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基于DSP的磁流变减振模糊控制系统设计

基于DSP的磁流变减振模糊控制系统设计

点击数:7179 次   录入时间:03-04 11:42:34   整理:http://www.55dianzi.com   电工技术

  系统就构框图如图2: 
  如图所示,控制系统硬件平台由加速度传感器、信号输入模块、A/D转换模块、DSP控制器、电流驱动器、磁流变阻尼器以及减振平台等部件组成。系统用加速度传感器采集减振平台垂直加速度,然后对采集的信息进行分析、处理,并向执行元件发出控制指令,最后产生动作。 
  在信号输入电路中,模数转换芯片根据系统采样率、ADC有效位数等要求,选用TI公司的16位标准同步串行接口(SPI)芯片ADS8320和MAXIM公司的MAX125。ADS8320与DSP串口连接,连接信号线DCLOCK、数据传输信号Dout和使能信号CS,MAX125的数据线直接和DSP相连。采用查询模糊控制表实现模糊控制器的控制作用,通过事先的离线计算得到模糊控制器的查询表,然后将查询表存放到计算机中,在过程控制中,计算机直接根据采样参数e和de,由查询表行、列找到与之对应的同样以论域元素形式表现的模糊控制量变化u,再由反模糊化过程得到精确控制量,并以此控制输出电流的大小。 
  输出电路芯片采用DAC7625,用电流驱动器来转换出磁流变阻尼器所需要的电流信号。 
  先初始化比较单元,设置和载入比较控制寄存器、定时器。由EVB模块的定时器3的周期中断触发PWM中断,PWM中断子程序主要完成调整比较寄存器的值以输出不同占空比的PWM波形,然后开A/D中断。

3 软件设计 
  (1)主程序。 
  系统主程序主要完成对系统各个模块的初始化、调入模糊控制查询表,其中初始化主要完成设置系统硬件及软件所需的初始参数和初始的状态,以保证系统的各个模块能正常工作。程序首先禁止所有中断,以防止程序在系统未正确初始化的情况下调用了中断服务子程序。初始化结束后将事先离线计算所得的模糊控制查询表存入数据存储器,供执行控制算法时查表使用,模糊控制查询表也可在程序开始时存入数据存储器,最终输出控制量。 
  (2)数据采集。 
  先设置定时器控制器GPTCON、控制寄存器1、控制寄存器2,然后进入A/D中断服务子程序,由EVA模块的定时器1的周期中断触发A/D转换。在A/D中断服务子程序中,首先读取A/D转换结果,并将结果存放于数据存储区的指定区域,供模糊控制算法查表使用,然后执行控制算法程序。 
  (3)模糊控制规则表。 
  由实验测试知,减振系统相对位移为[-5,5]cm,加速度值为[-4,4]m/s2,输出磁流变阻尼器的工作电流取为[0,2]A。设定模糊系统输入和输出数值的论域都为[-1,1],对车身垂直方向加速度及其变化率、减振器的输入电流进行正则化处理,使其论域均为[-1,1]。 
  设车身垂直方向加速度为A、垂直方向加速度变化率为ΔA、减振器输入电流为I,正则化处理方法为:AP=K1AΔAP=K2ΔAPI=K0IP 
  式中,K1、K2、K3为相应的量化因子。 
  对A、AP定义 7个模糊语言值:负大、负中、负小、零、正小、正中、正大,分别用 NB、NM、NS、ZE、PS、PM、PB表示, 
  IP的7个模糊语言值为:零、小、小中、中、小大、中大、大,分别用 NB、NM、NS、ZE、PS、PM、PB表示。 
  根据参考文献和实际操作经验,得出响应的控制策略,本文减振控制系统的控制规则共有49条,建立如表1所示的模糊控制状态表。  
  模糊推理的结果是模糊量,不能直接控制被控对象,需要将模糊量转化为精确值。本文采用重心法实现去模糊化。 

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