载人自平衡电动独轮车的控制系统设计

针对电动独轮车的载人自平衡功能,建立电动独轮车控制系统,设计控制系统的硬件和软件.硬件部分主要由以STM32单片机为核心的控制系统、MPU6050姿态感知系统、电机驱动系统和直流无刷电机等模块组成.软件部分是在KEIL软件平台下采用C语言编写程序,主要实现对采集到的姿态数据进行卡尔曼滤波处理、PID控制算法以及电机驱动等功能.研究结果表明,电动独轮车具有较好的载人自平衡效果.     

基于单片机的温度控制系统的设计

针对单片机温度控制系统采用传统控制方法容易出现响应速度慢、振荡剧烈、控制精度低等问题,对单片机温度控制系统的硬件电路、控制精度、控制算法等方面进行了设计研究;基于以AT89C51单片机为核心运用DS18B20温度传感器的温度控制系统,提出了变论域模糊PID控制算法,将变论域模糊控制和PID控制相结合,结合生猪猪舍温度控制系统对传统PID控制算法以及变论域模糊PID控制进行对比分析;实验结果表明,设计的温度控制系统采用了变论域模糊PID控制算法,提高了控制精度,加快了系统的响应速度,从而增强了温度控制系统的实用性,产生了重要的实际工程意义。     

大功率三轴电动仿真转台控制系统的工程实现

介绍了大功率三轴电动仿真转台控制系统的总体设计与实现。首先介绍了系统的应用背景及总体结构方案,然后介绍了系统的硬件工程实现,该系统采用一台工控机及相应的接口卡实现三轴转台的监控管理和伺服控制;最后介绍了系统的软件工程实现,针对设计好的硬件,位置环采用模糊算法、速度环采用变增益控制算法,在Windows NT操作系统下,利用VC 语言完成了该转台控制系统监控管理和伺服控制的软件设计。该转台已投入使用,效果良好。     

基于模糊PID的悬吊式机械臂重力补偿控制系统设计

针对悬吊式机械臂在工作过程中受起吊荷载的影响而产生的重心不稳现象,在模糊PID控制算法的支持下,进行悬吊式机械臂重力补偿控制系统设计研究。硬件方面,改装主控制器、传感器和通信模块,加设重力补偿装置及驱动电机设备。在此基础上完成软件设计,根据机械臂的组成结构以及工作原理,构建悬吊式机械臂数学模型。在该模型下,检测悬吊式机械臂实时位姿,针对不同位姿建立相应的重力平衡方程。计算机械臂负载力矩,利用模糊PID算法求解机械臂重力补偿控制量,实现悬吊式机械臂重力补偿控制功能。实验结果表明：与传统重力补偿控制系统相比,优化设计系统的控制误差降低了0.056kN,机械臂的稳定系数提升了0.14,即优化设计系统可提高补偿控制效果,具有一定应用价值。     

基于多模态PID的曳引机驱动控制系统设计

曳引机的驱动控制系统是垂直升降电梯的关键设备,对电梯性能具有重要影响,具有较大的研究价值;对一种基于多模态PID控制的永磁同步曳引机电梯驱动控制系统进行了研究;给出了曳引机驱动控制系统的总体设计方案,将系统分为主控模块、驱动模块和信号采集模块进行设计并介绍了各模块硬件电路的设计;针对曳引机控制采用了电流、速度双闭环控制算法,给出了主控制器DSP的软件流程设计,并对速度环采用的多模态PID控制算法进行了研究;在电梯公司的试验塔对设计的驱动控制系统进行现场调试,调试结果表明电梯在高、中、低速下都能够良好地跟踪给定的S型速度曲线,且超调量较小,稳态误差较小,可以满足电梯控制的性能指标要求。     

基于LPC2131的EPS控制系统设计

电动助力转向系统（EPS,Electric Power Steering）是保障车辆安全性和可靠性的最重要的关键系统之一,而EPS控制系统设计的优劣与EPS的性能指标直接相关,因而EPS控制系统的设计是车辆设计中的重要一环。本文采用高性能的ARM微处理器LPC2131来设计EPS控制系统的内核,引入模糊PID控制策略以及补偿控制算法和分层结构模块化硬件电路设计思想进行构建,并利用容错和冗余技术等措施对该系统进行优化,最终提出该系统的总体设计方案和具体的设计内容,并进行相关的试验验证系统的有效性。     

