基于嵌入式系統(tǒng)的綠色能源測(cè)控系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-05-08 09:34
ARM、DSP等32位微處理器以及VxWorks、Linux等嵌入式操作系統(tǒng)的廣泛使用,使嵌入式系統(tǒng)的處理能力大大提高。隨著測(cè)控對(duì)象復(fù)雜化、測(cè)控功能多樣化的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)越來越多的應(yīng)用到分布式測(cè)控系統(tǒng)中,以滿足系統(tǒng)低功耗、高性能的測(cè)控要求。本文以“加拿大家居綠色能源系統(tǒng)的控制子系統(tǒng)”項(xiàng)目為背景,對(duì)嵌入式平臺(tái)構(gòu)建分布式測(cè)控系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。本文給出了項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)方案,并實(shí)現(xiàn)了以ARM微處理器為核心的中央控制單元和以DSP微處理器為核心的終端測(cè)控節(jié)點(diǎn)的電路設(shè)計(jì),重點(diǎn)說明了中央控制單元CAN總線接口電路和終端測(cè)控節(jié)點(diǎn)無刷直流電動(dòng)機(jī)控制電路的具體設(shè)計(jì)。在對(duì)嵌入式軟件開發(fā)模式和軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,建立了嵌入式Linux軟件開發(fā)環(huán)境,并在中央控制單元實(shí)現(xiàn)了Linux操作系統(tǒng)、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)和FTP服務(wù)器的移植。為實(shí)現(xiàn)中央單元CAN總線通訊,針對(duì)本文設(shè)計(jì)的具體電路,給出了Linux系統(tǒng)下CAN總線接口設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)現(xiàn)。為提高控制性能,針對(duì)終端節(jié)點(diǎn)控制對(duì)象特點(diǎn),設(shè)計(jì)了基于單神經(jīng)元自適應(yīng)PID算法的無刷直流電動(dòng)機(jī)控制程序。為驗(yàn)證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,建立多CAN節(jié)點(diǎn)測(cè)試平臺(tái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了...
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 本課題的研究背景及目的
1.3 嵌入式分布測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展
1.3.1 嵌入式處理器
1.3.2 嵌入式操作系統(tǒng)
1.3.3 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)
1.4 本論文研究工作的意義和主要內(nèi)容
第二章 測(cè)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
2.2 系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)
2.3 中央控制單元方案設(shè)計(jì)
2.3.1 微處理器53C2410A
2.3.2 總體結(jié)構(gòu)組成
2.4 CAN 接口硬件電路設(shè)計(jì)
2.4.1 設(shè)計(jì)方案選擇
2.4.2 CAN 接口時(shí)序設(shè)計(jì)
2.4.3 具體電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
2.5 終端測(cè)控節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
2.5.1 終端節(jié)點(diǎn)總體結(jié)構(gòu)
2.5.2 無刷直流電動(dòng)機(jī)控制
2.6 本章小結(jié)
第三章 測(cè)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.1 嵌入式軟件開發(fā)模式
3.2 嵌入式LINUX軟件開發(fā)環(huán)境
3.2.1 交叉編譯環(huán)境
3.2.2 Linux 操作系統(tǒng)
3.2.3 Linux 內(nèi)核移植
3.3 嵌入式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)
3.3.1 系統(tǒng)引導(dǎo)加載程序
3.3.2 系統(tǒng)內(nèi)核
3.3.3 文件系統(tǒng)
3.3.4 應(yīng)用程序
3.4 測(cè)控系統(tǒng)中央單元應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)
3.4.1 嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)
3.4.2 嵌入式FTP 服務(wù)器實(shí)現(xiàn)
3.5 終端測(cè)控節(jié)點(diǎn)電動(dòng)機(jī)控制程序?qū)崿F(xiàn)
3.5.1 單神經(jīng)元自適應(yīng)PID 控制算法
3.5.2 無刷直流電動(dòng)機(jī)控制程序
3.6 本章小結(jié)
第四章 CAN 總線接口設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
4.1 CAN 總線協(xié)議
4.1.1 CAN 協(xié)議結(jié)構(gòu)
4.1.2 CAN 協(xié)議物理幀
4.2 CAN 總線接口驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)
4.2.1 Linux 驅(qū)動(dòng)程序概述
4.2.2 Linux 系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu)
4.2.3 CAN 總線接口驅(qū)動(dòng)程序
4.3 本章小結(jié)
第五章 測(cè)控系統(tǒng)總體測(cè)試
5.1 測(cè)控系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)的構(gòu)成
5.1.1 測(cè)試平臺(tái)構(gòu)成
5.1.2 測(cè)試流程設(shè)計(jì)
5.2 系統(tǒng)測(cè)試
5.2.1 功能測(cè)試
5.2.2 性能測(cè)試
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)展望
6.1 本文工作總結(jié)
6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于TMS320LF2407的太陽(yáng)能電動(dòng)車控制系統(tǒng)[J]. 許志強(qiáng),章曙東,施正榮,朱拓,孟昭淵. 機(jī)械與電子. 2006(07)
[2]CAN控制器驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)[J]. 唐小琦,曹樹華. 機(jī)械與電子. 2006(04)
[3]基于μClinux嵌入式車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的CAN總線設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)[J]. 黃濤,周德恒. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2005(S1)
[4]直線無刷直流電動(dòng)機(jī)單神經(jīng)元P ID控制仿真[J]. 孫樹敏,梁得亮,謝增榮. 微電機(jī)(伺服技術(shù)). 2005(05)
[5]嵌入式LINUX上的CAN設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)[J]. 楊波,徐成,李仁發(fā). 科學(xué)技術(shù)與工程. 2004(12)
