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发展基于嵌入式计算机的控制系统
来源:本站整理  作者:佚名  2010-01-21 10:48:38



1.嵌入式控制在微波设备控制上的实现:
  大型系统我们一般采用工业PC的方式集中控制,但面对小型系统我们如采用工业PC的方法则有点大马拉小车的概念了。一方面,对于向小系统应用必须考虑成本,另一方面的要求是稳定与可靠。因而,采用嵌入式计算机是我们的首选。
  对于嵌入式控制系统有两个种类:
  一、基于无操作系统的嵌入式芯片的控制技术。
  二、基于有操作系统的嵌入式芯片的控制技术。
  第一种我们一般性的可将之认为是在微控制器的层面上,我国一般称为单片机。它一般用于对处理数据要求相对较低的场合,设计者一般采用汇编语言对其进行开发,此种控制不具有良好的人机界面。
  第二种实际就是一台PC,但要比一般PC及工业计算机都来得稳定,这一稳定性促使嵌入式计算机的应用领域十分宽广。以目前的发展速度,今后的工业控制方面大有取代工业控制计算机的趋势。它所用的操作系统一般为:Linux、MS-dos、Windows CE等。WinCE是微软公司基于NT控制技术的基础上开发产生的操作系统,被广泛应用于Pocket PC 以及一些嵌入式计算机中。这里特别要一提的是Windows CE.net,它的 
出现使原来在PC上开发的程序员能最小缝隙的过渡到面向嵌入式系统进行开发,同时具有.net的框架。对于设备控制系统我们一般选择此系统。
  这里一般单台次的工业控制基本采用Windows CE+组态软件+触摸屏的形式来实现。这里的组态软件与上面的组态软件本质和功能基本是一样的,所不同的是支持它运行的平台为Windows CE操作系统。目前我国的一些组态软件厂家都看到了这一巨大的市场,因而纷纷推出自己基于CE系统的组态软件,如昆仑通态的MCGS等。
  当然,在针对相对简单或用户要求不高的系统的时候,也可以使用WinCE平台下的开发软件自己进行相关编程,其开发软件一般使用Microsoft的eMbedded Visual basic 和 eMbedded Visual C++等。其具体控制方式可参见“自动控制技术在微波工业设备中的应用”内的相关介绍。
  2.在工业控制领域经常应用的若干控制算法
  在使用嵌入式计算机进行工业自动化控制过程中,有一些相关的算法是较为常用的,作为工程开发设计人员必须通晓相关的控制算法,这样有助于实现可靠使用的控制。
  1. 常规PID控制算法
  PID算法是工业控制中最常用的一种数学算法,它的基本公式如下:
  直接计算公式:
  Pout(t)=KP*e(t)+Ki*∑e(t)+Kd*(e(t)-e(t-1));
  上一次的计算:
  Pout(t-1)=Kp*e(t-1)+Ki*∑e(t)+Kd*(e(t-1)-e(t-2));
  两式相减得到增量法计算公式:
  Pdlt=Kp*(e(t)+Ki*∑e(t)+Kd*(e(t)-2*e(t-1)+e(t-2));
  其中三个基本参数Kp、Ki、Kd在实际控制中的作用:
  Kp-比例调节作用:是按比例反映系统的偏差,系统一旦出现偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少误差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。

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