基于SOPC的液壓挖掘機(jī)作業(yè)裝置控制系統(tǒng)研究.pdf

1、為了提高挖掘機(jī)自動(dòng)化、智能化程度，提高控制精度，在嵌入式技術(shù)飛速發(fā)展的今天，本文結(jié)合工程機(jī)械發(fā)展要求與SOC技術(shù)特點(diǎn)，利用SOPC技術(shù)搭建挖掘機(jī)作業(yè)裝置控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電子技術(shù)與工程機(jī)械更緊密的結(jié)合，是當(dāng)今電子技術(shù)與工程機(jī)械發(fā)展的必然趨勢(shì)。 本文首先建立了輸出PWM驅(qū)動(dòng)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)電液比例閥的實(shí)時(shí)控制；研究電液比例系統(tǒng)其它元件模型，最終建立挖掘機(jī)作業(yè)裝置的電液比例系統(tǒng)模型。為進(jìn)一步驗(yàn)證整個(gè)電液比例系統(tǒng)的穩(wěn)定性并開發(fā)合適的運(yùn)動(dòng)控制算

2、法，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)控制性能進(jìn)行分析，確定其穩(wěn)定程度及響應(yīng)特性。進(jìn)而加入PID控制算法，通過對(duì)控制參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整，改善控制性能，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，盡可能提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，為最終控制器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證打下理論基礎(chǔ)。 為實(shí)現(xiàn)基于SOPC技術(shù)的挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)控制反饋環(huán)節(jié)，研究了基于IP核技術(shù)的CAN總線控制方案，分析CAN總線IP核模塊，開發(fā)了CAN總線驅(qū)動(dòng)程序，在CANopen協(xié)議規(guī)范下，開發(fā)用戶自定義程序，實(shí)現(xiàn)基于SOPC技術(shù)的CAN總線通信

3、模塊，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)CAN總線網(wǎng)絡(luò)控制。 完成以上工作的基礎(chǔ)上，分析系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)，從而搭建系統(tǒng)軟硬件模型，實(shí)現(xiàn)整個(gè)挖掘機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，分析系統(tǒng)資源利用情況以及處理器性能，改善硬件時(shí)序性能，提高系統(tǒng)處理速度；在對(duì)軟件模塊進(jìn)行合理規(guī)劃的基礎(chǔ)上，為提高控制器的處理性能，應(yīng)用自定制指令技術(shù)、浮點(diǎn)運(yùn)算單元、C2H硬件加速以及DSP模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)硬件加速，改善系統(tǒng)性能，在滿足控制要求的前提下，達(dá)到資源利用與處理速度的合理匹配。