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嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成,能离线对其他设备进行控制、监视或管理。嵌入式 CPU的设计也越来越精简化,整个嵌入式处理器的体积越来越小,使得嵌入式系统的发展非常的迅速。 气动位置伺服控制在自动化生产线和机器人等领域广泛应用。这些应用需要在过程中能快速,准确地完成预先指定的任务,因而必须具有高精度,快速反应,具备一定的承载能力,灵活的自由度以及在任意位置能自动精确定位等要求。其中运动速度和定位精度是两项重要的性能指标,而提高运动速度与提高定位精度总是存在矛盾,为了解决这一矛盾,很多科研人员进行了大量的研究,想方设法来提高定位精度。实验研究显示,采用数字控制方法能改善气动位置系统的定位特性,结合控制算法能达到高精度的控制要求,并能实现任意位置的定位。本文正是顺应时代发展的需要和改善气动位置系统的控制特性出发设计了基于DSP的气动位置控制系统。 首先,本文设计了气动位置控制系统的硬件与软件,硬件有 A/D转换接口、D/A转换接口、RS232接口、仿真器接口与电源转换;软件有 TMS320LF2407A初始化、ADC转换程序模块、D/A转换程序模块、串口通信程序模块、数据处理模块和系统控制算法。 其次,运用数据采集卡 USB-6008对气动位置控制系统进行数据采集,采集之前通过实验调整 PID参数找出一组能较好控制气缸位置的数据,然后用最小二乘法的ARX模型对系统进行模型辨识,辨识出模型以后,对模型作了阶跃响应特性分析,从曲线可以看出辨识的模型能较好的实现阶跃响应。 再次,本文用LabVIEW界面来观察 DSP控制器对气缸的实验控制效果。主要是使用LabVIEW串口通信软件 VISA与DSP通信,通过 VISA,LabVIEW可以与DSP进行数据的写入与读取,本文主要是用LabVIEW来读取DSP的数据,再通过波形图来观察DSP对气缸的实际控制效果。 最后,做了闭环气动位置控制实验,通过对控制统实验的观察,本文所设计的基于DSP的气动位置控制系统的输出能较好的跟随输入而响应,证实了该控制系统的正确性。