工程機(jī)械嵌入式智能控制平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，工程機(jī)械控制領(lǐng)域出現(xiàn)了許多新的技術(shù)，如狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、發(fā)動(dòng)機(jī)的智能化控制、人機(jī)交互智能化等。本課題開(kāi)發(fā)了一種適用于各種工程機(jī)械控制系統(tǒng)的控制平臺(tái)，只需根據(jù)應(yīng)用要求修改相應(yīng)的應(yīng)用軟件即可實(shí)現(xiàn)在不同工程機(jī)械上的應(yīng)用?？刂破脚_(tái)由兩個(gè)部分組成:人機(jī)交互模塊和監(jiān)控模塊，前者實(shí)現(xiàn)操作者與監(jiān)控模塊的信息交互，后者完成機(jī)器的運(yùn)動(dòng)控制及運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。人機(jī)交互界面采用了高性價(jià)比的單色大型LCD(Liquid CrystalDisplay)屏進(jìn)

2、行圖形化顯示，交互界面的菜單結(jié)構(gòu)和圖形都進(jìn)行了面向操作者的可視化設(shè)計(jì)。根據(jù)工程機(jī)械在戶外作業(yè)的特點(diǎn)，對(duì)LCD屏的對(duì)比度進(jìn)行了溫度補(bǔ)償，補(bǔ)償后的LCD屏不會(huì)因環(huán)境溫度變化而導(dǎo)致LCD屏對(duì)比度出現(xiàn)明顯變化。模塊軟件采用前后臺(tái)系統(tǒng)，即前臺(tái)完成中斷服務(wù)程序，后臺(tái)完成任務(wù)級(jí)程序。監(jiān)控模塊采用ARMCortex-M3為內(nèi)核的STM32F103ZE作為處理器，模塊集成了控制所需的各種功能電路。人機(jī)交互模塊和監(jiān)控模塊之間采用CAN通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠通

3、信。在監(jiān)控模塊上建立了以μC/OS-Ⅱ?yàn)閮?nèi)核的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)控制器功能要求在操作系統(tǒng)上編寫(xiě)相應(yīng)的應(yīng)用程序就可以實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用功能。
　　 對(duì)控制平臺(tái)各功能電路，包括DO、DI、AI、PI、PWM輸出、CAN模塊和系統(tǒng)電源進(jìn)行了性能測(cè)試，實(shí)驗(yàn)表明各功能電路性能滿足工程機(jī)械控制要求。為了驗(yàn)證控制平臺(tái)整體性能，在攤鋪機(jī)行駛控制系統(tǒng)中進(jìn)行了應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，并采用不同的控制算法進(jìn)行了恒速行駛測(cè)試，實(shí)驗(yàn)證明采用模糊PID控制算法比PI