基于ARM的ZD(F)系列泵流量控制器的研究

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1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文基于ARM的ZD(F)系列泵流量控制器的研究作者姓名：于雯秋入学年份：2013年9月指导教师：齐凤莲副教授学科专业：机械电子工程申请学位：工学硕士所在单位：机械工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：孙志礼答辩委员会组成：孙志礼赵民陈辉王正浩袁哲论文评阅人：硕士研究生学位论文摘要I摘要ZD(F)型多功能液体输送机组是新一代用于气体、液体或气液混合流体输送的高科技产品。目前该多功能液体输送机组的

2、控制仍然停留在人工水平,因此导致了该机组存在效率低、寿命短、功耗大、浪费资源等缺点。近年来，随着嵌入式(ARM)技术的发展以及该技术在相关领域的应用，ZD(F)型多功能液体输送机组对流量的控制的应用也逐渐加入了该先进技术。基于此，本文结合ARM技术和自动化控制相关理论，从ZD(F)型多功能液体输送机组的原理出发，应用自动化控制规律、ARM技术的核心处理器以及嵌入式用户图像界面开发软件对ZD(F)型泵流量控制器进行了相关设计，最终实现了ZD(F)型多功能液体输送机组泵流量控制的人机交互和自动化控制效果。本文主要对以下几个方

3、面进行重点研究：首先，以古典控制理论为基础，对流量控制器的控制过程进行分析研究，通过对控制系统的理论分析，计算控制系统的传递函数，为控制系统的模拟分析提供了参考。其次，在传递函数的基础上，应用Matlab软件，对控制系统的时域特性和频域特性进行研究分析，通过时域分析得到系统的动态特性指标和静态指标，分别计算了峰值时间，调整时间，峰值，超调量和稳态误差等系统参数。在频域分析中，应用奈奎斯特稳定判据分析系统的稳定性，以Bode图分析系统的幅频特性和相频特性。根据系统的相关参数，设计PID环节，计算PID参数，对系统进行优化，

4、对比分析了PID校正前和校正后系统的性能，对比后发现经过PID校正后的系统性能更加优化，相比校正前的系统响应特性更好。在控制系统性能分析的基础上，根据控制器的设计要求，确定控制器的设计思路，选择控制器的核心处理器，利用AltiumDesigner软件设计控制器硬件部分。在系统硬件设计基础上，设计控制器的程序流程，分配I/O口，利用Keil3对系统进行相关的开发环境的配置和程序调试，最终实现采集数据，处理数据的功能，达到系统闭环控制要求。最后，利用µC/GUI操作系统对触摸屏的显示界面进行开发，在研究了µC/GUI操作系统

5、移植过程以后，设计开发显示状态界面、控制器总控界面、真空控制阀界面以及流量控制界面。设计过程中揭示了µC/GUI系统的高度可移植性和兼容性。本文为ZD(F)型多功能液体输送机组设计了智能化的泵流量控制器，有利于提高该液体输送机组的使用效率和应用范围。同时，为控制器研究设计方面所遇到的问题提供了解决思路，对于提高产品的效率、节约资源、节省人力等方面具有现实的意义。关键词：特性分析；PID；ARM技术；硬件设计；软件设计；µC/GUI操作系统II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractZ

6、D(F)-typemulti-functionalliquidtransportunitisanewgenerationofhigh-techproductsforgas,liquidorgas-liquidmixedfluid.Atpresent,thecontrolofthemulti-functionalliquiddeliveryunitstillremainsinthemanuallevel,andithasresultedinthelowefficiency,shortlife,highpowerconsum

7、ptionandawasteofresource.Inrecentyears,withthedevelopmentofARMtechnologyandtheapplicationofthetechnologyinrelatedfields,theapplicationofZD(F)-typemulti-functionalliquidtransportunitisgraduallyaddedtothisadvancedtechnology.Basedontheseaspects,thisthesisdesignaflow

8、controlsystemofZD(F)pumpwhichiscombinedwithARMtechnologyandautomationcontroltheory.ThecontrolleroftheZD(F)-typepumpisdesignedbyapplyingtheautomationcontrollaw,