大型氧化铝卸船机智能控制系统设计

论文摘要

气力式氧化铝卸船机是一种技术含量较高的港口装卸设备,其自动控制部分基本依赖国外进口,采用微处理器芯片实现其自动控制方面的研究也相对较少。开发一种适用于氧化铝卸船机的智能控制系统,对于提高港口机械的自动化程度有着重要的意义。为了开发出一种切实可用的控制系统,本文对氧化铝卸船机控制系统的研究本着系统需求与控制理论的实际应用相结合的原则,对卸船机控制系统问题展开研究与设计。其核心内容为确定管道输送气流速度、设计氧化铝卸船机控制系统硬件、软件部分和控制算法。在硬件设计工作中充分利用了其他控制系统已有的相关模块,并结合控制系统要求做了适当的改进。在软件设计中讨论了系统软件的总体结构和组成,对其中的相关部分进行了设计和讨论。最后,在研究了现有控制算法的基础上,针对实际设计要求,提出了适用于本控制系统的改进控制算法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和国内外发展现状
• 1.1.1 引言
• 1.1.2 课题研究的主要对象
• 1.2 课题研究内容和关键技术
• 1.2.1 课题研究内容
• 1.2.2 课题的关键技术
• 1.3 课题的研究意义和应用前景
• 第二章 气力系统研究
• 2.1 气力式卸船机气源及其特性
• 2.2 输送管道风速
• 2.2.1 氧化铝粉末自由悬浮速度的确定
• 2.2.2 输料管内气流速度的确定
• 2.3 小结
• 第三章 氧化铝卸船机控制系统软、硬件总体结构
• 3.1 嵌入式系统概述
• 3.1.1 嵌入式系统概念
• 3.1.2 嵌入式系统的特点
• 3.1.3 嵌入式系统开发流程
• 3.2 氧化铝卸船机系统硬件基本结构
• 3.3 氧化铝卸船机控制系统软件设计结构
• 3.3.1 顺序程序设计方法
• 3.3.2 采用实时多任务操作系统
• 3.4 小结
• 第四章 系统硬件设计与实现
• 4.1 主控制器电路的设计与实现
• 4.1.1 主芯片的选择
• 4.1.2 ADuC8xx系列芯片的主要特点
• 4.2 系统硬件模块设计
• 4.2.1 扩展数据存储器电路
• 4.2.2 复位系统
• 4.2.3 电源电路设计
• 4.2.4 晶振电路设计
• 4.2.5 串行接口电路设计
• 4.2.6 IIC接口电路设计
• 4.2.7 模拟信号采集电路及数字信号控制输出电路
• 4.2.8 键盘及LED 显示电路
• 4.2.9 声光报警电路
• 4.3 硬件可靠性分析
• 4.3.1 硬件电路电磁兼容性问题
• 4.3.2 硬件抗干扰技术
• 4.4 小结
• 第五章 系统软件设计与实现
• 5.1 编程环境简单介绍
• 5.1.1 ADuC841 开发工具
• 5.1.2 uVision3 集成开发环境
• 5.1.3 编辑器和调试器
• 5.1.4 C51 编译器
• 5.1.5 代码优化
• 5.1.6 RTX51 实时核模块
• 5.2 模块化程序设计方法
• 5.3 系统软件的设计与实现
• 5.3.1 主程序分析
• 5.3.2 键操作程序
• 5.3.3 计时中断程序
• 5.3.4 LED显示程序
• 5.3.5 串口通信程序
• 5.3.6 数据采样AD转换程序
• 5.3.7 数据输出DA转换程序
• 5.3.8 看门狗复位
• 5.3.9 PID调节控制算法
• 5.4 小结
• 第六章 论文总结与未来的工作
• 6.1 论文总结
• 6.2 未来的工作
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果