导弹电动伺服机构控制器电路设计

针对导弹电动伺服机构控制系统中无刷直流电机的三闭环控制需求,提出了一种DSP和FPGA组合设计电动伺服机构控制系统硬件设计方案,其中DSP实现复杂控制算法和实时控制程序,FPGA实现时序控制逻辑。同时还扩展了基于BU-61580总线协议芯片的1553B总线接口电路设计,以满足新型弹上总线式控制系统的接口要求。电机功率驱动电路采用智能功率模块（IPM）设计实现,位置、转速、电流信号检测分别采用绝对值编码器、旋转变压器和霍尔电流传感器设计完成。硬件调试结果表明,所设计的硬件电路工作稳定,达到了预期的设计要求。     

基于无线传感器的水利自动灌溉控制系统设计

为提高水利自动灌溉控制稳定性、减少数据采集时间,降低能耗开销,提出基于无线传感器的水利自动灌溉控制系统。软件设计部分由水利自动灌溉传感信息采集模块、自动控制信息处理模块、AD信息转换模块、水利自动灌溉的人机交互模块和接口模块组成。采用APLC21160逻辑控制处理器作为主控芯片,进行水利自动灌溉控制系统的程序控制,设计交叉编译模块进行水利自动灌溉控制指令加载。采用无线传感器进行水利自动灌溉控制系统的数据采样,通过开关频率转换的方法进行水利自动灌溉控制过程中的水流量自动化调节,结合模糊PID控制方法进行水利自动灌溉控制的算法优化设计。硬件设计部分通过DSP发送水利自动灌溉控制系统控制指令,采用VIX总线处理技术进行水利自动灌溉的控制总线设计,实现水利自动灌溉控制系统的硬件优化设计。系统测试结果表明,采用该方法进行水利自动灌溉控制系统设计的输出稳定性较好,系统的可靠性较高,具有能耗开销低,耗时短的特点。     

数字化阀门电动执行机构

论述了阀门电动执行机构的数字化控制器的设计与开发,应用数字信号处理器（DSP）作为控制系统的核心,采用智能功率模块（IPM）作为功率器件,控制策略采用直接转矩控制算法,给出了硬件和软件的选用和设计原则以及控制系统的流程图。     

基于嵌入式Linux地温空调室内风循环智能控制系统设计

地温中央空调室内风循环系统具有大滞后、非线性及大惯性等特点,采用常规PID控制算法控制效果较差,论文结合常规PID、模糊和智能采样原理设计了地温中央空调室内风循环系统的智能采样模糊PID控制算法,并采用Matlab进行了仿真研究;仿真结果显示,该控制算法能够有效提高系统的动态性能和抵抗干扰能力;论文给出了控制系统的网络化总体设计方案,进行了系统软硬件的具体设计;硬件平台采用ARM9内核的S3C2440片上系统,在嵌入式Linux软件平台下进行温度等信号的采集、与给定信号的比较、以及控制信号的计算输出等工作,通过CAN总线将最终的控制信号传递给末端风机模块,改变送风量,最终实现室内温度控制并达到节能的目的。     

基于模糊控制的冻结站节能控制系统的设计

为有效降低煤矿冻结法凿井冻结站的电能损耗,提高冻结站盐水泵的智能控制水平,设计了一种基于模糊控制的冻结站节能控制系统,详细介绍了系统的硬件工作原理,阐述了系统A/D采样处理模块、模糊控制模块、D/A频率输出模块、远程监控通信模块等的软件设计,并给出了流程图。该系统采用先进的嵌入式系统构建系统硬件控制系统,运用模糊控制算法实现变频器控制电机转速以适应变负荷的流量需求,达到了高效节能控制的目的。     

农业节水灌溉远程监控系统的设计与实现

为了提高农业灌溉的效率,节省灌溉成本,进行农业节水灌溉智能监控系统设计,提出一种基于ZigBee多传感器分布式数据采集的监控系统设计方法,系统设计分为硬件和软件两部分,首先进行农业节水灌溉远程监控系统的总体设计构架,灌溉远程监控系统的硬件模块化设计包括农业节水灌溉传感信息采集模块、AD模块、集成控制模块和接口电路。基于FPGA嵌入式设计方法,构建ZigBee多传感器分布式阵列,进行远程多点灌溉控制和监控。软件开发建立在LabWindows/CVI工程开发环境中,通过程序加载控制,实现远程监控系统改进设计。测试结果表明,该系统进行农业节水灌溉远程监控具有较好的人机友好性,监控的覆盖度较高,性能较好。     

