基于DSP的计算机控制技术类课程实验平台的研究

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计算机控制系统在工业过程中的应用越来越普及,要求从事过程控制的工程技术人员必须掌握计算机控制技术的相关理论基础、控制策略、数据通讯、网络技术、硬件以及软件等诸多方面的专门知识与技术。因此计算机控制技术课程被许多高校的信息学科自动化、计算机应用、电子信息及电气工程等专业列为一门专业必修课。为了能让学生在学习理论知识的过程中对计算机控制系统的组成、结构及功能有更加清晰的认识和更加深入的理解,配合一些与课程进度相适应的实验,是十分必要的手段。此外,由于DSP芯片在工业控制、商用及民用电子设备领域中越来越多的被使用,了解DSP芯片工作原理,熟悉DSP系统设计、调试方法也是相关领域工程技术人员需要掌握的技术之一。本课题就是根据上述实际需要而研制的基于DSP的计算机控制技术类课程实验平台。学生可以完整的参与控制系统搭建的各个环节,包括对控制对象进行模型辨识、选择系统输入信号的类型、确定控制系统的结构、传递函数、选择控制算法等,并根据得到的不同控制效果,分析系统的性能,加深对各种控制方法适用范围及控制参数用途的理解。同时,还对控制对象进行了模糊控制、Fuzzy-PID控制的Matlab的仿真,比较了几种不同控制方法对相同控制对象的控制效果。本系统在硬件设计方面,采用TI公司生产的TMS320F2812 DSP芯片作为控制器,搭建了一个完整的测控系统,实现了对直流电机的转速采集和控制;同时,扩展了一些外围接口,为学生了解DSP系统的功能、学习DSP系统的设计、调试提供了平台。软件设计方面,实验台部分软件采用C语言编写,在TI公司提供的集成开发环境CCS下进行开发;上位机部分,在Windows XP操作系统下,选用Visual Basic语言开发学生操作界面,并在Matlab下进行模糊控制算法的仿真。实验台和上位机通过串行通信接口实现实时通信。
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