嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)在飼料制粒機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、制粒過(guò)程是現(xiàn)代飼料生產(chǎn)中的最常見(jiàn)的工藝之一，為了獲得質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品和最大化的生產(chǎn)效率，制粒機(jī)調(diào)質(zhì)溫度以及主機(jī)電流必須準(zhǔn)確地控制在期望值附近。因此設(shè)計(jì)基于先進(jìn)控制算法的制粒機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)于提高飼料生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、改善生產(chǎn)效率具有十分重要的意義。
　　 本文以制粒機(jī)作為控制對(duì)象，在研究總結(jié)現(xiàn)有理論成果的基礎(chǔ)上，提出了IMC-Smith(InternalModelControl)預(yù)估控制器設(shè)計(jì)方案，完成了對(duì)時(shí)滯過(guò)程控制方法的改進(jìn)和創(chuàng)

2、;實(shí)現(xiàn)了制粒機(jī)過(guò)程的離線仿真，搭建了基于嵌入式uC/OS-Ⅱ的制粒機(jī)控制系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)，并在此基礎(chǔ)上完成了制粒機(jī)專用控制器產(chǎn)品樣機(jī)。本文主要在以下幾個(gè)方面展開(kāi)研究:
　　 1.嵌入式系統(tǒng)與時(shí)滯控制系統(tǒng)的歷史、現(xiàn)狀以及本課題的研究?jī)?nèi)容。
　　 2.粒機(jī)控制系統(tǒng)的建模與仿真。本文研究了制粒機(jī)的工作原理，建立了它的近似數(shù)學(xué)模型。利用LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境，建立制粒機(jī)控制系統(tǒng)仿真模型，用于IMC-Smith預(yù)估控制算法的仿真驗(yàn)證

3、，仿真結(jié)果表明IMC-Smith預(yù)估控制性能較常規(guī)時(shí)滯控制算法有較大的提高，證明了控制方案的有效性。
　　 3.開(kāi)發(fā)嵌入式制粒機(jī)控制系統(tǒng)硬件。在分析了制粒機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)控制器要求的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了基于ARM7TDMI內(nèi)核，以LM3S8962微處理器為核心的嵌入式制粒機(jī)控制系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了各個(gè)模塊電路設(shè)計(jì)的原理及功效，實(shí)現(xiàn)了溫度、電流的實(shí)時(shí)采集與控制功能。
　　 4.開(kāi)發(fā)嵌入式制粒機(jī)控制系統(tǒng)軟件。詳細(xì)分析了uC/OS-Ⅱ的內(nèi)核

4、及其工作原理，在此基礎(chǔ)上介紹了LM3S8962的啟動(dòng)代碼、uC/OS-Ⅱ向LM3S8962的移植過(guò)程，以及嵌入式硬件系統(tǒng)各模塊的驅(qū)動(dòng)程序。
　　 5.設(shè)計(jì)IMC-Smith預(yù)估器。Smith預(yù)估控制是一種有效的、經(jīng)典的時(shí)滯補(bǔ)償方法，但制粒機(jī)具有大時(shí)滯、非線性的特性，常規(guī)Smith預(yù)估器無(wú)法達(dá)到理想的控制效果。針對(duì)這一問(wèn)題，本文提出了一種改進(jìn)型的IMC-Smith預(yù)估器結(jié)構(gòu)，并利用內(nèi)?？刂圃韺?duì)控制參數(shù)進(jìn)行整定，從而使系統(tǒng)具有響應(yīng)