论文摘要
随动系统,以机械位置或角度作为控制对象,主要用于解决位置跟踪的控制问题。它广泛应用于军事装备和工业生产自动化领域。嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础,软硬件可裁减、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。本文将嵌入式系统的概念引入传统的随动系统设计,提出了基于微处理器—ARM和嵌入式实时操作系统—μC/OS-II的随动控制系统设计方案。本文首先回顾随动系统的发展情况,分析了嵌入式系统用于随动控制的优点,比如实时性的提高、硬件和软件的模块化设计等等;接着介绍了嵌入式微处理器和嵌入式操作系统的选型,一种合适的MCU+RTOS的组合可以使随动控制系统的硬件设计和软件设计简单化;然后分析了伺服电机的数学模型,建立了随动控制系统三闭环模型,并使用Matlab软件进行仿真调试,得到了较好的仿真结果;最后介绍了系统的整体架构和软硬件设计。整个系统采用了C/S的架构,现场控制器选择了ARM+μC/OS-II的设计方案,利用基于μC/OS-II嵌入式操作系统的小型TCP/IP协议栈实现了远程控制计算机通过交换机和现场控制器通信。远程控制软件采用在Windows平台下使用Visual C++编程设计。在此基础上设计的基于ARM微处理器的随动实验开发平台,增强了控制的灵活性,实现了智能化控制。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 随动系统及研究现状与应用1.2 随动控制系统的发展方向1.3 本文的主要内容1.4 本文的组织结构第二章 嵌入式操作系统和嵌入式处理器的介绍及选型2.1 嵌入式系统的现状和发展趋势2.2 嵌入式微处理器2.2.1 ARM 处理器简介2.2.2 ARM 微处理器核的选择2.3 嵌入式操作系统2.3.1 典型的嵌入式操作系统2.3.2 嵌入式操作系统的选型第三章 系统建模与仿真分析3.1 随动控制系统组成结构3.2 系统的模型3.2.1 电机的数学模型3.2.2 电机模型参数辨识3.2.3 模型分析与验证3.3 系统控制算法研究3.3.1 电流环的控制算法设计3.3.2 速度环的控制算法设计3.3.3 位置环的控制算法设计3.4 本章小节第四章 系统硬件分析与设计4.1 硬件设计总体构成4.2 各主要模块设计4.2.1 微处理器的最小系统4.2.2 信号检测电路设计4.2.3 功率驱动电路设计4.3 硬件电路抗干扰措施4.4 本章小结第五章 系统软件设计与分析5.1 μC/OS-II 操作系统的内核5.2 μC/OS-II 在微处理器LPC2210 上的移植5.3 TCP/IP 协议栈在μC/OS-II 上的实现5.3.1 小型TCP/IP 协议栈5.3.2 SOCKET API 函数5.4 下位机软件的实现5.4.1 启动代码相关部分5.4.2 多任务操作系统流程5.4.3 任务的创建5.5 上位机软件设计5.5.1 系统体系结构的选择5.5.2 监控软件设计思想5.5.3 软件具体实现5.6 本章小节第六章 总结与展望6.1 本文的主要工作及主要贡献6.2 有关进一步研究的思考参考文献致谢在学期间的研究成果及发表的学术论文
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标签：随动控制论文; 嵌入式系统论文; 仿真论文; 协议论文;
