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基于PC104的多通道液压伺服控制系统的设计与研究

作　者: 赵武英
导　师: 吴学杰
学　校: 西南交通大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 电液伺服控制 PC104 CPLD 双口RAM LabVIEW
分类号: TP273.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


汽车悬架和后桥的静载、动载与疲劳试验是汽车设计和研究中不可或缺的过程,而电液伺服控制系统又是试验过程中必不可少的加载设备。研究并设计应用于汽车构架疲劳试验台的数字电液伺服控制系统,不仅有利于提高我国汽车疲劳试验的水平,而且有利于促进我国汽车业的发展。本文在计算机技术和液压伺服控制技术的基础上,设计了一种基于单片机和PC104的多通道液压伺服控制系统。本文首先阐述了液压伺服控制系统的原理及其基本特性,在对系统功能要求和性能指标进行分析的基础上,进行了控制系统总体方案的设计,采用一块核心板加多块伺服控制板的设计方法来降低难度和提高速度,并且稍加改动就能很容易地应用到其他领域。依据系统的总体方案,每块伺服控制板均采用新华龙单片机C8051F060、双口RAM、CPLD、AD620和OP07等芯片进行相应通道的调理电路、开关量输入输出和双口RAM等硬件电路的设计。核心板采用PC104控制模块,利用其强大的处理能力来处理数据。每块伺服控制板通过PC104总线和PC104相连接,并通过伺服控制板上的双口RAM与PC104交换数据。核心板和伺服控制板可以分开设计,分别实现,简化了开发难度并且易于扩展更多的通道且不影响速度。另外,在常规PID算法的基础上,研究了前馈PID控制算法,并在MATLAB下进行了软件仿真,得到了很好的仿真效果。利用图形化编程工具LabVIEW进行了人机界面软件开发,设计人机交互界面。利用C语言编写多通道伺服控制器的软件程序。系统的各部分设计完成后,对各部分进行了调试。从调试结果来看,系统工作可靠,控制精度高,操作方便,性能良好。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-15
  1.1 液压伺服控制系统简介  11-13
  1.2 项目背景与意义  13
  1.3 国内外研究状况与进展  13
  1.4 课题主要工作  13-15
第2章 多通道液压伺服控制系统设计方案  15-20
  2.1 系统的功能要求与性能指标  15
  2.2 系统总体设计方案  15-20
    2.2.1 人机界面设计方案  16-18
    2.2.2 多通道伺服控制器设计方案  18-20
第3章 系统硬件电路设计  20-54
  3.1 C8051F060及接口电路的硬件设计  20-30
    3.1.1 C8051F060简介  20-28
    3.1.2 单片机及外围电路的硬件设计  28-30
  3.2 前向通道硬件设计  30-36
    3.2.1 滤波部分  30
    3.2.2 信号放大  30-31
    3.2.3 A/D采样电路设计  31-36
  3.3 后向通道模块设计  36-40
    3.3.1 D/A控制量部分  37-38
    3.3.2 阀颤振模块  38-39
    3.3.3 阀平衡信号的调整  39
    3.3.4 功率放大模块  39-40
  3.4 双口RAM模块设计  40-49
    3.4.1 双口RAM IDT7005S简介  41-44
    3.4.2 EPM7128介绍  44-45
    3.4.3 接口电路设计  45-49
  3.5 开关量输入输出  49-50
  3.6 抗干扰措施  50-54
    3.6.1 △I噪声电流的产生和危害以及解决办法  50-51
    3.6.2 减少电路板辐射噪声  51-52
    3.6.3 印刷电路板的布线  52-54
第4章 软件设计  54-66
  4.1 人机界面管理计算机软件设计  54-58
    4.1.1 LabVIEW简介  54-55
    4.1.2 人机界管理计算机界面设计  55-58
  4.2 多通道伺服控制器软件设计  58-66
    4.2.1 核心板的软件设计  58-61
    4.2.2 伺服控制板的软件设计  61-62
    4.2.3 PID控制器的设计  62-66
第5章 系统调试  66-74
  5.1 硬件调试  66-72
    5.1.1 前向通道硬件调试  66-68
    5.1.2 后向通道硬件调试  68-70
    5.1.3 双口RAM硬件调试  70-72
  5.2 软件调试  72-73
  5.3 遇到的问题和解决方法  73-74
结论  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-79
硕士期间发表论文  79

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 自适应（自整定）控制、自适应控制（自整定）系统 > 特性自适应控制系统
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