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基于ARM的皮带秤研究与设计

作　者: 张鹏
导　师: 赵国强
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 电子皮带秤 嵌入式 小生境遗传算法 模糊PID
分类号: TH715.195
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 86次
引　用: 1次
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内容摘要


随着传感器技术、仪器仪表技术、电子皮带秤技术、计算机技术、嵌入式技术的发展以及技术间的相互融合,称重技术有了很大的发展,称重装置也在智能化、多样化、自动化、数字化方向有了很大进步,快速、准确、方便、高效、功能多样化,能适应动态称重装置的研究与发展进入了新的阶段。现代的称重仪表不仅仅是物料重量显示的装置,同时也是工业自动化控制和现代商业管理的重要组成部分现代的称重装置多采用皮带秤,其经历了机械式皮带秤、机电式皮带秤、电子皮带秤、新型微机皮带秤、单片机控制的电子皮带秤以及刚刚兴起的嵌入式电子皮带秤,广泛应用于矿山、煤矿、物流、化工等领域。国际上传感器技术、电子皮带技术等领域有许多先进的研究成果,称重装置也有成熟的产品。我国的传感器技术、电子皮带秤技术、称重装置研制以及理论研究方面与国际先进水平还有一定的差距,新技术的不断发展,市场的需求要求我们加大对电子皮带秤的研究。因此设计出先进的功能全、成本低、符合我国国情的嵌入式皮带秤是我们所要研究的重要课题。本文主要是对基于ARM的电子皮带秤的研究设计,首先介绍了电子皮带秤的国内外发展情况,然后运用模糊PID控制理论对电子皮带秤进行理论研究和硬件选型及设计。采用ARM9嵌入式处理器和Linux操作系统,将小生境遗传算法应用到模糊PID控制中,改善了传统遗传算法的缺点,更好的优化参数,调节电机速度,达到专业的流量控制。仿真结果表明,与常规遗传模糊PID控制方法相比,具有更好的自适应性和更强的鲁棒性、可靠性。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-14
  1.1 课题的提出  9-10
  1.2 电子皮带秤国内外发展现状  10-12
  1.3 本文研究的意义及主要内容  12-14
2 电子皮带秤  14-18
  2.1 电子皮带秤的分类  14-15
  2.2 电子皮带秤的构造及原理  15-16
  2.3 电子皮带秤的发展及选型  16-18
3 嵌入式系统  18-23
  3.1 嵌入式系统的定义及其特点  18-19
  3.2 嵌入式系统结构  19-23
    3.2.1 嵌入式系统的硬件  19-20
    3.2.2 嵌入式系统的软件  20-23
4 嵌入式电子皮带秤硬件设计  23-46
  4.1 嵌入式电子皮带秤的硬件设计总体结构  23
  4.2 嵌入式微处理器选型  23-26
  4.3 电源电路  26-28
  4.4 系统复位模块  28
  4.5 调试接口(JTAG)  28-29
  4.6 存储器模块  29-31
  4.7 称重传感器模块  31-35
    4.7.1 滤波放大电路  33-34
    4.7.2 A/D转换  34-35
  4.8 速度传感器模块  35-38
    4.8.1 速度传感器分类  35-37
    4.8.2 速度传感器选型及设计  37-38
  4.9 开关量输出报警模块  38-39
  4.10 LCD液晶触摸屏模块  39-41
  4.11 通讯接口模块  41-44
    4.11.1 USB接口设计  41-42
    4.11.2 RS232通讯接口设计  42-43
    4.11.3 以太网接口设计  43-44
  4.12 4～20mA模拟电流信号输出  44-46
5 嵌入式电子皮带秤的软件设计  46-51
  5.1 Linux移植  46-49
    5.1.1 Boot Loader的移植  46-48
    5.1.2 Linux内核的移植  48-49
  5.2 嵌入式应用软件的开发流程  49-51
6 小生境遗传模糊PID控制  51-67
  6.1 模糊PID控制  51-59
    6.1.1 模糊控制  51-53
    6.1.2 模糊控制器设计步骤  53-54
    6.1.3 模糊PID  54-59
  6.2 小生境遗传算法  59-63
    6.2.1 基本遗传算法的简介  59-61
    6.2.2 小生境技术  61-63
  6.3 改进的小生境遗传算法的优化原理  63-67
7 改进的小生境遗传模糊控制在电子皮带秤中的应用及其仿真  67-74
结论  74-75
参考文献  75-77
作者简历  77-79
学位论文数据集  79

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 仪器、仪表 > 计量仪器 > 质量计量仪器 > 重量计量仪器 > 皮带秤
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