使用颜色传感器TCS230的色卡检测研究

采用TAOS公司的颜色传感器TCS230作为颜色识别器件,其核心控制器件采用 Atmel公司的 AT89C2051微控制器实现逻辑控制和数据采集。数据经串口传送至上位机,对采集到的数据进行存储处理和颜色识别。本文对TCS230识别电路、通信电路及其附属电路进行了硬件设计。根据实验算法和硬件电路进行了软件设计,软件程序包括串口通信和颜色识别算法。实验结果表明,本设计方案合理,结果正确。     

自调式类神经PID控制器于压电微动平台之追迹控制(英文)

主要针对压电微动平台设计追迹控制器。压电致动器的非线性现象主要是受磁滞现象所影响,首先采用Prandtl-Ishlinskii(PI)模型来描述压电致动器的磁滞现象,利用最小平方算法识别出磁滞模型的权重值,再利用此模型求出其逆模型以前馈控制器来补偿,最后利用自调式类神经PID控制器来消除建模误差。实验验证方面,在PC-based压电控制平台架构下,利用前馈控制器与闭回路结合自调式类神经PID控制器进行定位控制。     

基于粒子群优化算法的永磁同步电机H2/H∞混合控制

为了提高永磁同步电机(PMSM)控制系统的控制性能,设计了一种混合H2/H∞控制器。通过混合灵敏度方法设计系统的H∞次优控制器,采用粒子群优化(PSO)算法选取H2性能指标最小的控制器,从而得到混合H2/H∞控制器。采用仿真对所设计控制器的性能与比例积分(PI)控制器进行了对比测试,测试结果证明了混合H2/H∞控制器具有比PI控制器更好的控制效果,同时也表明采用PSO算法进行控制器设计是有效、可行的。     

Internet拥塞控制系统校正控制器的一种新的设计方法

当前Internet拥塞控制系统中,作为闭环拥塞控制系统的校正控制器,采用了AQM(Active Queue Management)控制器技术;AQM控制器中通常采用RED(Random Early Detection)算法,但RED算法存在一系列缺点;文章在校正控制器的设计中,采用状态反馈控制算法,以提高Internet拥塞控制系统的控制性能。内容包括:被控制系统模型、状态反馈控制器设计及状态变量测量等问题;最后通过NS2平台上的仿真计算,验证了所提出方法在动态性能上优于RED算法。     

基于DSP的大输液可见异物检测系统设计

设计了一套基于机器视觉的大输液可见异物自动检测系统.利用高速旋转装置获取运动异物的序列图像,采用嵌入至高速DSP中的异物检测与识别算法对序列图像进行处理,DSP将处理结果输送至控制器,并由控制器做出相应动作.重点研究了异物的检测与跟踪识别方法,针对快速降落及相似异物难以准确跟踪的问题,对Mean Shift跟踪算法作了...     

无标定图像视觉伺服控制方法研究

针对视觉伺服控制识别速度慢、精度低的问题，提出一种基于反向传播(BP)神经网络和遗传算法的视觉伺服控制算法。该算法对机器人与图象复合雅可比矩阵建模得到初始的BP神经网络视觉伺服控制器，采用遗传算法对控制器的初始权重和阈值进行训练，得到混合优化的视觉控制模型。该算法可以有效地将遗传算法良好的全局搜索能力与BP神经网络的精确局部搜索功能相结合。实验结果表明，收敛速度加快的同时误差下降为原来的4.6%,为机器人控制提供了一种简单有效的方法。     

基于GPC算法的网络控制系统研究

针对具有随机时延的一类网络控制系统(NCS),文章设计了一种基于时延补偿和广义预测控制(GPC)算法的控制器。该控制器根据数据包的时间戳计算传感器-控制器时延,通过时延补偿得到被控对象当前的状态和输出,采用GPC算法计算控制量。仿真结果证实了该控制器的有效性。     

