基于DSP的称重控制器设计与研究

论文摘要

称重控制器是一种检测物料质量并且具有定量称重功能的智能仪器。称重控制器广泛应用于化工、建材、饲料加工等领域,它的控制精度往往直接决定产品的成品率和产品质量。称重控制系统往往由多台称重控制器组成的,是一个多输入、多输出互相耦合的系统,其控制模型复杂,干扰来源多。为了获得高精度的系统称重控制效果,其关键是如何提高称重控制器本身的精度。本文在充分分析了影响称重控制器控制精度的多种因素后,提出了以数字信号处理器(DSP)为核心的称重控制器设计方案。该方案利用数字信号处理器强大的数字信号处理功能,采用在线估计方法对称重控制对象的数学模型进行参数估计;并采用均值滤波加FIR数字滤波器滤波组成的二重数字滤波算法对称重信号进行处理。设计中充分考虑称重控制器组网及系统组成的功能,为控制器设计了通讯接口;为控制器本身设计了操作界面,便于参数、功能设定以及独立工作的操作。在完成控制器的硬件和软件设计后,针对称重控制器的信号检测和数据处理算法进行了仿真验证。其结果表明,称重信号的检测与处理算法抗扰能力强、快速性好,控制精度明显提高,为设计高精度称重控制器提供了一定的参考。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 称重控制器的现状与发展趋势
• 1.3 称重控制的关键问题
• 1.3.1 称重信号检测
• 1.3.2 称重信号的处理
• 1.3.3 选取适当的称重控制策略
• 1.3.4 称重控制器组网应用
• 1.4 本文完成的主要任务
• 2 称重过程建模及控制策略
• 2.1 称重控制器的工作过程
• 2.2 称重过程建模及参数估计
• 2.2.1 称重过程建模
• 2.2.2 模型参数估计
• 2.3 称重控制策略
• 3 称重信号检测与处理
• 3.1 称重信号的检测
• 3.1.1 传感器信号预处理
• 3.1.2 带采样校准的A/D 转换
• 3.2 采用二重数字滤波的称重信号处理
• 3.2.1 二重数字滤波思想
• 3.2.2 基于F2812 的二重滤波实现
• 4 基于DSP 的称重控制器硬件设计
• 4.1 称重控制器操作界面设计和硬件电路结构
• 4.2 称重控制器人机接口的电路设计
• 4.2.1 控制器菜单显示电路
• 4.2.2 控制器的键盘与质量显示电路
• 4.3 称重信号放大电路设计
• 4.4 称重控制组网通讯电路
• 4.4.1 采用RS-485 协议的控制器通讯接口设计
• 4.4.2 CAN 通讯接口
• 4.5 电源设计及防干扰措施
• 4.5.1 控制器电源设计
• 4.5.2 电源抗干扰措施
• 5 称重控制器软件设计
• 5.1 称重控制器主程序
• 5.2 自动控制程序
• 5.3 二重滤波的实现程序
• 5.4 带采样校准的A/D 转换程序
• 5.5 标定程序
• 5.6 控制器菜单显示程序
• 5.7 控制器的键盘与质量显示程序
• 5.8 控制器通讯程序设计
• 5.8.1 RS-485 接口通讯程序
• 5.8.2 CAN 接口通讯程序
• 6 称重信号检测与处理的仿真实验
• 6.1 A/D 采样校准实验
• 6.2 二重数字滤波的仿真实验
• 7 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集
• 详细摘要