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基于DSP的称重控制器设计与研究

作　者: 宋珊
导　师: 余发山
学　校: 河南理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 称重控制器 DSP 数字滤波
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

称重控制器是一种检测物料质量并且具有定量称重功能的智能仪器。称重控制器广泛应用于化工、建材、饲料加工等领域,它的控制精度往往直接决定产品的成品率和产品质量。称重控制系统往往由多台称重控制器组成的,是一个多输入、多输出互相耦合的系统,其控制模型复杂,干扰来源多。为了获得高精度的系统称重控制效果,其关键是如何提高称重控制器本身的精度。本文在充分分析了影响称重控制器控制精度的多种因素后,提出了以数字信号处理器(DSP)为核心的称重控制器设计方案。该方案利用数字信号处理器强大的数字信号处理功能,采用在线估计方法对称重控制对象的数学模型进行参数估计;并采用均值滤波加FIR数字滤波器滤波组成的二重数字滤波算法对称重信号进行处理。设计中充分考虑称重控制器组网及系统组成的功能,为控制器设计了通讯接口;为控制器本身设计了操作界面,便于参数、功能设定以及独立工作的操作。在完成控制器的硬件和软件设计后,针对称重控制器的信号检测和数据处理算法进行了仿真验证。其结果表明,称重信号的检测与处理算法抗扰能力强、快速性好,控制精度明显提高,为设计高精度称重控制器提供了一定的参考。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
1 绪论  9-15
  1.1 课题背景  9
  1.2 称重控制器的现状与发展趋势  9-10
  1.3 称重控制的关键问题  10-13
    1.3.1 称重信号检测  12
    1.3.2 称重信号的处理  12
    1.3.3 选取适当的称重控制策略  12-13
    1.3.4 称重控制器组网应用  13
  1.4 本文完成的主要任务  13-15
2 称重过程建模及控制策略  15-23
  2.1 称重控制器的工作过程  15-16
  2.2 称重过程建模及参数估计  16-20
    2.2.1 称重过程建模  16-19
    2.2.2 模型参数估计  19-20
  2.3 称重控制策略  20-23
3 称重信号检测与处理  23-37
  3.1 称重信号的检测  24-26
    3.1.1 传感器信号预处理  24-25
    3.1.2 带采样校准的A/D 转换  25-26
  3.2 采用二重数字滤波的称重信号处理  26-37
    3.2.1 二重数字滤波思想  27-31
    3.2.2 基于F2812 的二重滤波实现  31-37
4 基于DSP 的称重控制器硬件设计  37-49
  4.1 称重控制器操作界面设计和硬件电路结构  37-39
  4.2 称重控制器人机接口的电路设计  39-42
    4.2.1 控制器菜单显示电路  39-40
    4.2.2 控制器的键盘与质量显示电路  40-42
  4.3 称重信号放大电路设计  42-43
  4.4 称重控制组网通讯电路  43-46
    4.4.1 采用RS-485 协议的控制器通讯接口设计  44-45
    4.4.2 CAN 通讯接口  45-46
  4.5 电源设计及防干扰措施  46-49
    4.5.1 控制器电源设计  46-48
    4.5.2 电源抗干扰措施  48-49
5 称重控制器软件设计  49-65
  5.1 称重控制器主程序  50-52
  5.2 自动控制程序  52-53
  5.3 二重滤波的实现程序  53-55
  5.4 带采样校准的A/D 转换程序  55-58
  5.5 标定程序  58-60
  5.6 控制器菜单显示程序  60-61
  5.7 控制器的键盘与质量显示程序  61-62
  5.8 控制器通讯程序设计  62-65
    5.8.1 RS-485 接口通讯程序  62-63
    5.8.2 CAN 接口通讯程序  63-65
6 称重信号检测与处理的仿真实验  65-71
  6.1 A/D 采样校准实验  65-66
  6.2 二重数字滤波的仿真实验  66-71
7 结论  71-73
参考文献  73-77
作者简历  77-79
学位论文数据集  79-80
详细摘要  80-82

基于DSP的称重控制器设计与研究

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