一种适合多协议防碰撞的射频识别阅读器设计

针对目前市场上射频识别阅读器只能识别单协议标签的情况,设计了一种能够识别ISO/IEC15693和ISO/IEC14443-3 TYPE A两种协议标签的射频识别阅读器。采用TI公司的13.56MHz频段下的芯片S6700作为射频模块,现场可编程逻辑器件作为控制器,和单片机相比,减少了外围电路。同时针对同时读取多标签的情况,提出了一种改进的动态二进制防碰撞算法,用计数器保存标签的休眠程度,理论分析和仿真结果表明其性能优于动态二进制算法。     

水下智能识别与自主抓取机器人设计与实现

设计了一款面向海珍品捕捞的水下智能识别与自主抓取机器人. 首先通过YOLOv4-tiny网络对海珍品图像 离线训练, 设计单双目自适应切换与多目标选择算法以实现海珍品在线识别与持续定位. 进一步, 采用声呐与深度 传感器融合策略获取水下机器人深度信息, 设计基于模糊比例–积分–微分控制的定深抓取控制器, 以确保目标定位 与抓取过程中深度信息的有效反馈. 所提目标识别算法, 具有实时性强、复杂度低优点; 同时, 定深与抓取控制器, 不依赖于系统复杂模型, 可适应不同海况下的精确抓取. 最后, 通过试验验证了方法的有效性.     

多移动机器人的目标跟踪研究

针对多移动机器人对固定目标和动态目标跟踪问题进行了研究;首先基于l－φ闭环控率对多移动机器人进行刚性编队,建立运动学模型,采用leader-follower协调策略算法,实现了多移动机器人的协调合作;然后采用SURF算法识别目标,通过路径规划实现对固定目标的跟踪以及利用卡尔曼滤波器实现对运动目标的跟踪,设计了基于Backstepping方法的控制器,使多移动机器人能稳定跟踪目标;最后用MATLAB进行仿真;仿真结果表明,所设计的控制器和算法能使多移动机器人的跟踪误差快速收敛于零,适用于多移动机器人对目标的跟踪。     

ENC28J60和AS3990的网络UHF读写器设计

为了实现超高频(UHF)读写设备的远程实时交互功能,本文基于以太网网卡芯片ENC28J60和超高频射频识别芯片AS3990,利用LPC2138作为主控制器,实现了超高频网络读写器的软硬件方案设计。在读写器上移植实时操作系统μC/OS-II和轻量级IP协议LwIP,使读写器可以连入互联网,实现了读写参数远程配置和数据实时交互,满足了快速发展的RFID产业对UHF读写器多样性需求。     

基于EtherCAT的工业机器人控制器设计

针对控制器系统在开放性和实时性等方面存在的不足,设计一种利用EtherCAT协议进行通信的工业机器人控制系统体系结构。为使系统具有更高的可靠性和实时性,利用嵌入式微处理器ARM作为硬件核心,在μC/OS-II的基础上采用组件式分层结构设计软件架构,以提高可重用性。实验结果证明,该控制器系统实时性强,且便于扩展。     

基于短期负荷预测的分布式供能系统实时优化控制研究

提出了一种基于短期负荷预测的分布式供能系统实时优化控制方法。控制器通过OPC通信方式从监控系统中实时获取所有换能站设备运行数据、终端用户用能数据以及管网运行状态数据,再将这些现场数据经归一化处理后送给神经网络预测模型对下一时刻的终端用户冷(热)负荷需求进行预测。预测的终端用户负荷加上管网的损耗负荷便是整个供能系统的负荷需求,控制器根据能源供需平衡的原则计算出最优的设备运行参数,实现节能优化控制的目标。     

基于FPGA的航空发动机电子控制器设计技术研究

基于FPGA的并行运行、可重配置以及采用软/硬件协同设计的技术特点,提出了一种基于FPGA的片内分布式航空发动机电子控制器设计方法。重点研究了FPGA内嵌处理器选型、硬件协处理器及同步数据总线设计等3个关键技术问题。在此基础上,基于Altera FPGAEP2C35设计了控制器原理样机,并进行了硬件性能测试,结果表明该控制器设计方法在当前的技术条件下具有实施的可行性。所提出的发动机电子控制器设计方法有利于克服当前集中式电子控制器设计时存在的软件高度定制、可重用性差、并行实时任务开发难度大、开发效率低等缺     

