基于DSP的沥青混凝土摊铺机行驶系统数字控制器的研究

摘要

沥青混凝土摊铺机作为公路建设的主要设备之一,其技术水平和智能化程度直接影响路面施工的质量.摊铺机行驶系统的自动化控制是其技术水平提升的重要环节之一.该文对摊铺机行驶驱动的液压系统及其控制方式进行了分析,提出了比较合理的控制方案,用DSP作为数字控制器的核心器件完成了控制器的硬件设计,利用了CC2000软件完成了控制器的软件设计.在实现摊铺机的前进/后退、停车、起步、左/右转向及原地转向等基本功能的基础上,重点讨论了摊铺机工作在摊铺状态下的恒速控制问题.针对摊铺要起步、停车的冲击问题,提出了最短斜坡函数的设计方法;针对摊铺机的低速不稳定性问题,分别采用带死区的PID和模糊自适应PID算法相结合的方法进行控制.利用MATLAB软件对PID参数进行了优化,最后通过实验对控制器的功能及控制性能进行了检验,并进行了改进.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1本课题提出的背景及意义

1.2国内外摊铺机行驶系统控制器的研究现状及发展方向

1.3研究数字控制器的意义

1.4本文研究的主要内容

第二章行驶系统控制方案研究

2.1行驶系统控制器的功能

2.1.1控制器的基本功能

2.1.2控制器的其它功能

2.2行驶系统控制器的组成

2.2.1控制器的硬件组成及功能

2.2.2控制器的软件组成及功能

2.3行驶系统控制器控制方案研究

2.3.1数字控制器的基本特点

2.3.2行驶系统数字控制器的控制方案

2.3.3主控制器的选择

第三章数字控制器硬件设计

3.1 DSP的选择

3.1.1 DSP的发展历程及功能简介

3.1.2 TMS320LF2407功能简介

3.2输入模块设计

3.2.1模拟量输入模块设计

3.2.2开关量输入模块设计

3.3输出模块设计

3.3.1 PWM输出模块设计

3.3.2开关量输出模块设计

3.4其它模块设计

3.4.1反馈通道模块设计

3.4.2系统复位电路模块设计

3.4.3LED显示器模块设计

3.4.4电源模块设计

3.4.5 EEPROM模块设计

3.4.6串行通讯模块设计

3.4.7 CAN总线模块设计

第四章数字控制器控制算法的设计

4.1速度控制曲线

4.2起步过程中的控制算法的研究

4.2.1最短斜坡时间的计算

4.2.2最短斜坡时间函数的建立

4.3作业工况下的控制算法的选择

4.4作业工况下的控制算法的设计

4.4.1数字PID控制算法

4.4.2带死区的PID控制算法

4.4.3模糊自适应PID控制算法

4.4.4模糊自适应PID控制器设计

第五章数字控制器软件设计

5.1系统应用程序设计

5.2数字控制器的软件设计

5.2.1系统初始化子程序

5.2.2系统标定子程序

5.2.3自检子程序

5.2.4按键扫描子程序

5.2.5摊铺子程序

5.3软件设计流程图

第六章仿真与实验

6.1 PID参数的整定

6.1.1 MATLAB简介

6.1.2 SIMULINK简介

6.1.3 NCD工具箱的简介

6.2实验研究

6.2.1实验目的

6.2.2实验设备

6.2.3实验内容

6.2.4实验过程与结果分析

第七章结论与展望

7.1结论

7.2问题与展望

参考文献

附 录

致 谢