单片机数字滤波算法研究(5)

单片机

、经济运行，提高生产效率和经济效益等方面有着及其重要的现实意义。 本课题从高炉喷煤系统的工艺要求入手，对高炉喷煤自动监控系统的下位机领域进行了研究。基于单片机应用实现了系统电机的启停检测和逻辑控制，系统压力、温度的检测及各阀门的逻辑控制，同时，为了更精确的调节煤粉喷吹量，在煤粉称重系统的数据软件处理中应用了人工神经网络方法，降低了煤粉相对测量误差。而且，应用智能控制技术对煤粉喷吹量进行调控，使喷吹均匀、稳定，高炉风口煤粉喷吹获得最佳效果。最后总结了实验室、现场调试经验和优化修改方法。具体内容如下： 介绍了高炉喷煤系统的工艺过程，根据系统的工艺要求，监控系统设计包括喷煤量的调节与煤粉喷吹过程的监控，构成了完整的煤粉喷吹监控系统。 分析、比较了现代监控系统设计方案的优缺点，并阐述了本系统的监控方案：系统采用高可靠性、高性能比的单片机+上位机(PC机)显示器的方式。 研究了喷煤自动监控系统的硬件系统及其接口电路设计。系统的核心器件采用三片型号为AT89C51的单片机，AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，有40个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，并带有1个全双工串行通信口。其中，两个CPU共用一个数据存储器。分别负责各传感器的数据采集、处理和阀门的逻辑控制、调节等多任务。并通过232/485通讯模块与PC机进行远程数据通讯，实现操作人员在操作室里掌握和控制喷煤系统的运行。

研究了喷煤自动监控系统的软件设计。设计采用嵌入式、专为51系列单片机编写的多任务操作系统Small RTOS51为开发平台，各部分子程序在主监控程序RTOS的统一调度之下，实现各任务相互之间的通信等。应用子程序采用易于阅读、修改和移植的模块化设计，开发了监控、采样、通讯等功能模块。同时，分析了单片机软件的设计思想、编程方法和技巧，给出了流程图和部分源程序。 研究了煤粉喷吹量的调节和控制。通过对高炉煤粉喷吹系统各环节工艺要求及煤粉喷吹量各调节方式的分析，指出煤粉喷吹量调节系统是一个动态、时变、随机干扰严重的多输入单输出非线性对象。分析煤粉喷吹量计量和控制技术的现状，目前煤粉喷吹量调节控制系统存在计量信号不准确、控制规律无自适应性等问题。指出针对存在的这些问题，首先，运用人工神经网络方法对称重传感器数据进行软件处理，提高煤粉称重的准确性和精确性，为精确地调节喷吹量提供了条件。作为人工智能的神经网络是信息科学的最新成就，虽然是对人脑处理信息等功能的简单而粗糙的模拟，但在很多科学研究和实际工程领域已显示了强大的作用，并得到广泛应用。而且运用智能控制与常规PID控制相结合，形成所谓的智能PID控制。对电子秤称重信号、总管煤粉流量计的煤粉瞬时流量和规则库的查询值等进行处理，尽可能地实现了煤粉喷吹的均匀、稳定。智能控制是专家控制和模糊控制技术结合，采用模糊化信息建立起专家控制规则库，采用专家推理机制实现喷煤量调节的自动控制。控制规则是源于专家和操作工人长期工作经验的总结。随着微处理机的普及，智能控制已经在越来越多的控制领域得到了很好的应用。它有着传统经典控制技术难以达到的控制效果。 在设计开发过程中，硬件部分和软件部分都运用了抗干扰技术，使设计的监控系统性能运行稳定，使用效果好。 系统通过实验室调试，证实了系统的可行性。对调试的方法和遇到的问题进行了总结并作了适当修改。项目现场调试过程中，针对遇到的的问题提出了可行性的解决策路并进行了修改。 系统设计结合了电磁兼容、嵌入式系统、通讯、人工神经网络、智能控制等相关技术实现了高炉喷煤自动监控系统。 通过该系统的研制和应用，节约了成本，降低了工人劳动强度，提高了控制精度，完全满足山西桃园钢铁有限公司提出的技术要求和需要达到的技术指标，为企业提高了经济效益。

9.期刊论文 何刘宇.徐莉萍.任德志.吕春晖.HE Liu-yu.XU Li-ping.REN De-zhi.LV Chun-hui 基于模糊PID的电液铣面位置伺服控制器设计研究 -煤矿机械2007,28(10)

以电液伺服阀控制的液压缸为执行机构,阐述了以Microchip公司的单片机为主控单元的液压铣面位置控制器的设计,系统硬件由disPIC30F6012的16位单片机扩展而成,软件在以往数字PID算法的基础上进行了参数模糊可调化改进.实验研究表明,整个系统较使用传统PID控制时工作更加稳定,有效地抑制了随机干扰以及液压伺服系统的滞环等问题,对调节对象负载变化具有较强的鲁棒性.

10.期刊论文 徐明.XU Ming 单片机系统数字滤波的BESSEL算法 -自动化与仪器仪表2009(4)

为克服随机干扰引入的误差,硬件上可采用滤波技术,软件上可采用软件算法实现数字滤波,但每种单片机软件算法都有自己的优劣和相应适用范围.本文根据误差理论中的Bessel公式和滑动平均数字滤波法的思想,提出一种数字滤波Bessel算法,具有高可靠性,并且给出采用MCS-51指令编写的汇编子程序.

引证文献(8条)

1.贾小楠.陈在平 数字滤波技术在管式加热炉烟气检测分析系统中的应用[期刊论文]-天津理工大学学报 2009(1)2.姜伶斌.刘思颂.党正强 基于ADS1232的高精度测试技术[期刊论文]-中国测试技术 2008(03)3.朱旭.陈俊峰.刘继东 红外气体传感器的数据处理[期刊论文]-自动化仪表 2007(04)

4.李密生.杨燕萍.韩坤 数据综合算法在农机仪表芯片中的应用[期刊论文]-农机化研究 2007(07)5.李秀真.郭金龙 基于滤波算法的电压采集系统[期刊论文]-国外电子测量技术 2006(10)6.吴越豪 非接触式药片缺粒检测研究[学位论文]硕士 2006

7.王志强 汽车底盘测功系统中信号检测与传输技术的研究与改进[学位论文]硕士 20068.徐明 单片机系统数字滤波的BESSEL算法[期刊论文]-自动化与仪器仪表 2009(4)

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