台,倒立摆运动控制卡的设计,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,控制系统示意图,运动控制卡,摆角信号检测,位置检测,伺服电机驱动,运动卡系统框图,摆角信号的检测,摆角信号的传输,摆角信号的检测,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,BL2000板卡A/D转换测试曲线,位置的检测,码盘脉冲计数模块,AM26LS32原理图,QA740808R管脚图及工作原理,伺服电机的控制,控制原理,数字量信号电气原理图,驱动电压输出,电平移位
3、电路,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,基准电源,基准电压源采用Maxim公司的+5V精密基准芯片REF02 ，供电电压+8V+40V，最大供电电流1.4mA，精度为,BL2000的D/A输出,BL2000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,电阻和运放的选择,为保证精度，采用0.1%误差的精密电阻； 运放采用OP07,电气原理图,电平移位电路测试曲线,扩展板卡实物图,运动控制卡实物图,实物接线图,嵌入式Internet的实现,Dyna
4、mic C软件平台 HTML语言；CGI、SSI动态页面技术,C/OS- 实时操作系统,系统实验,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，存在控制器响应时间滞后的现象,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,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,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,基于TCP/IP
5、协议的数据传输,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,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,基于Internet系统的模型 建立及简化,国外研究现状,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
6、为常数的两种情况,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,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,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,Thank You!,
