标题:基于AVR单片机的变送器研究与开发
导师:李凯岭
学号:200812128
作者:汪胜钢
论文完成年:2011
论文答辩日期:2011-05-18 00:00:00
学位名称:硕士
关键词:变送器;;单片机;;零点漂移;;非线性补偿;;CMAC与PID
摘要:变送器是现代工业控制系统中的一种重要设备,传统变送器采用模拟电路设计,其抗干扰能力差、缺乏控制功能的缺点越来越不能满足工业现场的要求。随着计算机技术和现代总线技术的快速发展,以单片机为核心,基于CAN总线的新型智能变送器取代传统变送器势在必行。 本课题是以全自动捆扎机中传统变送器改造为背景,本文针对设计要求,提出了具有测量、控制、通讯功能的变送器设计方案。 本文选用金钟衡器的DCD-500作为传感器,采用ATmegal6作为微处理器,进行了硬件和软件设计。硬件设计包括单片机模块、传感器模块、温度测量模块、电源模块、运算放大模块、V/I转换模块、液晶模块、A/D转换模块、通讯模块。软件设计包括主程序设计、液晶显示程序设计、键盘输入程序设计、温度测量程序设计、A/D转换程序设计。从系统可靠性角度出发,选用中位值平均滤波算法进行软件滤波。通过第三方软件VB调试完成了用户交互界面设计。 分析了目前变送器零点漂移产生原因,参考应用了目前常用的两种零点漂移消除方法:基线零点漂移补偿法和斜率零点漂移补偿法。针对变送器的非线性误差,采用曲线拟合的最小二乘法进行误差补偿。通过单片机软件设计实现点漂移补偿法和非线性补偿法。 针对变送器控制的对象要求,本文采用CMAC与PID并行控制的算法,通过凑试法得到PID的三个参数,并通过编写MATLAB程序进行仿真实验。 通过对传统变送器在实际应用进行测试,然后对新型变送器进行测试,对比实验数据可以得出,新型变送器抗干扰能力增强,测量精度提高。
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