单片机技术教育的创新与实践

针对传统单片机教学中存在的问题,提出建立以Proteus为主的教学仿真平台,教学内容、教学方法与教学手段、教学项目设置、考核方式等方面进行提出改革思路,为培养学生的技术应用和创新能力提供一种新思路。     

基于网络时滞补偿的模型预测控制

为了解决网络控制系统中不确定时滞、尤其是随机的长时延对控制性能造成的影响,提出了基于模型匹配和多步预测输出补偿的预测控制思想来改善控制性能。该算法通过采集到的传感器端至控制器端的时滞来估算控制器端至执行器端的时滞,并给出了传感器端和执行器端数据处理的算法,建立起与实际网络结构匹配的预测控制模型,采用多步预测输出来补偿控制量的传输滞后。该模型不依赖于网络参数和时滞分布特性,可根据不同对象选取合适的预测控制算法,适用于实时系统。通过基于倒立摆对象的仿真和控制实例验证了该算法能有效地改善控制性能。     

基于IEEE 802.15.4协议GTS机制的实时控制系统研究

针对IEEE 802.15.4协议在实时控制领域的应用,分析了该协议的拓扑结构、超帧结构、同步机制等对控制系统设计的影响,指出为了获得确定性时延需采用信标模式下的GTS机制,得出最小的控制周期为15 ms;分析了时隙分配机制与控制节点的约束关系,给出了超帧中采样、控制量传递的时序关系;分析了诱导时延,得出同步前提下的最大诱导时延占控制周期的44％,并给出确保同步的最大有效载荷的计算公式;针对固定时延给出了一种控制量线性外推的控制策略补偿方法;最后通过对一阶倒立摆的控制仿真验证了该方法的有效性.     

一种新颖的代码保护系统的设计与FPGA实现

针对嵌入式系统软件代码容易被盗用的问题,提出了一种基于高速TDES的加密系统,由PC机上运行的预加密软件和安全芯片两部分组成,能够防范当前各种针对嵌入式计算机的软件程序的恶意窃取以及修改,有效保护Flash存储器中的嵌入式软件代码。     

实现CAN总线与组态王5.1数据交换的一种方法

本文介绍了利用自行设计的CAN总线转换器,通过DDE接口实现“组态王”5．1对多个CAN节点进行测控的实例。着重说明了转换器的软硬件设计及“组态王”与驱动程序的DDE数据交换。     

基于预测函数控制算法的水槽液位控制系统

设计了一种用于实验室的常规仪表与计算机相结合的水槽液位控制系统，并论述了其组成原理与系统设计。水槽液位系统广义对象采用一阶惯性加纯滞后来近似等效，考虑到其时间常数和滞后时间都比较大，故采用鲁棒性强、易于工程实施的预测函数控制策略，并通过“组态王”建立先进控制系统。实验结果表明预测函数控制方法是一种计算简单、抑制干扰能力强、跟踪性能好、误差较小的有效的控制方法。     

倒立摆对象的预测函数控制

基于预测函数控制的诸多优点,希望能将其应用于复杂的非线性不稳定高阶系统,研究了该算法在倒立摆系统中的初步应用。在简要介绍了预测函数控制基本算法的基础上,通过仿真和实例说明了单纯PFC算法不能镇定相对简单的一级倒立摆系统,而采用单纯的PID算法往往不能获得期望的控制性能,故提出了PFC-PID串级控制。先用PID内环镇定倒立摆系统,外环再用PFC算法优化控制性能。最后通过仿真和实例验证了该串级算法具有良好的控制性能。     

基于S3C2440+ATmega16的双核探路小车设计

本文提出了基于嵌入式Linux操作系统为软件平台的双核小车设计思想,给出了双核结构框图.硬件上介绍了循迹模块、电机驱动模块、视频模块的设计思路及驱动板原理图,软件上设计了系统流程图,分析了远程端与ARM主板及ARM主板与驱动板间通信格式.