基于ARM的过热蒸汽温度的控制系统的研究

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1、～一具有高性能低功耗的特点，已成为当前控制领域研究的重要方向之一。针对当前过热蒸汽温度控制系统的时变性、非线性、大滞后以及在不同工况下，需要调整PID参数才能取得满意效果的问题，本论文结合当前控制器的发展趋势，提出了基于ARM的过热蒸汽温度控制系统控制器的总体设计思想和硬件实现。首先通过对过热蒸汽温度控制系统被控对象的特性及当前控制策略进行研究，结合模糊控制提出了参数自整定串级模糊PID的控制策略，运用Matlab的SIMULINK功能，建立模型进行仿真实验，结果表明它的参数具有自调整能力、抗干扰能力以及超调性方面完全可以满足过热蒸汽温度控制系

2、统的要求。硬件电路设计方面，本文围绕ARM9$3C2410处理器搭建最小系统，根据需要对外围电路进行扩展，其中包括人机交互模块。信号采集处理后输入到$3C2410自带的10位ADC的接口，经数据处理后，通过扩展的D／A模块完成控制信号的输出。最后简单介绍了实时操作系统pC／OS—II的移植及软件设计流程。本文所设计的基于ARM的过热蒸汽温度控制系统性能优良，完全能够满足系统控制的需要，同时该控制器人机界面友好，在工控现场能更好的实现被控对象的监控。图52表4参52关键词：过热蒸汽温度；串级PID；参数自整定；模糊控制；ARM9；分类号：TP27

3、3+．3；安徽理工大学硕士学位论文AbstractAtpresent,withthedevelopmentoftechnology,embeddedsystemarewidelyappliedintheindustrycontrolfield．Itisaspecialcomputersystemwiththehigh-performanceandlowerpowerconsumptioncharacter,integratinghardware，real-timeoperatingsystemandapplyingsottware，andith

4、asbecometooneoftheimportantdirectioninthecontrolarea．Thesuperheatedsteamtemperaturecontrolsystemhasthecharacteristicoftime—varying，nonlinearity,largedelayandthePIDparameterneedbemodulatedunderdifferentconditions．Aimingatsolvingthesequestion,thewholedesignideologyandhardwarer

5、ealizationofthesuperheatedsteamtemperaturecontrollerbasedonARM，arepresentedinthispaper．Firstly,thepaperstudiedthecontrolstrategyandobjectcontrolledinthesuperheatedsteamtemperaturecontrolsystem,integratingfuzzycontrol，thentheself-tuningcascadefuzzyPIDcontrolleralgorithmwaspro

6、posedandsimulatedintheMatlabSIMULINKenvironment．TheresultsaredemonstratedthattheparameterhaswellSelf-tuningcapable，anditsanti—interferenceandovershootabilityCancompletelymeetthedemandofthesuperheatedsteamtemperaturecontrolsystem．ThehardwarecircuitwasdesignedbasedontheSAMSUNG

7、ARM9$3C2410processor．AmininlunlsystemWassetup，andthenenlargedtheperipheralcircuitforactualneed，includingtheman—machineinteractionmodule．Thesignalacquaintedandprocessedentrytothe10一bitADCmoduleof$3C2410andoutputthecontrolsigrmlwitllD／Amodule．Thetransplantationofthereal-timeop

8、eratingsystemIxC／OS-IIandsottwaredesignprocessareintroducedattheend．Thedesi