翁伟[1]2008年在《工业空调变频节能总线控制技术研究与系统实现》文中认为空调在生产和生活中起着重要的作用,其能耗占生产过程和楼宇建筑总能耗的比重在不断提高,随着国家能源的紧缺,以及全球信息化的发展,空调节能的研究受到广泛的关注。本文针对工业空调目前的控制方式和节能状况进行分析,从控制方法上入手,设计了基于CAN总线的工业空调节能监控系统。论文首先介绍了变频调速技术,并对工业空调系统中的水泵与风机等拖动系统的变频调速控制的实现原理进行了阐述,论证了工业空调系统中实现变频调速节能的可行性。接着,对比分析了几种现场总线技术的适用场合,论证了采用CAN总线进行集散控制的优势;设计了以单片机为控制核心的现场智能结点,对现场智能结点的硬件电路进行了选型设计,同时进行了软件系统的编写工作;设计了空调系统节能控制的上位机监控系统,监控主机软件采用国际上比较流行的Visual C~(++)进行设计,可以对温湿度信号进行实时的显示、处理、保存和节点控制。最后进行系统的集成,通过采样温湿度等空气质量信号,工业空调做出相应的控制动作用来实现对风机与水泵的变频调速控制,实现空调系统的高效节能。
李晓昱[2]2003年在《CAN总线在工业空调控制系统的研究及实现》文中认为CAN总线是目前流行的总线技术之一，是一种基于微控制器件的网络。CAN总线具有多主工作方式、传输速度快、距离远、自动解决总线竞争、自动重发功能、纠错能力强等特点。它已应用到过程控制、机械工业、机器人、医疗器械等领域。 本文首先介绍了CAN总线的发展状况和本课题的研究内容及论文结构。接着讲述了CAN总线的性能和规范，比较了CAN与传统485总线的区别，详细介绍了报文滤波的功能，CAN的帧的格式等。然后详细讲述基于工业空调联机控制系统的CAN总线节点的设计，对节点的软、硬件设计进行了详细的说明。 本研究根据系统需要设计了不同类型的CAN总线节点。节点间通讯方式多样。系统适合于一个场所多机联网控制、多楼层空调联机控制，或对多个特定的场所进行联网控制等。系统总线各个节点安装拆卸方便，不影响其它节点的功能。系统可以根据应用需要，通过不同功能节点的组合，实现点对点、广播、一对多等多种通讯方式。对普通空调的联机控制设计，系统具有一定的参考价值。系统具有扩展性，可将上位机通过特定的CAN接口器件连接，对系统进行监控。
王丰华[3]2006年在《汽车上CAN/LIN混合网络组网技术的研究与应用》文中研究说明汽车电子已经成为推动汽车技术进步的主要动力，汽车上越来越多的电子单元要求有网络的连接，从而实现更加智能化的控制，作为汽车中生长着的“神经”，汽车网络已经成为汽车上不可或缺的一部分。近几年中国汽车电子产业正加速发展，在这种大环境下，对汽车网络技术进行研究成为一件非常有意义的事情。论文主要对汽车上CAN总线网络和LIN总线网络进行了研究，目的是形成一个可在实际中应用的汽车控制网络系统，并能够在实践中得到检验。CAN和LIN均属于汽车上的中低端控制网络，主要是为了实现汽车上的各种电子控制单元的互连而引入的。CAN是在汽车上应用最广泛的网络，而LIN是近几年出现的一种低成本汽车网络，两者在实际应用中不是竞争关系而是互补关系，CAN／LIN混合网络能够在不影响网络性能的前提下降低网络成本。论文首先简要介绍了汽车电子产业的发展以及汽车网络的概况，对CAN总线和LIN总线汽车上的组网技术进行了分析，包括网络特性和拓扑结构等。然后对混合网络中的关键部件——网关的软硬件设计进行了详细的分析与描述。在网关设计中，采用了32位处理芯片和嵌入式实时操作系统作为设计的基础平台，迎合了当今汽车电子的发展方向。为实现可靠、准确的总线通信与信息交换，在网关中设计了CAN总线和LIN总线的通信函数库以及实现网关信息转发功能的函数。