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基于MSP430单片机的微量计量泵控制系统设计
资料介绍
计量泵作为一种专门用于流体精确计量的特殊泵,已被广泛的应用在国民经济发展的各行各业中。随着生产工艺和自动化控制要求的提高,对计量泵也提出了更严格的标准。由于国产计量泵控制方式的精度不理想、流量显示不直观、可靠性差,无法满足对现代化工业生产工艺的控制需求。近些年,随着机电一体化迅速崛起和快速发展,在测控领域掀起了一场新的革命,也对计量泵的控制提出来更高的要求。
本文以MSP430系列超低功耗单片机为控制核心,设计了一套可以通过控制步进电机方向和转速,来实现流量控制的微量计量泵闭环控制系统。论文的主要研究内容如下:
首先,在对微量计量泵控制系统的各组成环节进行数学理论分析的基础上,建立整个系统正确的数学模型,设计了与控制系统相匹配的模糊控制器,以达到流量的智能控制。用Matlab/Simulink仿真验证了在步进电机的不同励磁方式下该模糊控制器的精确性和稳定性。
其次,采用MSP430作为主控芯片,以步进电机为控制对象,以增量式光电编码器为检测反馈元件,设计了系统的硬件功能电路,包括系统电源电路、按键电路、LCD显示电路、步进电机驱动电路、转速采集电路和报警电路等。用IAR Embedded Workbench开发平台编写调试与硬件系统相适合的软件程序。软硬件相结合实现了包括按键控制步进电机转动状态,直观显示步进电机转速和光电编码器采集以及报警等功能。
最后,通过 VB(Visual Basic)上位机开发软件设计了微量计量泵系统的上位机控制显示界面,使其具有直观显示系统的工作模式和流量数据的功能。采用RS232标准串口实现控制系统上下位机的相互通信。上位机通过COM组件调用模糊PID运算,实现精确的流量控制。
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