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基于DSP的履带式摊铺机行驶控制系统研究

作　者: 翁寅生
导　师: 焦生杰
学　校: 长安大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 履带式摊铺机数字控制器行驶控制 DSP TMS320LF2407A
分类号: U415.521
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 43次
引　用: 3次
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内容摘要

履带式摊铺机在高等级公路的铺筑中起着关键性作用,其摊铺速度的恒定性直接影响着路面的平整度、密实度以及离析程度。行驶控制系统的性能是影响摊铺机作业性能的重要因素,在很大程度上决定了作业质量的好坏。因此,研制高性能、高水平的行驶系统数字控制器,改进摊铺机性能具有重要的现实意义。本文深入分析总结了摊铺机行驶控制系统的研究状况,针对目前基于DSP研究存在的问题,提出了系统的控制方案和算法。论文介绍了以TI公司的数字信号处理器TMS320LF2407A为核心的硬件构成,对泵和马达控制电路、人机接口与EEPROM存储电路、测速电路、数据采集及故障检测电路等部分作了详细阐述。系统软件基于CCS 2.0(’2000)的编译环境,采用C与汇编混合语言进行模块化编程并对程序代码进行手工优化,既提高了执行效率又提高了程序的可读性和可移植性,运用定点DSP的浮点算法处理小数运算保证了控制精度。在实现摊铺机的起步/停车、前进/后退、直线/转向、原地转向及中文显示和故障检测的基础上,重点进行了算法设计,并采用软硬件抗干扰的方法解决了行驶控制系统抗干扰的问题。最后分别进行了室内模拟实验和野外作业实验,结果表明系统运行良好,达到实际使用要求。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1 摊铺机行驶控制系统的研究现状  10-12
    1.1.1 摊铺机行驶控制系统国内外研究现状  10
    1.1.2 基于DSP的摊铺机行驶控制系统研究现状  10-12
  1.2 课题的提出与意义  12
  1.3 论文研究内容  12-14
第二章行驶系统功能与方案  14-20
  2.1 行驶控制系统的功能要求  14-15
    2.1.1 行驶控制系统的基本功能要求  14
    2.1.2 行驶控制系统的其它功能要求  14-15
  2.2 行驶控制系统方案  15-18
  2.3 行驶控制系统微控制器的选择  18-20
第三章控制算法及抗干扰设计  20-28
  3.1 控制算法设计  20-24
    3.1.1 行驶速度设定  20
    3.1.2 左右履带速度的计算  20-21
    3.1.3 转向控制算法  21-22
    3.1.4 测速算法  22-24
    3.1.5 PWM输出算法  24
  3.2 系统抗干扰设计  24-28
    3.2.1 系统抗干扰硬件设计  25-26
    3.2.2 系统抗干扰软件设计  26-28
第四章行驶控制系统硬件设计  28-46
  4.1 概述  28-30
    4.1.1 控制系统硬件结构  28-29
    4.1.2 DSP的特点及 TMS320LF2407A简介  29-30
  4.2 DSP最小系统设计  30-33
    4.2.1 DSP供电电源及复位电路设计  30-31
    4.2.2 时钟电路设计  31-32
    4.2.3 EMIF总线接口  32
    4.2.4 仿真接口(JTAG)  32-33
  4.3 外部电源模块设计  33-34
  4.4 数据采集与故障检测电路设计  34-35
  4.5 测速电路设计  35-36
  4.6 泵控制电路设计  36-38
  4.7 马达控制电路设计  38-39
  4.8 人机接口与EEPROM存储模块设计  39-43
    4.8.1 EEPROM存储芯片24LC256简介  39-40
    4.8.2 液晶显示模块的选择  40-41
    4.8.3 人机接口与EEPROM存储模块设计  41-43
  4.9 UART与CAN通信电路设计  43-45
  4.10 控制面板设计  45-46
第五章行驶控制系统软件设计  46-62
  5.1 DSP软件开发工具 CCS2.0介绍  46-47
  5.2 定点DSP的浮点算法  47
  5.3 C与汇编混合编程  47-48
  5.4 手工代码优化  48-49
  5.5 系统软件设计  49-62
    5.5.1 EEPROM读写(虚拟I~2C)模块编程  49-52
    5.5.2 液晶显示模块的编程  52-54
    5.5.3 数据采集与故障检测模块  54
    5.5.4 测速模块  54-55
    5.5.5 软件设计流程图  55-62
第六章实验研究  62-68
  6.1 实验目的  62
  6.2 实验设备  62
  6.3 室内模拟实验  62-64
    6.3.1 基本功能实验  63
    6.3.2 速度特性实验  63-64
    6.3.3 实验结论  64
  6.4 野外作业实验  64-68
    6.4.1 恒速、直线、转向及故障检测试验  64-66
    6.4.2 实验结论  66-68
第七章结束语  68-70
  7.1 结论  68
  7.2 展望  68-70
参考文献  70-72
攻读硕士期间发表的论文  72-74
致谢  74

基于DSP的履带式摊铺机行驶控制系统研究

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