网关完成后进行了测试与通信分析，实现了CAN／LIN网络的互连互通。CAN／LIN混合网络基本搭建完成后，只有在实际应用中才能证明网络的价值。因此，根据两个实际的在研汽车电子项目对CAN／LIN混合网络做了进一步的开发。“基于CAN总线的轮胎压力监测系统”和“基于LIN总线的汽车气候控制系统”两个项目的总线通信部分是由8位单片机完成的，因此在设计上与网关节点有很大不同，在论文中都做了详细的分析与描述。至此，一个由不同CAN节点、LIN节点组成的CAN／LIN混合网络的所有通信部分设计完成。课题研究设计过程中，对硬件设计、软件设计以及两者的协同设计都做了周密细致的考虑。采用32位MCU和μCOS-Ⅱ操作系统的嵌入式CAN／LIN网关设计是一大特色。设计完成的网关能够实时转发CAN／LIN网络信息，实现了CAN／LIN混合网络上各节点间的信息共享。“基于CAN总线的轮胎压力监测系统”和“基于LIN总线的汽车气候控制系统”这两个设计也是国内汽车电子设计领域内较有特色的设计之一。论文中对这两个系统总体设计和通信设计进行了描述，在实际中检验了汽车CAN／LIN混合网络的应用可行性。希望这些努力能对我国汽车企业自主开发汽车总线系统提供一定的实用价值。
刘宽[4]2016年在《基于智能控制算法的汽车空调控制器设计》文中研究说明随着汽车工业的快速发展和人们生活水平、消费水平的不断提高,人们对汽车乘驾的舒适性、安全性等均提出了更高的要求。但由于汽车空调控制系统具有时变、非线性、大干扰等特点,因此在舒适性上还跟不上人们的需求,基于智能控制算法的控制方法越来越受到人们的重视。首先,本文对汽车空调的工作原理做了简单介绍,然后利用MATLAB建立了车内环境仿真系统,该系统考虑了汽车空调主要的热负荷,并对负荷模型进行了简化处理,同时使仿真系统尽量接近真实情况。其次,本文详细介绍了基于模糊控制算法的温度控制器设计流程,并给出模糊控制器设计过程中几个重要部分的设计方法,然后在上述仿真平台的基础上验证了所设计的模糊控制器的可行性。仿真结果表明,本文设计的模糊控制器既可以使汽车室内温度高效稳定的达到设定温度,又能够满足节能要求和使乘员具有较强的舒适感。紧接着本文针对常规模糊控制器可能存在的不足以及汽车空调模糊控制器设计的复杂性,又提出了一种基于自适应模糊PID的控制算法,该算法以PID的叁个参数的变化量为模糊控制器的输出,在线自适应调整PID的参数。仿真结果表明,空调系统能够针对输入变化自适应调整PID的参数,整个控制系统具有较高的控制精度、较快的响应速度和较强的鲁棒性。再次,本文又给出了基于BP神经网络的汽车空调温度控制器的设计方法,针对数据的采集详细介绍了一种简易的样本采集方法,样本用以验证神经网络的特性,通过仿真不难得出,基于BP神经网络的智能控制方法更能满足乘员的舒适感,同时表明基于BP神经网络的控制方法具有更大的优越性。最后,本文给出了汽车空调的硬件设计和软件设计方法,给出了部分硬件电路的设计原理图和软件设计的流程图。
蒋永飞[5]2008年在《摊铺机基于CAN总线通信系统的应用层协议研究》文中研究指明工程机械控制系统的性能是影响设备作业性能的重要因素,很大程度上决定了作业质量的好坏,从而设计一个高性能、高水平的工程机械设备的控制系统,对改进工程机械性能具有重要的现实意义。CAN作为一种设计独特、灵活性强的串行通信总线,能够满足电子控制设备之间数据通信的可靠性和实时性。因此,合理利用CAN总线技术将能够提高工程机械系统性能,促进工程机械行业的发展。本文介绍和分析了国内外CAN总线技术和工程机械的发展,以摊铺机为例研究了控制系统的CAN总线设计方案。