一种嵌入式多功数字控制综合实验台制造技术

一种嵌入式多功能数字控制综合实验台，适用于数字实验领域。系统采用了PWM功率驱动器，使功率转换效率大大提高，可以适应较大功率的电动机。同时功率驱动模块具有过流保护等功能，增强了系统的安全性，适合用于控制系统的教学实验。同时它也用在数字控制系统中。具有过流保护等功能，提高了功率转换效率，增强了系统的安全性，系统的电路结构较为简单，降低了成本，同时保证综合实验台工作的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式多功数字控制综合实验台
本专利技术涉及一种嵌入式多功能数字控制综合实验台，适用于数字实验领域。
技术介绍
测量和控制是工科院校各个专业的根本，两者相互依赖，相互促进。由于教改时间较短的原因，控制部分所占的比重与它的身份很不相称。教学只停留在原理性授课，实验环节很少，近几年只开设了计算机仿真实验(MATLAB语言)，实践环节的实验器材相当匾乏。学生普遍反映，课程缺乏实践环节，过于抽象。另外，学生对自控原理涉及到的常用被控对象、执行器等都缺乏了解，这不仅影响到课程教学质量，学生的学习积极性，也有悖于实验与教学相结合，实事求是的教学方针。随着现代控制理论和计算机技术的迅猛发展，早期的教学实验仪器己不能满足当前工科院校教学实验的要求和市场的需求。在这种形势下，国内已经有几家公司专门从事教学实验设备的研发和生产。目前，这些公司的教学实验产品已经覆盖工科院校大部分专业的专业必修课程，而且其在实验设备的研究方法和实验设备的功能等方面与传统的教学实验设备己有很大的不同。
技术实现思路
本专利技术提供一种嵌入式多功能数字控制综合实验台，具有过流保护等功能，提高了功率转换效率，增强了系统的安全性，系统的电路结构较为简单，降低了成本，同时保证综合实验台工作的稳定性。本专利技术所采用的技术方案是：系统采用了PWM功率驱动器，使功率转换效率大大提高，可以适应较大功率的电动机。同时功率驱动模块具有过流保护等功能，增强了系统的安全性，适合用于控制系统的教学实验。同时它也用在数字控制系统中。所述数字控制系统(digitalcontrolsystem)是以数字计算机作为数字控制器，实现对连续对象(或过程)的闭环控制，因此也可以称为计算机控制系统.采样是数字控制器的基本特征，也是与连续控制系统的主要区别。数字控制系统的硬件由控制对象、数字控制器、模拟输入通道、模拟输出通道和实时时钟5部分组成。所述外部基准电压产生电路中，由于电源电压的纹波干扰，其噪声很大，从而导致运放的输入噪声增加，为了缓解这种情况，现采用两个TL431产生正负电压基准，这样运放的输入噪声和上面的情况比要减小很多。所述传感器信号采集与控制系统，就是以单片机为系统核心，对前向通道输出的模拟量，通过采样保持器，A/D转换器等模数转换模块进行数字化转换。同时还要进行线性化处理和数字滤波等处理，然后将进行数字化处理后的数据与系统初始值进行求差，得到两次采样时刻的偏差，通过调用数字控制算法(增量式PID控制算法)对偏差进行校正，从而使系统趋于稳定。模拟信号数据采集子程序，为了减小系统的误差，除了使用单片机内部A/D转换器的降噪模块外，还在软件上利用中值平均法进行数字滤波等处理。所述中值滤波程序中，由于系统中的温度、压力、标准电压/电流等信号的变化较慢，系统采用中值滤波进行处理，采样次数n取5次。程序中的排序采用冒泡排序算法，最后将中值滤波处理后得到的n个滤波值进行算术平均，从而得到用的参数。本专利技术的有益效果是：该系统采用单片机开发系统，具有过流保护等功能，提高了功率转换效率，增强了系统的安全性，系统的电路结构较为简单，降低了成本，同时保证综合实验台工作的稳定性。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的数字控制系统组成图。图2是本专利技术的外部基准电压产生电路。图3是本专利技术模拟信号数据采集子程序。图4是本专利技术的中值平均法滤波子程序。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，数字控制系统(digitalcontrolsystem)是以数字计算机作为数字控制器，实现对连续对象(或过程)的闭环控制，因此也可以称为计算机控制系统.采样是数字控制器的基本特征，也是与连续控制系统的主要区别。数字控制系统的硬件由控制对象、数字控制器、模拟输入通道、模拟输出通道和实时时钟5部分组成。如图2,外部基准电压产生电路中，由于电源电压的纹波干扰，其噪声很大，从而导致运放的输入噪声增加，为了缓解这种情况，现采用两个TL431产生正负电压基准，这样运放的输入噪声和上面的情况比要减小很多。如图3，传感器信号采集与控制系统，就是以单片机为系统核心，对前向通道输出的模拟量，通过采样保持器，A/D转换器等模数转换模块进行数字化转换。同时还要进行线性化处理和数字滤波等处理，然后将进行数字化处理后的数据与系统初始值进行求差，得到两次采样时刻的偏差，通过调用数字控制算法(增量式PID控制算法)对偏差进行校正，从而使系统趋于稳定。模拟信号数据采集子程序，为了减小系统的误差，除了使用单片机内部A/D转换器的降噪模块外，还在软件上利用中值平均法进行数字滤波等处理。如图4，中值滤波程序中，由于系统中的温度、压力、标准电压/电流等信号的变化较慢，系统采用中值滤波进行处理，采样次数n取5次。程序中的排序采用冒泡排序算法，最后将中值滤波处理后得到的n个滤波值进行算术平均，从而得到用的参数。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式多功能数字控制综合实验台，其特征是：所述的数字控制综合实验台系统采用了PWM功率驱动器，使功率转换效率大大提高。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式多功能数字控制综合实验台，其特征是：所述的数字控制综合实验台系统采用了PWM功率驱动器，使功率转换效率大大提高。2.根据权利要求1所述的一种嵌入式多功能数字控制综合实验台，其特征是：所述数字控制系统(digitalcontrolsystem)是以数字计算机作为数字控制器，实现对连续对象(或过程)的闭环控制。3.根据权利要求1所述的一种嵌入式多功能数字控制综合实验台，其特征是：所述的数字控制系统的硬件由控制对象、数字控制器、模拟输入通道、模拟输出通道和实时时钟5部分组成。4.根据权利要求1所述的一种嵌入式多功能数字控制综合实验台，其特征是：所述的外部基准电压产生电路中，由于电源电压的纹波干扰，其噪声很大，从而导致运放的输入噪声增加，现采用两个TL431产生正负电压基准，这样运放的输入噪声和上面的情况比要减小很多。5.根据权利要求1所述的一种嵌入式多...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓东，
申请(专利权)人：杨晓东，
类型：发明
国别省市：辽宁,21