设计应用

121

基于ARM的数字调压控制系统设计与实现

北京工业大学软件学院

 摘要:随着电子信息技术和半导体技术的深入发展,嵌入式系统的应用日趋广泛,在控制领域之中更多的使用了高性能微处理器,以满足各方面越来越多的控制应用需求。基于ARM嵌入式平台的数字调压控制系统,克服了传统上以旋钮或滑变式变阻器对交流电压进行模拟控制的弊端。本系统以嵌入式技术为基础,在嵌入式平台上利用ARM微处理器实时控制数模信号的转换,以控制正弦波调压模块对交流电压的大小调节。本文中通过对本系统的实际测试,验证了数字调压控制系统的功能特性,并且定量测试得出了本系统可以实现对交流电压进行线性调节的结论。数字调压控制系统可作为对电压的智能调节装置应用于家庭、医疗及工业自动化等领域,并且具有调节精度高、调节线性度好,易于操作等特性。调压控制系统作为对电压的智能调节管理装置常用于家庭、医疗和工业自动化控制等领域。以往对交流电压的控制调节通常使用滑动式或旋钮式变阻器串接入电压回路中实现,旋钮的长时间旋转会导致调节不灵敏甚至失效,调节的精度降低,误差较大。随着电子科技和嵌入式技术的迅猛发展,嵌入式系统越来越多的应用于控制领域之中,在嵌入式平台上实现数字智能控制的调压系统有着重要的意义。文中选用ARM

设计应用

122

设计应用

123

设计应用

124

**测量电源纹波

德州仪器

**地测量电源纹波本身就是一门艺术。在图 1 所示的示例中,一名初级工程师完全错误地使用了一台示波器。他的**个错误是使用了一支带长接地引线的示波器探针;他的**个错误是将探针形成的环路和接地引线均置于电源变压器和开关元件附近;他的*后一个错误是允许示波器探针和输出电容之间存在多余电感。该问题在纹波波形中表现为高频拾取。在电源中,存在大量可以很轻松地与探针耦合的高速、大信号电压和电流波形,其中包括耦合自电源变压器的磁场,耦合自开关节点的电场,以及由变压器互绕电容产生的共模电流。图 1 错误的纹波测量得到的较差的测量结果利用正确的测量方法可以大大地改善测得纹波结果。首先,通常使用带宽限制来规定纹波,以防止拾取并非真正存在的高频噪声。我们应该为用于测量的示波器设定正确的带宽限制。其次,通过取掉探针“帽”,并构成一个拾波器(如图 2 所示),我们可以消除由长接地引线形成的天线。将一小段线缠绕在探针接地连接点周围,并将该接地连接至电源。这样做可以缩短暴露于电源附近高电磁辐射的端头长度,从而进一步减少拾波。*后,在隔离电源中,会产生大量流经探针接地连接点的共模电流。这就在电源接地连接点和示波器接

设计应用

125

空气压缩机防喘振优化控制系统设计

21IC电子网

分析空气压缩机防喘振控制系统现今应用较广泛的控制方案,并加以比较得出现有控制方案存在的优缺点。着重介绍模糊自适应 PID控制算法 的好处,通过合理有效的控制方案使系统性能达到*佳,即保证了其有效的节能,又能保证其**性。1.压缩机喘振产生原因喘振是压缩机固有的一种现象。发生喘振的原因有很多,不仅与其进出口流量有关,还与压缩机负荷,被压缩气体的分子量、温度、压力及管网容量有关。喘振发生的频率与压缩机管网的容量有关,管容越大,发生喘振的频率就越低;反之,频率越高。但其产生的主要原因还是因为压缩机工作流量小于*小流量。在压缩机的运行过程中,如果其吸入量减少到一定值,压缩比下降,输出管线中气体压力高于压缩机出口压力,被压缩了的气体很快倒流入压缩机,待管线压力下降后,气体流动方向又反过来。此时,其吸入流量和出口压力周期性低频率大幅度波动,周而复始,产生喘振,引起压缩机轴位移,使轴产生弯曲造成机组振动加大,并波及到相邻的管网,喘振强烈时,能使压缩机遭到严重破坏。2.防喘振控制系统根据压缩机的主要原因,为不使压缩机出现喘振,需要保证在任何转速下,通过压缩机的实际流量都不小于喘振极限所对应的*小流量。

设计应用

126

基于PCI总线的微弱信号采集模块的设计方案

21IC电子网

1.引言随着微电子技术的广泛普及、计算机技术的快速发展,现场信息实时采集系统的性能越来越受到大量关注。从测试系统和科研领域产生的动态信息中提取有用数据进行现场实时采集并存储显得尤为重要。设计结合实际项目要求,提出基于PCI总线的微弱数据信号采集电路设计方案,将采集数据流通过前端处理电路和AD转换电路后,在中央控制模块FPGA控制下将数据流通过PCI总线传输给上位机保存,以便分析处理和显示,从而实现采集系统对微弱数据信号进行高速采集存储和分析。2.总体设计方案在实际研究和现场测试中,数采系统常采用PC机为测试平台,使用PCI总线作为中介实现数据流采集和传输到PC机中进行显示分析。系统常采用传感器将物理量转换为电流或电压信号,经过前端调理电路滤波放大将幅度放大到可测试范围。但在实际信号采集时存在由系统本身和外界产生的各种噪声影响,使得传感器输出的微弱有用信号被淹没,因此需要采取有效的措施和算法来抑制噪声、增大微弱信号幅度,从而提取有用信号,提高系统输出信号的信噪比,实现微弱信号的高精度采集。基于PCI总线的微弱信号采集系统电路设计可分为:信号采集,FPGA逻辑控制,PCI总线界面以及电源管

三轴台式工业机器人通用控制软件设计

三轴台式工业机器人通用控制软件设计

21IC电子网

本文主要以三轴台式工业机器人为平台,采用改进的栅格法进行加工工件的环境表示,利用不同优先级的权值进行路径规划,设计具备一定通用性的控制软件,避免了加工不同工件需重新编写程序的麻烦。0引言如今工业机器人已逐步融入工业生产之中,与工业机器人开发相关的企业也相继在中国出现。然而,对于不同客户的需求,只能通过工程师编写不同程序的方式来满足客户的需求。因此,在这些企业中,大多数都是以“非标”产业和机器人代售为主。而同一机器人应用于不同工作环境,在软件设计上的通用性问题上一直存在着很大的阻碍。1机器人系统框架工业机器人系统通过控制软件发送指令给予SmartPAC运动控制器,由控制器根据相关指令转换为轴的驱动指令并传输给相应的轴伺服器,轴伺服器根据接收过来的指令控制轴以执行相关动作。参数输入端是由鼠标与键盘通过USB接口直接接入控制器,该控制器自带操作系统WinCE.控制软件在该运动控制器的WinCE环境下运行,通过输入端在控制软件上设定相关参数或进行操作,由通用控制软件分析并确定一条合适的加工路径。根据加工路径,得出相关指令集合,通过控制软件向轴依次发送指令,以达到加工工件的目的。该工业机器人系统