球-桿測控系統(tǒng)開發(fā)與研究.pdf

1、球桿是一個典型的非線性、不穩(wěn)定、機電耦合系統(tǒng)，對研究動態(tài)系統(tǒng)建模及驗證控制算法的穩(wěn)定性、快速性、準確性具有重要的意義。國內外諸多學者主要在球桿建模與數字仿真及控制等方面做了大量的工作。隨著控制算法的復雜化，其通信系統(tǒng)中普遍采用的RS232接口在數據采集頻率、實時性能等方面的弊端日益明顯。本研究旨在通過設計并實現自己的球桿測控系統(tǒng)軟硬件平臺：基于USB（Universal Serial Bus）接口的上下位機通信；基于MCU的下位機測控平

2、臺；基于LabVIEW的上位機軟件測控平臺。具體工作體現在以下幾個方面：
　　 ⑴在分析固高球桿測控系統(tǒng)在通信速度、可靠性、易用性不足的基礎上，針對球桿測控平臺的設計目標提出一種基于USB的優(yōu)秀嵌入式解決方案，并對設計目標中電機驅動能力和采樣頻率的正確性進行了驗證。
　　 ⑵測控系統(tǒng)以微控制器為核心，擴展了計數模塊以實現與光電編碼器的電機轉速測量傳感器接口，擴展了模擬量采集模塊以實現與球在桿上的位置測量傳感器接口，擴展了

3、功率驅動模塊以直接驅動直流電動機，擴展了USB功能模塊以實現與上位機之間的實時數據通信。
　　 ⑶以Keil C51為固件程序開發(fā)平臺，下位機測控程序采用匯編語言與C語言混合編程的方式，設計并優(yōu)化了USB固件程序、數據采集程序和直流伺服電機驅動程序，實現測控系統(tǒng)的通信、數據采集以及控制功能。
　　 ⑷以LabVIEW為人機界面和控制算法運行環(huán)境，利用其庫函數結點建立了上位機應用程序與USB驅動程序之間的函數調用，完成球桿