由于摊铺机上装有许多电气控制设备来提高控制精度和智能化程度,因此,建立基于CAN总线的摊铺机控制系统数据传输通信的设计方案,可以实现摊铺机控制系统的数字化、集中化和智能化。并将摊铺机按其各个部分的功能进行了模块化的划分,以充分利用CAN总线技术。CAN2.0标准规范没有定义与用户密切相关的应用层协议,实际应用中又需要解决工程机械各功能模块之间的数据传送,论文编制了可以应用到摊铺机上的应用层协议。最后利用TMS320LF2407实验板在CCS开发平台上做了一个两模块之间的通信实验来模拟实现模块间的数据通信,并在CCS开发平台的观察窗口查看数据发送和接收的过程,验证了所编制协议的可行性和在通信过程中数据传输正确性与可靠性。
黎一兵[6]2006年在《基于CAN总线的车载分布式网络控制系统的研究及实现》文中提出以现场总线为基础的全数字控制系统,即现场总线控制系统(FCS)作为计算机网络技术在控制领域的延伸,同时又是计算机控制系统的更进一步发展,将是当今自动化领域技术发展的热门课题,受到各国自动化设备制造商与用户的广泛关注,是本世纪自动控制系统的主流。目前现场总线技术已经发展出适用于不同环境和场合的多种类型的总线技术。 CAN总线属于现场总线的一种,是一种有效支持分布式控制,具有极高的实时性,可靠性,安全性,灵活且开放的串行通信网络。本文采用CAN总线技术,设计开发了一种车载分布式网络控制系统,实现了整车电器连接的总线化,在不增加成本的情况下提高了系统的安全性、可维护性、可扩展性,满足了现代汽车的控制和管理要求。系统已经应用到实际,并取得了良好的效果。 本文首先介绍了现场总线技术和CAN总线技术的发展历程、相关概念及其在汽车电气控制系统中的应用情况,介绍了当前汽车电子产业的发展现状和前景,论述了发展我国自主产权的CAN总线车身控制系统的必要性和紧迫性。 其次从成本,性能方面重点阐述了CAN总线与LIN总线相结合的必要性和可行性,在此基础上,对车载分布式控制网络进行了结构分析和总体设计。 然后在硬件和软件两方面进行设计,最终实现了基于CAN总线,LIN总线和SAE—J1939协议的车载分布式控制网络的设计,并在试验台架和工程样车的应用中验证了该控制网络的可靠性和安全性,满足了现代汽车的控制要求。 文章最后总结了自己的研究工作,分析了今后进一步的努力方向。
赵玉秋[7]2005年在《中央空调控制系统现场控制单元设计》文中研究表明随着信息技术的发展和中央空调的普及应用,如何对中央空调系统实现有效的控制,一直是许多科研人员研究的重要课题。中央空调现场控制单元研究的目的,就是应用日臻完善的计算机网络和现场总线理论与技术,特别是飞速发展的Internet技术,开发出一套实用的中央空调控制系统,以实现方便、灵活、有效的对设备进行控制与状态监测,以达到温湿度恒定,创造舒适宜人的环境,其技术意义和社会意义都是相当深远的。 中央空调系统控制本着分散控制、集中管理的原则。本现场控制单元的设计正是本着这一原则来设计的。现场控制单元通过输入输出模块直接与被控对象相连,完成数据采集和控制等任务,是由上(监控级计算机)及下(现场设备)的桥梁和纽带。 本文设计了基于ARM内核的中央空调控制系统的现场控制单元。 该系统采用ARM7内核的高速、高性能、低价格的LPC2119单片机。系统采用嵌入式Internet技术、计算机网络技术和现场总线技术,将基于TCP/IP协议的计算机网络结构、CAN总线网络结构与基于NHB总线的总线结构有机的结合起来,运用PID控制理论、实施温湿度等调节实现在局域网上对中央空调的实时监控。系统还可以应用于智能小区、工业自动化和环境工程与自然等领域,具有广阔的应用前景。可以说,只要软件上稍作改动,本现场控制单元就可以作为通用的控制器。本系统结构简单合理,实时性强,而且使用方便、应用灵活,实现了以价格便宜而完成任务的目的。 