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基于ARM的低浓度瓦斯发电供气控制系统的研究

作　者: 张自强
导　师: 李振璧
学　校: 安徽理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 瓦斯发电 智能控制 模糊自适应PID ARM Windows CE
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 41次
引　用: 1次
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内容摘要


随着当今世界能源的紧张以及环保意识的提高,越来越多的研究机构开始研究如何将低浓度瓦斯变废为宝的方案,本文就是致力于研究低浓度瓦斯发电供气控制系统的方案,力求低浓度瓦斯在输送过程中保持浓度和压力的恒定。本文主要是针对贵阳两台低浓度瓦斯发电机组,对低浓度瓦斯安全输送的控制方案进行了深入的研究。本文先研究了模糊控制和PID控制,然后结合两者的优点,选定模糊自适应PID控制作为该系统的控制方案。针对入口处瓦斯浓度的范围,设计了两套控制方案,以此来提高低浓度瓦斯的利用率和输送的安全性；利用MATLAB中的Simulink和Fuzzy工具箱对系统进行了在线仿真,结果表明,控制效果良好,达到了低浓度瓦斯发电供气控制系统的性能指标,是一种比较理想的智能控制方案。本文详细介绍了系统硬件设计、Windows CE操作系统内核的定制及其移植和系统软件设计流程图及部分初始化程序。根据低浓度瓦斯发电供气控制系统的功能要求,该系统是以ARM920T为核心结合外围芯片作为硬件平台,以Windows CE操作系统作为软件运行平台。此系统有别于一般的基于单片机的系统,它是一个多任务的低浓度瓦斯发电供气控制系统。在系统运行时要同时对多个对象进行连续检测,采集它们的数据,并依据这些数据对设备进行实时调整,保证系统的安全运行。Windows CE操作系统的运用,使整个系统具有良好的实时性,多任务处理能力及可扩展性,增强了控制程序的可维护性和变更性；通过网线接口或串口还可以接收PC机的命令；此系统还可以保存一定量的数据和显示当前被控对象的状态信息,保存的信息可以作为今后完善系统的部分参考依据。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-14
1 绪论  14-17
  1.1 课题背景及研究意义  14
  1.2 低浓度瓦斯发电供气的国内外现状  14-15
  1.3 低浓度瓦斯输送存在的问题及解决方法  15
  1.4 本文研究的主要内容及关键技术  15-16
  1.5 本章小结  16-17
2 低浓度瓦斯发电供气控制系统分析及硬件选型  17-22
  2.1 供气控制系统的分析  17-18
    2.1.1 供气控制系统的基本要求  17
    2.1.2 供气控制系统设计的总体方案  17-18
  2.2 硬件选型  18-20
    2.2.1 传感器的选择  18-20
    2.2.2 其它硬件设备选型  20
  2.3 本章小结  20-22
3 低浓度瓦斯发电供气智能控制器设计  22-59
  3.1 基本模糊控制器  22-27
  3.2 PID控制器设计的理论基础  27-28
  3.3 模糊自适应PID控制器设计的理论基础  28-30
  3.4 低浓度瓦斯发电供气智能控制器设计  30-58
    3.4.1 控制方案分析及控制系统结构设计  30-32
    3.4.2 模糊自适应PID控制器设计及模糊控制器设计  32-58
  3.5 本章小结  58-59
4 基于MATLAB/Simulink的控制系统的设计与仿真  59-65
  4.1 控制系统1的仿真设计  59-63
    4.1.1 建立FIS结构文件  59-61
    4.1.2 设计系统结构框图  61
    4.1.3 系统模型仿真及结果分析  61-63
  4.2 控制系统2的仿真设计  63-64
  4.3 本章小结  64-65
5 控制系统硬件设计  65-74
  5.1 控制系统的基本结构  65
  5.2 S3C2440A处理器介绍  65-66
  5.3 控制器接口电路设计  66-70
    5.3.1 SDRAM接口电路设计  66
    5.3.2 晶振电路和复位电路设计  66-67
    5.3.3 LCD和触摸屏接口电路设计  67-68
    5.3.4 JTAG电路设计  68
    5.3.5 Flash存储器接口电路设计  68-69
    5.3.6 电源电路设计  69-70
  5.4 通信电路设计  70-72
    5.4.1 UART接口电路设计  70
    5.4.2 USB接口电路设计  70-71
    5.4.3 CAN总线接口电路设计  71
    5.4.4 RS-485接口电路设计  71-72
    5.4.5 以太网接口电路设计  72
  5.5 本章小结  72-74
6 操作系统移植及控制系统软件设计  74-86
  6.1 WinCE操作系统及移植  74-78
    6.1.1 WinCE操作系统  74-75
    6.1.2 BootLoader及移植  75-77
    6.1.3 WinCE内核的定制及移植  77-78
  6.2 控制系统软件设计  78-85
    6.2.1 控制系统软件设计构想  78-79
    6.2.2 控制系统软件设计流程图  79-85
  6.3 本章小结  85-86
7 结论  86-87
参考文献  87-89
附录  89-90
致谢  90-91
作者简介及读研期间主要科研成果  91

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化
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