基于ActiveX控件及多线程的串行通信

详细介绍了基于Activex控件和多线程的串行通信模块的设计方案,分析了串行通信中所要求的实时性、更高效率的执行时间、存储空间、较短开发周期和较高可靠性、并发性等各种因素,以面向对象的分析和设计为指导,实现了一个封装完整的、具有数据收发和协议处理功能的ActiveX控件,实现了基于多线程技术串行通信。     

面向可重构控制器实时中间件的设计与实现

可重构控制器的出现要求系统软件模块不但要满足性能和精度要求,还应具有模块化、可集成、可重用等特性.如果将实时中间件引入到控制器的设计中,由中间件管理模块间的交互,可实现控制器的可重构.建立基于RTLinux和实时CORBA的实时中间件平台,需要将CORBA引入RTLinux实时内核空间.该文给出了RTLinux实时内核中的实时CORBA和minimum CORBA实现RTCK的设计,并基于RTLinux MBuff共享内存驱动和实时FIFO设计和实现了GIOP通信协议,最后给出了RTCK与TAO的延迟抖动测试结果并做了相关的分析.     

基于SOPC的多通道智能PID控制器

针对传统的多通道数字PID控制器实时性较差的特点,本文提出一种利用FPGA技术实现多通道PID控制器的硬件设计方案。并且采用模糊自整定方法对PID控制器参数进行实时调节,实现PID控制器的自适应功能。     

基于实时仿真平台直升机系统控制策略研究

直升机飞行控制系统属于典型的多输入-多输出系统,本身具有非线性特性,是控制系统工程中较为复杂的被控对象,设计有效的低成本的直升机的飞行控制系统日益受到重视.本文设计了一种新型的直升机实时仿真系统,利用加拿大Quanser公司开发的三自由度运动仿真平台,基于Matlab的实时工作间进行了飞行控制系统的设计,通过代码自动生成环境产生实时仿真代码,进行仿真实验.本文介绍了系统的组成,建立了系统的数学模型,设计了系统的控制器,并对最优控制策略进行了研究.控制器在传统PID控制方案的基础上采用LQR控制方案.最后经仿真验证可知,LQR控制器可以实现最优控制,该系统控制效果较好.     

Online adaptive utilization control for real-time embedded multiprocessor systems

Many embedded systems have stringent real-time constraints. An effective technique for meeting real-time constraints is to keep the processor utilization on each node at or below the schedulable utilization bound, even though each task’s actual execution time may have large uncertainties and deviate a lot from its estimated value. Recently, researchers have proposed solutions based on Model Predictive Control (MPC) for the utilization control problem. Although these approaches can handle a limited range of execution time estimation errors, the system may suffer performance deterioration or even become unstable with large estimation errors. In this paper, we present two online adaptive optimal control techniques, one is based on Recursive Least Squares (RLS) based model identification plus Linear Quadratic (LQ) optimal controller; the other one is based on Adaptive Critic Design (ACD). Simulation experiments demonstrate both the LQ optimal controller and ACD-based controller have better performance than the MPC-based controller and the ACD-based controller has the smallest aggregate tracking errors.     

基于CompactRIO的激光电源远程监控

针对目前大功率激光电源实时监测难度大的问题,设计了基于CompactRIO实时控制器的大功率激光电源远程监控系统.以LabVIEW实验室虚拟仪器集成环境为开发平台,由PC客户端和实时(RT)控制器端组成,实时控制器端将激光电源的实时状况经过以太网实时打包传送给远程监控端,远程控制端则将所收到的信息解包并显示在监控界面上,监控系统即可对激光电源的各项参数实现远程可视化监控.经反复测试,结果表明:系统运行稳定,满足监控要求.在远端的工作人员不用亲临现场,通过远端的控制端可以实时了解激光电源的工作状况,达到了对激光电源的远程监控的目的.