新型现代有轨电车内PM2.5浓度实时监测系统设计

设计了一种新型的基于GPRS的现代有轨电车内PM 2.5浓度实时监测系统.系统包括车载硬件终端和中心平台,车载硬件终端实现对电车内PM 2.5浓度数据采集;中心平台以TCP协议的Socket通信为基础,采用Visual Basic软件设计,能实时显示和记录车内PM 2.5浓度的动态曲线以及历史数据.车载硬件终端与中心平台间采用GPRS网络模块SIM900A通信.该系统通过与车内空气净化器组合使用,可提高车内空气质量.     

基于嵌入式移动机器人的模糊控制算法设计

以LPC2131的教育机器人为硬件基础,介绍了实时操作系统μCOS—Ⅱ的移植方法,并实现了模糊控制算法应用于机器人的速度控制。采用结构化的软件设计方法,此方法易于将其他复杂控制算法应用于机器人;同时,可使之成为一个运动控制软件设计的学习平台,如电机控制、系统中断、基于实时操作系统的运动控制等。     

简易自动控制原理实验系统设计

针对传统高校实验室自动控制原理实验平台价格昂贵和操作复杂的缺点,设计一种价格便宜和操作方便的简易实验系统。该系统分为硬件和软件两部分,硬件部分采用模块化设计思想,主要包括电源模块、信号发生器模块、基本实验环节模块、控制系统模块和数据采集模块;其中控制系统采用双单片机系统AT89S52和ATmega16作为控制器,方便数据采集、处理和显示。系统软件部分采用LabVIEW开发平台,制作的虚拟示波器具有良好的人机交互功能,以及能对实验波形进行监测和后续处理。整个系统设计完成后,通过典型二阶振荡环节单位阶跃响应进行验证,实验结果与理论分析完全一致,证明该系统能代替传统的自动控制实验平台,具有价格便宜和操作方便的优点,在高校具有极高的推广价值。     

基于ADAM模块的污水处理控制系统的设计

主要介绍一种基于ADAM模块的污水处理监控系统.分别介绍了系统的总体结构、硬件设计、通讯设置以及基于组态王的软件设计.     

基于HKS1553BCRT芯片的1553B总线通信软件设计

为了提高1553B总线通信模块的统一性简化设计难度,文中选用HKS1553BCRT芯片作为系统开发的硬件平台。该硬件平台由于采用内部集成1553B协议处理器的高性能SoC,可以很好的解决多路1553B总线接口模块版本众多、互不兼容、硬件系统设计复杂的问题。基于该平台设计了一款通用的1553B通信软件,可同时支持静态总线和动态总线两种不同的工作模式,提出并实现了改进型静态总线控制（ImprovedStaticBusControllerISBC）协议。进一步满足了不同系统下数据传输需求,改善了1553B总线对实时消息的响应速度,本软件数据结构简洁、算法合理,对同类软件设计有一定的借鉴意义。     

基于VI的动态应变测试系统设计

该设计是为了对100多路动态应变信号进行测试。在测试过程中以动态数据采集模块PXI系列及前端调理适配设备SH系列为硬件平台,以流行的虚拟仪器(VI)软件LabVIEW为运行平台,开发了拥有系统配置模块、参数配置模块、状态检测模块、标定系统模块、数据采集模块、校准系统模块、数据处理模块七个模块组成的系统软件。最后通过应用证明了该系统的实用性、先进性、经济性和可靠性的特点。     

陀螺仪温度的模糊控制系统

为了提高陀螺仪温度控制系统的动态性能和控制精度,对传统的PID算法存在的不足进行了分析,提出了基于C8051F120单片机的陀螺仪温度模糊控制系统的设计方法,包括系统的硬件设计、软件设计和模糊控制器设计的方法;并通过计算机仿真和现场调试,结果表明模糊控制器比PID控制器具有更高的稳态精度和更快的动态响应速度.在系统设计中,所采取的软、硬件设计措施及模糊控制器的设计方法具有一定通用性,也可以应用到其它设备的温度控制系统中.