本文主要从以下几个方面来对系统进行研究和设计: ·从技术发展的角度,对中央空调系统控制的技术现状和设计方案进行了分析和比较: ·针对在中央空调领域的具体应用,提出了分散控制,集中管理的功能模式,设计了基于ARM内核的现场控制单元; ·研究嵌入式实时操作系统uC/OS-II在ARM7内核上的实现; ·研究嵌入式TCP/IP协议栈的UDP通信和CAN,总线通信的具体实现; ·研究现场控制单元的输入输出模块的实现; ·研究西东公司NHB总线协议的实现原理;
王金亮[8]2011年在《自适应PID控制器研究及其在新风系统中的应用》文中指出PID控制具有算法简单、鲁棒性好和可靠性高等优点,被广泛应用于各种工业控制系统中,尤其是可建立精确数学模型的确定性控制系统。太阳能新风系统是把太阳能热利用和新风系统相结合的新型辅助供暖系统,在维持室内空气质量、改善舒适度方面发挥着重要作用。在进行新风温度控制时,由于太阳辐射能强弱变化以及其它一些因素的影响,系统参数会相应的发生变化,采用常规PID控制很难保持新风温度的稳定。针对这种问题,本文设计了用于太阳能新风系统的自适应PID控制器,在线调整PID控制器的参数,从而实现新风温度精确控制。本文较为详细的阐述了PID控制原理和PID参数继电整定方法。为了便于实验研究,首先在模拟太阳能新风系统上设计了模糊自适应PID控制器,详细介绍了模拟太阳能新风系统和模糊自适应PID控制原理,给出了模糊自适应PID控制器的设计过程,通过实验结果表明应用模糊自适应PID算法比常规PID控制有更好的调节性能。然后为具有全功能的太阳能新风系统设计了PID继电自整定与神经网络相结合的自适应PID控制器,详细介绍了全功能太阳能新风系统,介绍了该控制器的工作原理,给出了控制器的实现过程,对控制结果进行了分析,该控制器具有一定的适应能力,能够根据环境条件变化,自动校正控制动作,获得了满意的性能指标。最后设计了基于C8051F040单片机的CAN总线智能节点,可用于搭建太阳能新风系统,实现系统的监控功能。
符伟杰[9]2011年在《列车通信网络特性仿真研究分析》文中指出通信网络是列车的神经系统,实现各种通信控制设备的互联,完成对列车设备的监视、控制和诊断。列车通信网络性能好坏对列车安全、可靠和稳定的运行有着十分重要意义。目前,对列车通信网络特性的研究方法主要是通过对实际网络进行测试,或者搭建网络试验平台进行研究,这不仅需要较长的研发、测试时间,而且增加研究成本。然而,搭建相应列车通信网络仿真模型,不仅能够对网络性能进行分析,还能够对列车通信网络设计进行优化。目前,国内外对列车通信网络仿真研究较少,仿真模型不够完善。本文主要针对实际地铁列车通信网络搭建了仿真模型,并进行了仿真研究；论文还对基于工业以太网的列车通信网络进行了仿真分析。首先,本文概述了列车通信网络技术,对CAN总线和工业以太网的仿真研究现状进行了分析。介绍了常用的网络仿真软件,主要分析了网络仿真软件OPNET的基本特性和仿真原理。论文对多种列车通信网络的拓扑结构及其特性进行了分析,结合仿真软件和列车网络结构特点,选取了网络仿真工具。其次,较为详细的介绍CAN总线技术,针对南京地铁地南延段列车通信网络,搭建了基于OPNET的网络拓扑模型。模型分别从网络域、节点域和进程域叁个层次进行搭建。根据实际地铁列车的通信网络特性,对仿真模型参数进行分析,通过仿真研究,结果与列车实际特性基本吻合。在模型验证基础上,首先对列车网络正常工作时的网络特性进行了研究分析；而后,论文分析列车通信设备状态与设备报文发送特性对网络的影响。通过分析,CAN总线在传统的、数据量较小的通信网络中具有很好的实时性和可靠性。最后,对基于工业以太网的高速列车通信网络进行了研究分析,搭建了基于OPNET的仿真模型。