基于SOPC的液壓挖掘機作業(yè)裝置控制系統(tǒng)研究.pdf

1、為了提高挖掘機自動化、智能化程度，提高控制精度，在嵌入式技術飛速發(fā)展的今天，本文結合工程機械發(fā)展要求與SOC技術特點，利用SOPC技術搭建挖掘機作業(yè)裝置控制平臺，實現電子技術與工程機械更緊密的結合，是當今電子技術與工程機械發(fā)展的必然趨勢。 本文首先建立了輸出PWM驅動模型，實現對電液比例閥的實時控制；研究電液比例系統(tǒng)其它元件模型，最終建立挖掘機作業(yè)裝置的電液比例系統(tǒng)模型。為進一步驗證整個電液比例系統(tǒng)的穩(wěn)定性并開發(fā)合適的運動控制算

2、法，對整個系統(tǒng)控制性能進行分析，確定其穩(wěn)定程度及響應特性。進而加入PID控制算法，通過對控制參數的實時調整，改善控制性能，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，盡可能提高系統(tǒng)響應速度，為最終控制器實驗驗證打下理論基礎。 為實現基于SOPC技術的挖掘機運動控制反饋環(huán)節(jié)，研究了基于IP核技術的CAN總線控制方案，分析CAN總線IP核模塊，開發(fā)了CAN總線驅動程序，在CANopen協(xié)議規(guī)范下，開發(fā)用戶自定義程序，實現基于SOPC技術的CAN總線通信

3、模塊，進而實現CAN總線網絡控制。 完成以上工作的基礎上，分析系統(tǒng)整體結構，從而搭建系統(tǒng)軟硬件模型，實現整個挖掘機運動控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)設計方面，分析系統(tǒng)資源利用情況以及處理器性能，改善硬件時序性能，提高系統(tǒng)處理速度；在對軟件模塊進行合理規(guī)劃的基礎上，為提高控制器的處理性能，應用自定制指令技術、浮點運算單元、C2H硬件加速以及DSP模塊實現系統(tǒng)硬件加速，改善系統(tǒng)性能，在滿足控制要求的前提下，達到資源利用與處理速度的合理匹配。