基于M68HC08的磁流变阻尼器控制系统设计(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表:2007-06-28 人气:2

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本文采用单片0832和运放LM324构成程控增益电路，其原理如图4所示，输入Vi接0832的VREF，运放输出Vo接0832的Rfb 。0832内部是R-2R电阻网络，可以证明:Vo＝－D Vi/256。其中D为单片机送入0832的数字量，增益A＝-D/256。根据上述原理构成的程控增益电路不仅能增益量程多变，而且具有宽的通频带，性价比高。

图4 程控增益调节原理

6 软件设计

图5 主程序流程图

控制系统软件设计流程图如图5所示，初始化主要是配置MC68HC908GP32的CONFIG寄存器和PLL控制寄存器，并初始化输出波形。接着启动GP32内部A/D转换器，采集压力和位移信号，与上位机通信进行数据处理和显示，根据控制策略选择合适的控制波形。这里给出主程序主体框架 (限于篇幅，程序框架大部分为子程序形式) ：

;****设置I/0口寄存器********
PTA equ $0000 ;A口寄存器
……
;*****设置SCI,PWM,A/D寄存器等*********
SCSR equ $0016 ;SCI状态寄存器
……
;***** RAM数据区定义（变量名定义）********
ORG $0040
Pres FCB 1, Disp FCB 1 ;压力、位移数据缓冲区
DA_Value1 FCB 1,DA_Value2 FCB 1,Wave_Sel FCB 1
;两片0832数据，波形选通路数……

;*****Flash程序区*****
ORG $8000
MainInit: SEI ;禁止所有中断
LDHX #$023F ;堆栈初始化，放入GP32的RAM最高端
TXS
JSR SysInit ;系统初始化子程序SysInit
LDA #$FF ;I/0口方向寄存器赋值
STA DDRA
……
Main: JSR AdConvert ;A/D转换，读入压力，位移，结果送缓冲区Pres,Disp保存
JSR Commu ;与上位机通信
JSR Calculate ;算法模块运算,得出控制波形的种类和参数
BCS NotPWM ;标志位C＝1，采用其他波形
JSR SelPWM ;选通PWM
JSR PWM ;PWM模块波形参数设置：占空比和周期
NotPWM:
JSR OtherWave ;选通其他波形，参数设置：向0832送入波形频率、幅度控制值。
BRA Main
ORG $FFFE ;复位矢量
DW MainInit

6 结论

本文以摩托罗拉公司MC68HC908GP32 MCU为核心设计了用于磁流变阻尼器的电流控制系统。已在实验台上起到了较好控制作用。控制算法对于磁流变阻尼器这类很难确定控制模型的对象具有重要意义，有待于进一步研究。

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2001教育部重点项目01074、同济大学工科发展基金资助

参考文献
[1] 王宜怀单片机原理及其嵌入式应用教程北京希望电子出版社 2002.8
[2] MOTOROLA，Technical Data ─ MC68HC908GP32，1999
[3] Intersil，Data Sheet ─ ICL8038，1998
[4] 杨仕清等磁流变液智能材料、特性及器件研究《大自然探索》1998.3
[5] 薛凯赵元良程序控制多波形发生器及其在物理实验中的应用
东北师大学报自然科学版 1995.3
[6] 王光明沈国际等程控增益放大器的实现方法电子工程师 2002
[7] Dyke S J. Spencer Jr. B F. Sain M K.Carlson J D.Modeling and control of
magnetorheological dampers for seismic response reduction [J].Smart Materials and
Structures 1996,5

作者简介:
陈军男 1978年12月生汉族籍贯:浙江诸暨控制理论与控制工程在读硕士研究生
研究方向:过程控制与计算机控制 Email:tbt@mail.tongji.edu.cn
通信地址:上海市同济大学信控系 200092 电话:02165984270(实验室) 13817670891(手机)
(Information and Control Engineering Department of Tongji University,200092) (

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