計(jì)算機(jī)控制懸浮小球設(shè)計(jì)(已改無錯(cuò)字)
2022-10-08 20:22:02 本頁面
【正文】 風(fēng)扇電壓占空比大于等于 %14 的情況，即管口吹力大于等于小球重力的情況， %13~%0 占空比因無法吹動小球，作忽略處理。 圖 318 給定高度 圖 317 開環(huán)系統(tǒng)仿真整體圖 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 17 圖 319 給定高度 圖 320 給定高度 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 18 4 空氣浮球運(yùn)動控制 閉環(huán) 系統(tǒng)分析 與設(shè)計(jì) 閉環(huán)系統(tǒng)方框圖 在此之前，我們已經(jīng)搭建完成了開環(huán)系統(tǒng)的主體設(shè)計(jì)。為了減小穩(wěn)態(tài)誤差和系統(tǒng)的超調(diào)量，使系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)能穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到滿意的效果，我們將對開環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)改造。在改造的過程中，由于實(shí)際原因，尚存在許多系統(tǒng)參數(shù)無法測定或者測定方式及其復(fù)雜，理論的精確控制難以實(shí)現(xiàn)，所以我們決定采用簡化的模糊控制算法來進(jìn)行系統(tǒng)的閉環(huán)控制，見 14圖 。 控 制 器 受 控 平 臺實(shí) 際 高 度給 定 高 度推 理 機(jī) （ 包 含 數(shù) 據(jù)庫 和 規(guī) 則 庫 ）屬 于?? )( te 其中在閉環(huán)系統(tǒng)方框圖中控制器部分，根據(jù)我們采用的模糊控制算法，我們需要構(gòu)建數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫，數(shù)據(jù)庫中用來存儲用來分析小球運(yùn)動狀態(tài)的數(shù)據(jù)，規(guī)則庫則用來制定規(guī)則。在這里，數(shù)據(jù)庫用三個(gè)在開環(huán)系統(tǒng)中已經(jīng)搭建好的 1D Lookup Table 模塊模塊來代替。所以，我們在開環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，只需對 規(guī)則庫進(jìn)行設(shè)計(jì)。 規(guī)則庫的設(shè)計(jì) 在進(jìn)行規(guī)則庫的設(shè)計(jì)時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)小球的質(zhì)量過輕，導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)加速度過大，不易減速，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的波形震蕩，為此我們再設(shè)計(jì)小球運(yùn)動控制規(guī)則時(shí)，以限速為主要前提，采用九級限速，速度逐級遞減，從最初的允許最大速度為 sm/ 到最終允許最大速度為 sm/ ，同時(shí)高度誤差小于 cm2 ，采用平衡吹力的方式，即在給定高度滿足 windFmg?關(guān)系。設(shè)計(jì)模塊見 24圖 。 圖 41 閉環(huán)系統(tǒng)方框圖 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 19 圖 42 閉環(huán)控制器設(shè)計(jì)圖 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 20 同時(shí)規(guī)則庫主程序如下所示： static void mdlOutputs(SimStruct *S, int_T tid) { const real_T *u1 = (const real_T*) ssGetInputPortSignal(S,0)。//輸入高度差 const real_T *u2 = (const real_T*) ssGetInputPortSignal(S,1)。//輸入最終平衡力 const real_T *u3 = (const real_T*) ssGetInputPortSignal(S,2)。//輸入小球?qū)嶋H速度 real_T *y = ssGetOutputPortSignal(S,0)。//輸出力 F0 if(abs(u1[0])=)//當(dāng)高度差小于等于 { y[0]=u2[0]。//輸出管口風(fēng)力為對應(yīng)平衡力 } if(u1[0])//當(dāng)高度差大于 { y[0]=。//輸出電壓占空比為 100%的力 //一級限速 if(u1[0]||u3[0])//當(dāng)高度超過給定高度 { y[0]=0。//輸出風(fēng)力為 0N } } if(u1[0]=amp。amp。u1[0])//當(dāng)高度差大于 { y[0]=。 //二級限速 if(u1[0]||u3[0])//當(dāng)高度超過給定高度 { y[0]=0。 } } if(u1[0]=amp。amp。u1[0])//當(dāng)高度差大于 { y[0]=。 //三級限速 if(u1[0]||u3[0])//當(dāng)高度超過給定高度 { y[0]=0。 } } if(u1[0]=amp。amp。u1[0]) { y[0]=。 //同上，四級限速 if(u1[0]||u3[0]) { y[0]=0。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 21 } } if(u1[0]=amp。amp。u1[0]) { y[0]=。 //五級限速 if(u1[0]||u3[0]) { y[0]=0。 } } if(u1[0]=amp。amp。u1[0]) { y[0]=。 //六級限速 if(u1[0]||u3[0]) { y[0]=0。 } } if(u1[0]=amp。amp。u1[0]) { y[0]=。 //七級限速 if(u1[0]||u3[0]) { y[0]=0。 } } if(u1[0]=amp。amp。u1[0]) { y[0]=。 //八級限速 if(u1[0]||u3[0]) { y[0]=0。 } } if(u1[0]amp。amp。u1[0]=) { y[0]=。 //九級限速 if(u1[0]||u3[0]) { y[0]=0。 } } } 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 22 閉環(huán)系統(tǒng)驗(yàn)證 最后，小球運(yùn)動控制閉環(huán)系統(tǒng)已經(jīng)全部完成，見 34圖 。我們?yōu)榱蓑?yàn)證其準(zhǔn)確性，我們選取給定高度為 、 、 三種高度進(jìn)行測試，其波形見 44圖 、 54圖 、64圖 ，經(jīng)測試，小球上升運(yùn)動過程無超調(diào)，并在穩(wěn)態(tài)時(shí)小幅度上下震蕩，滿足精度要求不高的閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。 說明：此閉環(huán)系統(tǒng)同樣也只針對風(fēng)扇電壓占空比大于等于%14 的情況，即管口吹力大于等于小球重力的情況， %13~%0 占空比因無法吹動小球，作忽略處理。 圖 43 閉環(huán)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)圖 圖 44 小球 波形圖 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 23 圖 44 小球 波形圖 圖 44 小球 波形圖 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 24 5 系統(tǒng)現(xiàn) 實(shí) 環(huán)境的 改進(jìn) A/D 轉(zhuǎn)換和 D/A 轉(zhuǎn)換 在現(xiàn)實(shí)情況下，傳感器采集到的模擬量是無法直接傳給控制器的，必須經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。即模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再將采集到的數(shù)字量利用轉(zhuǎn)換公式轉(zhuǎn)化成實(shí)際值。在這里我們只對高度反饋環(huán)節(jié)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，不一一進(jìn)行示范。為了方便對我們改造后的線路進(jìn)行驗(yàn)證比對，已經(jīng)進(jìn)行改造的線路不再接入原先的系統(tǒng)，直接接入示波器，測出波形。 根據(jù)查閱文獻(xiàn)資料可知， A/D 轉(zhuǎn)換公式為 R EF)12(VVD n ?? 模擬量 芯片的位數(shù)——應(yīng)與控制器同電壓）芯片采用的參考電壓（——示）般以模擬電壓的形式表—采集到的模擬量（一——轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量—式中模擬量DAnD
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1