基于嵌入式系统的现场总线控制器的设计

《基于嵌入式系统的现场总线控制器的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、哈尔滨理工大学工学硕：l：学位论文基于嵌入式系统的现场总线控制器的设计摘要现场总线控制系统在它短暂的历史中经历着剧烈而戏剧性的变化。高速的现场总线在过去几年里的进步为其打开了强大而新的应用市场。现场总线控制系统的特点是将控制完全分散，这就要求总线控制器能够实现现场一级的控制并具有一定的智能。针对这一要求，本课题涉及的主要内容有：Profibus—DP智能化从站的硬件选型，嵌入式系统的设计和控制算法的研究。传统PID控制抗干扰能力差，求微分的方法不精确，直接取设定值与输出值之间的误差有时不合理。而且在实际工程问题中，常存在不连续或带随机噪声

2、的量测信号合理地提取连续信号及微分信号的问题。跟踪一微分器的加入很好地解决了这些问题，而且能高精度的给出微分信号。但其控制参数整定难的问题仍然存在，因而本课题分别用模糊自整定和混沌优化两种算法来调整PID控制参数。混沌优化算法将混沌载波和模拟退火策略结合加快了寻优速度。仿真结果表明，带跟踪一微分器的模糊自整定PID控制算法和带跟踪．微分器的混沌优化PID控制算法不仅具有很好的滤波性能，能够从噪声中提取出输入信号，很好地跟踪原始信号，也能够对PID控制参数进行实时整定，解决了传统PID控制参数整定繁琐而又费时的大问题，同时还增强了抗干扰能力

3、。关键词总线控制器：跟踪．微分器；模糊自整定；混沌优化堕堡堡堡三查兰三兰些圭耋堡篁兰DesignOfFieldbusControllerBasedOnEmbeddedSystemAbstractThefieldbuscontrolsystemiSundergoingoneofthemostintenseanddramaticchangesinitsbriefhistory．Inthepastfewyears，theprogressmadeinthedevelopmentofhigh-speedfieldbushasopenedavista

4、tonewandpowerfulapplications．Thecontrolfunctionoffieldbuscontrolsystemiscompletelydistributed，whichmeansthatfeildbuscontrollersmustcontrolinlocaleandhaveintelligentcapacity．Aimattherequirement，thispapermainlycontainsthefollowingcontents：choosethehardwareofintelligentslave

5、basedonProfibus—DP-configtheuClinuxsystemandthestudyoncontrolalgorithms．Theanti-jammingcapacityoftraditionalPIDcontrolisnotgoodenough，themethodofgettingdifferentialisnotprecisesometimesanditisunreasonabletogetthedifferencebetweenoutputsignalandtheinputsignaldirectly．Inadd

6、ition，itoftenhastogetcontinuoussignalordifferentialsignalfromdiscontinuoussignalornoiseinpracticalengineering．Thetrackingdifferentiatorsolvesthesequestionswell，butthecontrolparametersaredifficulttoberegulated．Sofuzzyself-tuningandchaosoptimizationareadoptedtoregulatePIDco

7、ntrolparameterrespectively．Chaosoptimizationalgorithm，whichcombineschaoscarrierwavewithsimulatedannealingalgorithmimprovessystemoptimizationspeed．ThesimulationresultsshowthatPIDcontrolalgorithmwithtrackingdifferentiatorbasedonfuzzyself-tuningandPIDcontrolalgorithmwithtrac

8、kingdifferentiatorbasedonchaosoptimizationhavegoodfilter-performance．Theynotonlycantracktheorigi