[6]基于單神經(jīng)元PID控制器的閉環(huán)控制系統(tǒng)[J]. 祝軒,侯榆青,彭進(jìn)業(yè),李巖,吳濤. 西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(04)
[7]CAN通信卡的Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[J]. 楊峰,吉吟東,薛明. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2002(01)
[8]感應(yīng)電機(jī)單神經(jīng)元微分積分比例調(diào)節(jié)器[J]. 王聰,張素兵. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2000(02)
[9]嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)[J]. Edmund X.Dejesus,蘇欣. 中文信息. 1999(Z1)
[10]CAN總線控制器與ARM微處理器的接口時(shí)序設(shè)計(jì)[J]. 劉林密,趙志宇,林勇. 海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2005 (01)
本文編號(hào):3651404
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 本課題的研究背景及目的
1.3 嵌入式分布測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展
1.3.1 嵌入式處理器
1.3.2 嵌入式操作系統(tǒng)
1.3.3 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)
1.4 本論文研究工作的意義和主要內(nèi)容
第二章 測(cè)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
2.2 系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)
2.3 中央控制單元方案設(shè)計(jì)
2.3.1 微處理器53C2410A
2.3.2 總體結(jié)構(gòu)組成
2.4 CAN 接口硬件電路設(shè)計(jì)
2.4.1 設(shè)計(jì)方案選擇
2.4.2 CAN 接口時(shí)序設(shè)計(jì)
2.4.3 具體電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
2.5 終端測(cè)控節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
2.5.1 終端節(jié)點(diǎn)總體結(jié)構(gòu)
2.5.2 無刷直流電動(dòng)機(jī)控制
2.6 本章小結(jié)
第三章 測(cè)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.1 嵌入式軟件開發(fā)模式
3.2 嵌入式LINUX軟件開發(fā)環(huán)境
3.2.1 交叉編譯環(huán)境
3.2.2 Linux 操作系統(tǒng)
3.2.3 Linux 內(nèi)核移植
3.3 嵌入式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)
3.3.1 系統(tǒng)引導(dǎo)加載程序
3.3.2 系統(tǒng)內(nèi)核
3.3.3 文件系統(tǒng)
3.3.4 應(yīng)用程序
3.4 測(cè)控系統(tǒng)中央單元應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)
3.4.1 嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)
3.4.2 嵌入式FTP 服務(wù)器實(shí)現(xiàn)
3.5 終端測(cè)控節(jié)點(diǎn)電動(dòng)機(jī)控制程序?qū)崿F(xiàn)
3.5.1 單神經(jīng)元自適應(yīng)PID 控制算法
3.5.2 無刷直流電動(dòng)機(jī)控制程序
3.6 本章小結(jié)
第四章 CAN 總線接口設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
4.1 CAN 總線協(xié)議
4.1.1 CAN 協(xié)議結(jié)構(gòu)
4.1.2 CAN 協(xié)議物理幀
4.2 CAN 總線接口驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)
4.2.1 Linux 驅(qū)動(dòng)程序概述
4.2.2 Linux 系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu)
4.2.3 CAN 總線接口驅(qū)動(dòng)程序
4.3 本章小結(jié)
第五章 測(cè)控系統(tǒng)總體測(cè)試
5.1 測(cè)控系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)的構(gòu)成
5.1.1 測(cè)試平臺(tái)構(gòu)成
5.1.2 測(cè)試流程設(shè)計(jì)
5.2 系統(tǒng)測(cè)試
5.2.1 功能測(cè)試
5.2.2 性能測(cè)試
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)展望
6.1 本文工作總結(jié)
6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于TMS320LF2407的太陽(yáng)能電動(dòng)車控制系統(tǒng)[J]. 許志強(qiáng),章曙東,施正榮,朱拓,孟昭淵. 機(jī)械與電子. 2006(07)
[2]CAN控制器驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)[J]. 唐小琦,曹樹華. 機(jī)械與電子. 2006(04)
[3]基于μClinux嵌入式車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的CAN總線設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)[J]. 黃濤,周德恒. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2005(S1)
[4]直線無刷直流電動(dòng)機(jī)單神經(jīng)元P ID控制仿真[J]. 孫樹敏,梁得亮,謝增榮. 微電機(jī)(伺服技術(shù)). 2005(05)
[5]嵌入式LINUX上的CAN設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)[J]. 楊波,徐成,李仁發(fā). 科學(xué)技術(shù)與工程. 2004(12)
[6]基于單神經(jīng)元PID控制器的閉環(huán)控制系統(tǒng)[J]. 祝軒,侯榆青,彭進(jìn)業(yè),李巖,吳濤. 西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2004(04)
[7]CAN通信卡的Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[J]. 楊峰,吉吟東,薛明. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2002(01)
[8]感應(yīng)電機(jī)單神經(jīng)元微分積分比例調(diào)節(jié)器[J]. 王聰,張素兵. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2000(02)
[9]嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)[J]. Edmund X.Dejesus,蘇欣. 中文信息. 1999(Z1)
[10]CAN總線控制器與ARM微處理器的接口時(shí)序設(shè)計(jì)[J]. 劉林密,趙志宇,林勇. 海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2005 (01)
本文編號(hào):3651404
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