發(fā)布時(shí)間：2020-05-05 14:01

【摘要】：由于有刷直流電機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能,大范圍平滑調(diào)速,快速正反轉(zhuǎn)等優(yōu)勢(shì),使其在工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,使得網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)也在不斷進(jìn)步發(fā)展,在諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用。同時(shí),為了擺脫繁雜的接口布線和地域性限制,將Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)引入傳統(tǒng)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”式的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng),可簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)接口及布線,增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)拓展性,受地域空間的性影響會(huì)更小,但是這也會(huì)使網(wǎng)絡(luò)化調(diào)速系統(tǒng)特性變得更加復(fù)雜,系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)變得更加困難。本文開發(fā)了一種基于Wi-Fi的有刷直流電機(jī)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)速實(shí)驗(yàn)平臺(tái),為工程應(yīng)用提供了一個(gè)良好的仿真、調(diào)試、驗(yàn)證的實(shí)物平臺(tái),適當(dāng)?shù)亟档惋L(fēng)險(xiǎn)和不必要的代價(jià);同時(shí),本文還研究了一種基于PID控制律的電機(jī)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)速算法。因此,本文的工作具有一定的理論意義和實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。本文的具體工作如下:首先,介紹了與直流電機(jī)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)速平臺(tái)相關(guān)的硬件,分別對(duì)有刷直流電機(jī)、USB無(wú)線網(wǎng)卡、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路以及電機(jī)轉(zhuǎn)速模塊進(jìn)行詳細(xì)論述,分析了這四個(gè)底層硬件運(yùn)行的組成結(jié)構(gòu)和工作原理;接著,又對(duì)直流電機(jī)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)速平臺(tái)的核心控制器,ARM11開發(fā)板進(jìn)行詳細(xì)的介紹,對(duì)板上涉及到的各個(gè)模塊、對(duì)應(yīng)模塊的工作原理以及各個(gè)模塊的電路原理圖都進(jìn)行解釋。其次,詳細(xì)的論述了嵌入式Linux操作系統(tǒng)中所涉及到的U-boot、kernel和文件系統(tǒng)的裁剪和移植過程。并且詳細(xì)介紹了與直流電機(jī)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)速平臺(tái)相關(guān)的軟件設(shè)計(jì),分別是將基于TCP/IP的socket與管道媒介popen相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì),與直流電機(jī)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)速平臺(tái)各個(gè)底層硬件相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì),以及大量的測(cè)試程序等。最后,設(shè)計(jì)了基于PID控制律的網(wǎng)絡(luò)跟蹤控制算法。首先,對(duì)網(wǎng)絡(luò)跟蹤控制系統(tǒng)中的控制器到執(zhí)行器和采樣器到控制器這兩條回路上的網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延和數(shù)據(jù)丟包都進(jìn)行考慮,推導(dǎo)出控制器的存在條件;接著,利用線性矩陣不等式LMI推導(dǎo)出控制器對(duì)應(yīng)的控制器增益K值;最后,本文基于TrueTime仿真軟件,對(duì)直流電機(jī)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)速平臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延與數(shù)據(jù)丟包的實(shí)驗(yàn)仿真,通過與其他控制方法對(duì)比,確定了本文基于PID控制律的網(wǎng)絡(luò)跟蹤控制算法的正確性和可行性。
【圖文】：

電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文 第一章 究的被控對(duì)象，在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行算法的仿真驗(yàn)證。文的研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61473158)“考慮約束的離散時(shí)時(shí)滯系統(tǒng)鎮(zhèn)定研究”。絡(luò)化控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀絡(luò)控制系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)為通信媒介，連接著傳感器、控制器、執(zhí)行器并進(jìn)行信號(hào)傳饋系統(tǒng)，典型的帶有時(shí)延與丟包的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖 1.1 所示。它是控制機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的產(chǎn)物，，網(wǎng)絡(luò)只是作為一種傳輸媒介，研究時(shí)考慮網(wǎng)絡(luò)自身存在的問影響，對(duì)整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行建模、性能分析以及控制器的設(shè)計(jì)等[22]。執(zhí)行器被控傳感器

南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文 網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延特性主要受時(shí)延大小和是否時(shí)，稱該時(shí)延為長(zhǎng)時(shí)延，否則稱為短時(shí)延[29]。圖 1.2 和 1.3 所示。ZhangH 等[30-31]提出了與和穩(wěn)定化方法。楊蒙蒙等[32]研究了時(shí)變時(shí)延網(wǎng)定性判據(jù)。劉斌等[33]研究了傳感器到控制器和的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題。張端金等[34-題，設(shè)計(jì)了一個(gè) H∞濾波器使得時(shí)變時(shí)延系統(tǒng)系統(tǒng)的時(shí)滯依賴漸近穩(wěn)定準(zhǔn)則和反饋控制器設(shè)控制器
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM33

【參考文獻(xiàn)】

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