通过对列车通信网络数据特性分析,对其进行分类并建立了数学模型。分别在100M和1000M工业以太网列车通信网络条件下对视频监控数据、设备状态数据流、命令控制数据流以及故障数据流等进行了模拟研究,分析了各种数据流对网络性能的影响。同时,论文对网络在最坏情况时,在不同带宽工业以太网的特性进行对比分析,仿真结果表明,1000M工业以太网理论上满足列车通信网络实时性和可靠性要求。经分析,高带宽工业以太网为大数据量、多智能化设备的高速列车网络通信的实现提供了解决方案。
郭晋[10]2001年在《基于CAN现场总线的分布式控制系统设计》文中提出现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。它是计算机技术、通信技术和控制技术高度综合与集成的产物，是一种开放式和分布式的新模式。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一。 CAN（控制器局域网）属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。 智能控制是控制理论和技术发展的高级阶段，是一个新兴的并正在迅速发展的领域。它主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题 本文采用CAN现场总线技术，设计开发了一种分布式控制系统。系统中采用了计算机、控制、通信、网络和电路设计等多领域的较先进的技术，使系统具有较完备的控制功能和丰富的监测功能，具有智能的控制算法、稳定的性能、友好的界面和优良的性能价格比。该控制系统在空调和消防报警等系统的控制和监测中得到广泛应用，并取得了良好的效果。 本文第一章介绍了现场总线、CAN总线和智能控制的概念和特点。 第二章介绍了基于CAN现场总线的分布式控制系统的设计，主要包括硬件的设计与通信程序的设计。 第叁章介绍了基于CAN现场总线的上位机监控软件的设计，包括火灾自动报警系统上位机监测系统软件的设计、基于通用组态软件的二次开发和通用组态软件的设计规划。突出了其中应用的面向对象、组态、超图像和远程通讯等方法。 第四章介绍了课题初期开发设计的智能空调控制系统。包括系统的设计与实现、控制方案——具有自适应和自调整功能的多模态控制算法，仿真比较研究和软件设计。 最后对本文的工作进行了总结，对系统的完善与相关理论和技术的发展进行了展望。
参考文献：
[1]. 工业空调变频节能总线控制技术研究与系统实现[D]. 翁伟. 中南大学. 2008
[2]. CAN总线在工业空调控制系统的研究及实现[D]. 李晓昱. 广东工业大学. 2003
[3]. 汽车上CAN/LIN混合网络组网技术的研究与应用[D]. 王丰华. 江苏大学. 2006
[4]. 基于智能控制算法的汽车空调控制器设计[D]. 刘宽. 华南理工大学. 2016
[5]. 摊铺机基于CAN总线通信系统的应用层协议研究[D]. 蒋永飞. 长安大学. 2008
[6]. 基于CAN总线的车载分布式网络控制系统的研究及实现[D]. 黎一兵. 沈阳工业大学. 2006
[7]. 中央空调控制系统现场控制单元设计[D]. 赵玉秋. 东北大学. 2005
[8]. 自适应PID控制器研究及其在新风系统中的应用[D]. 王金亮. 北京邮电大学. 2011
[9]. 列车通信网络特性仿真研究分析[D]. 符伟杰. 西南交通大学. 2011
[10]. 基于CAN现场总线的分布式控制系统设计[D]. 郭晋. 北京工业大学. 2001
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