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《南昌航空大学》 2010年
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基于ARM的电阻点焊控制器

徐旭  
【摘要】: 随着电子技术的发展,焊接控制正向着数字化、信息化、智能化、柔性化的方向发展,传统的控制系统已难于实现现代工业设备之间以及系统与外界之间的信息交换的需求。在现场总线技术和Internet技术迅速发展背景下,本文针对网络监控系统的现状,将CAN总线技术应用到点焊监控系统领域,提出了采用点焊恒流模糊自适应PID控制的方法实现对点焊过程电流进行实时控制的思想,设计了点焊控制器,实现了分布式电阻点焊网络监控系统。 文中通过对各种点焊检测方法、控制方法的对比和ARM芯片特点的分析,确定以三星公司的一款低功耗、高性能、I/O接口丰富的EMPU(嵌入式微处理器)S3C2440作为主控芯片,使用霍尔传感器采用逐点积分算法计算电流有效值。模糊控制器将电流有效值与电流设定值之间的偏差以偏差变化率作为输入变量,PID参数的修正量? Kp、? Ki、? Kd作为输出量,通过模糊自适应PID控制算法实现恒流控制。硬件部分主要设计了电流采样电路和启动电路、电磁阀驱动电路、可控硅触发电路、同步脉冲电路、人机交互电路、CAN通信电路等构成电阻点焊控制的硬件系统,其中CAN通信电路实现了设备和设备之间以及设备与上位机之间的信息交换,有效地解决了点焊智能系统间“信息孤岛”的现象。 软件设计中,本文以模糊自适应PID控制算法为基础,采用RTOS(实时操作系统)对点焊应用程序进行管理。在软件设计时,首先将RTOSμC/OS-Ⅱ移植到EMPU上,然后根据点焊控制系统的要求将系统分为多个任务,完成了键盘扫描任务、LCD显示任务、A/D采集任务、数据处理任务、监视任务、和CAN通讯任务等模块的设计。各任务被赋予不同的优先级,由μC/OS-Ⅱ实时高效地调度系统各任务。 设计的电阻点焊恒流嵌入式控制系统具有数据实时采集、处理、控制结果显示及CAN总线网络通信等功能,控制精度较高,智能化程度较好,具有一定的理论和工程实用价值。
【学位授予单位】:南昌航空大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG433

【参考文献】
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