基于matlab的dsp快速控制原型開發(fā)系統(tǒng)-資料下載頁
2025-06-23 15:41本頁面
【正文】 相應(yīng)的力來控制擺桿倒立平衡。下圖為硬件組成的原理框圖。圖6 二級(jí)倒立擺控制系統(tǒng)硬件框圖對(duì)于二級(jí)倒立擺的控制，采用最優(yōu)控制算法控制二級(jí)倒立擺，下圖為最優(yōu)控制算法的cSPACE框圖圖7 二級(jí)倒立擺最優(yōu)控制算法圖中encoderencoderencoder3分別是DSP控制卡采集電機(jī)位置、下擺桿角度和下擺桿角度的正交編碼信號(hào)處理的模塊，WMDAC1是cSPACE系統(tǒng)的DA轉(zhuǎn)換模塊。編譯模塊后生成針對(duì)控制卡的目標(biāo)代碼，運(yùn)行程序后控制卡就能采集傳感器的信號(hào)，處理這些信號(hào)經(jīng)過得到控制量，控制量經(jīng)過DA轉(zhuǎn)換后得到模擬控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)器對(duì)模擬控制信號(hào)進(jìn)行放大后驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)使二級(jí)擺能保持穩(wěn)定。. 磁懸浮球系統(tǒng)的控制圖8 磁懸浮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)磁懸浮實(shí)驗(yàn)裝置由被控對(duì)象鋼球、電磁鐵、LED平行光源、硅光電池傳感器、cSPACE控制卡以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成，它的原理是采用LED平行光源和光電傳感器測(cè)量被控對(duì)象鋼球與電磁鐵之間的距離變化，控制系統(tǒng)采集變化的信號(hào)并進(jìn)行PID、超前校正等控制器的運(yùn)算，得到控制信號(hào)，通過放大器控制電磁鐵繞組中的電流，使之產(chǎn)生與鋼球的重力相平衡的電磁力，這樣鋼球就可以懸浮在空中而處于平衡狀態(tài)。微納科技的磁懸浮球?qū)嶒?yàn)系統(tǒng)采用cSPACE快速控制原型系統(tǒng)開發(fā)，具有MATLAB/Simulink圖形化開發(fā)、自動(dòng)生成可行性代碼、參數(shù)在線調(diào)節(jié)、變量在線觀測(cè)和自動(dòng)存儲(chǔ)的功能，使磁懸浮球電控單元的開發(fā)和控制算法的實(shí)現(xiàn)變得更加簡(jiǎn)捷和高效。系統(tǒng)控制效果直觀，富有趣味性，能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、機(jī)電一體化等課程很好的實(shí)驗(yàn)裝置，也是控制理論研究的很好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。以下為磁懸浮球系統(tǒng)的PID控制算法框圖：圖9 磁懸浮球?qū)嶒?yàn)系統(tǒng)PID控制算法. 三容水箱過程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的控制微納科技三容水箱過程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是學(xué)習(xí)和研究過程控制原理的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，由三容水箱和微納科技cSPACE控制系統(tǒng)組成，用戶可以在MATLAB/Simulink環(huán)境下采用PID算法對(duì)三容水箱的液位、壓力、流量進(jìn)行控制，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還附帶有溫度控制實(shí)驗(yàn)。圖10 過程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng). 采用磁流變液阻尼器的1/4車輛振動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的控制磁流變液阻尼器是利用磁流變液的流變效應(yīng)而制作的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗小、可控性強(qiáng)、阻尼力可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的智能型阻尼器。此類阻尼器在機(jī)械、汽車以及土木工程等領(lǐng)域的振動(dòng)控制方面具有廣闊的應(yīng)用前景。為研究磁流變阻尼器和半主動(dòng)控制算法的有效性，采用一套完整的模擬車輛系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)，包括模擬車輛系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和程控電流源等，采用cSPACE系統(tǒng)，分別實(shí)現(xiàn)onoff控制、連續(xù)控制和模糊控制三種控制策略，對(duì)磁流變減振器進(jìn)行半主動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)。圖11 磁流變液阻尼器振動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 采用模糊控制的cSPACE控制算法框圖如下圖所示：圖12 磁流變液阻尼器模糊控制算法圖中ADC模塊為cSPACE的AD模塊，用于采集上質(zhì)量塊（車體）和下質(zhì)量塊（轉(zhuǎn)向架）的速度信號(hào)；“A1”和“A3”模塊用于對(duì)采集的速度信號(hào)進(jìn)行變換，得到實(shí)際的速度信號(hào)，用車體的速度信號(hào)減去轉(zhuǎn)向架的速度信號(hào)得到相對(duì)速度信號(hào)；“WMRead1ab”模塊用于在計(jì)算機(jī)上觀測(cè)車體的速度和車體和轉(zhuǎn)向架之間的相對(duì)速度信號(hào)；“ifsystem1”和“ifsystem”模塊用于對(duì)速度信號(hào)設(shè)置閾值，當(dāng)速度大于一定的值才施加控制，防止在速度為0附近行程振蕩；“WMDAC1”模塊把“Onoff控制”算法的輸出轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際的電壓信號(hào),“Fuzzy”模塊實(shí)現(xiàn)模糊控制方法。對(duì)模塊編譯自動(dòng)生成代碼并且下載到DSP控制卡，運(yùn)行后就能在DSP控制卡相應(yīng)的接口實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，從而對(duì)磁流變液阻尼器進(jìn)行控制。當(dāng)調(diào)試好程序，可以把程序燒寫進(jìn)DSP，這樣能使控制系統(tǒng)脫離計(jì)算機(jī)運(yùn)行，構(gòu)成嵌入式的控制系統(tǒng)。27
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