基于arm的智能旋耕機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及農(nóng)用機(jī)械控制領(lǐng)域和通信技術(shù)，更具體地說(shuō)涉及一種利用特殊單片機(jī)(ARM內(nèi)核)對(duì)智能旋耕機(jī)進(jìn)行控制的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)的電動(dòng)旋耕機(jī)都采用普通數(shù)字電路芯片或模擬電路器件簡(jiǎn)單穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，這種控制方式過(guò)于簡(jiǎn)陋，不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能和比較快速便捷直觀的無(wú)極調(diào)速。而且每當(dāng)需要添加新的控制功能的時(shí)候都需要新增或改動(dòng)已有的驅(qū)動(dòng)電路。
[0003]采用普通數(shù)字電路芯片或模擬電路器件對(duì)旋耕機(jī)的動(dòng)力部分進(jìn)行簡(jiǎn)單控制的設(shè)計(jì)，不能讓用戶直觀的了解到旋耕刀實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)速值和整機(jī)行進(jìn)速度，無(wú)法提供人機(jī)接口，在精耕作業(yè)中無(wú)法便捷的讓用戶對(duì)旋耕機(jī)實(shí)行精細(xì)化操作如實(shí)時(shí)控制旋耕刀速度和整機(jī)行進(jìn)速度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提供一種基于內(nèi)嵌有Cortex_M4內(nèi)核的ARM處理器的智能旋耕機(jī)控制系統(tǒng)，在保證能完成翻地作業(yè)的同時(shí)，提供良好的用戶界面和人機(jī)接口，能夠精細(xì)化控制，最適合大棚內(nèi)土地的精耕，且設(shè)有語(yǔ)音播報(bào)功能，便于用戶在現(xiàn)場(chǎng)了解旋耕機(jī)的狀態(tài)，具有良好的應(yīng)用前景。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是:
[0006]提供一種基于ARM的智能旋耕機(jī)控制系統(tǒng)，其包括ARM微處理器、轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、觸摸顯示/控制模塊、特殊上位軟件、語(yǔ)音系統(tǒng)。所述轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器與電機(jī)主軸同軸轉(zhuǎn)動(dòng)并與ARM微處理器模塊相連接，所述ARM微處理器與觸摸屏幕顯示/控制模塊相連接，所述ARM微處理器模塊還和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊直接連接。
[0007]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的智能旋耕機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括與所述微處理器模塊相聯(lián)接的語(yǔ)音播報(bào)模塊和看門狗模塊。
[0008]在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的智能旋耕機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述ARM微處理器模塊包括內(nèi)嵌有Cortex-M4內(nèi)核的ARM處理器。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:能夠?qū)崿F(xiàn)快速穩(wěn)定的無(wú)極調(diào)速，功能全面、使用方便、經(jīng)久耐用，能夠在不改變硬件設(shè)置的前提下隨時(shí)添加新的功能，且設(shè)有語(yǔ)音播報(bào)功能，便于用戶在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)旋耕刀狀態(tài)進(jìn)行了解，具有良好的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0010]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0011]圖1是本實(shí)用新型的基于ARM的智能旋耕機(jī)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型的基于ARM的智能旋耕機(jī)控制系統(tǒng)的核心算法流程圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型的編碼器測(cè)速結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0015]請(qǐng)參閱圖1-3，本實(shí)用新型實(shí)施例包括:
[0016]一種基于ARM的智能旋耕機(jī)控制系統(tǒng)，一種基于ARM的智能旋耕機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:包括ARM微處理器、轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、觸摸顯示/控制模塊、特殊上位軟件、語(yǔ)音系統(tǒng)。所述轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器與電機(jī)主軸同軸轉(zhuǎn)動(dòng)并與ARM微處理器模塊相連接，所述ARM微處理器與觸摸屏幕顯示/控制模塊相連接，所述ARM微處理器模塊還和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊直接連接。
[0017]本實(shí)用新型主要采用ARM內(nèi)核強(qiáng)大的計(jì)算功能和快速的計(jì)算速度，得益于ARM的這一優(yōu)勢(shì)，本實(shí)用新型采用了數(shù)字式PID算法，并兼具數(shù)字限幅、濾波等功能。
[0018]PID控制器(比例-積分-微分控制器)，由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成。通過(guò)Kp，Ki和Kd三個(gè)參數(shù)的設(shè)定。PID控制器主要適用于基本上線性，且動(dòng)態(tài)特性不隨時(shí)間變化的系統(tǒng)。PID控制器是一個(gè)在工業(yè)控制應(yīng)用中常見(jiàn)的反饋回路部件。這個(gè)控制器把收集到的數(shù)據(jù)和一個(gè)參考值進(jìn)行比較，然后把這個(gè)差別用于計(jì)算新的輸入值，這個(gè)新的輸入值的目的是可以讓系統(tǒng)的數(shù)據(jù)達(dá)到或者保持在參考值。PID控制器可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和差別的出現(xiàn)率來(lái)調(diào)整輸入值，使系統(tǒng)更加準(zhǔn)確而穩(wěn)定。PID控制器的比例單元P、積分單元I和微分單元D分別對(duì)應(yīng)目前誤差、過(guò)去累計(jì)誤差及未來(lái)誤差。比例控制作用能迅速反應(yīng)誤差，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，從而減小誤差，但比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差，且Kp的過(guò)度加大，會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分控制主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無(wú)差度。只要系統(tǒng)存在誤差，積分控制作用就不斷地積累，輸出控制量可以消除誤差，因而，只要有足夠的時(shí)間，積分控制將能完全消除誤差，但積分作用太強(qiáng)會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩。微分環(huán)節(jié)能反映偏差信號(hào)的變化趨勢(shì)，并能在偏差信號(hào)值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號(hào)，加快系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，減小調(diào)整時(shí)間，同時(shí)可以減小超調(diào)量，克服振蕩，是系統(tǒng)的平穩(wěn)性提高，從而改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。若是不知道受控系統(tǒng)的特性，一般認(rèn)為PID控制器是最適用的控制器。借由調(diào)整PID控制器的三個(gè)參數(shù)，可以調(diào)整控制系統(tǒng)，設(shè)法滿足設(shè)計(jì)需求。
[0019]本實(shí)用新型所采用的ARM微處理器可以快速的完成計(jì)算任務(wù)，因而能迅速調(diào)節(jié)和穩(wěn)定旋耕機(jī)的旋耕速度，實(shí)現(xiàn)精耕的要求。
[0020]本實(shí)用新型基于ARM的智能旋耕機(jī)控制系統(tǒng)的有益效果是:能夠?qū)崿F(xiàn)快速穩(wěn)定的無(wú)極調(diào)速，功能全面、使用方便、經(jīng)久耐用，能夠在不改變硬件設(shè)置的前提下隨時(shí)添加新的功能，且設(shè)有語(yǔ)音播報(bào)功能，便于用戶在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)旋耕刀狀態(tài)進(jìn)行了解，具有良好的應(yīng)用前景。
[0021]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于ARM的智能旋耕機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:包括ARM微處理器、轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、觸摸顯示/控制模塊、特殊上位軟件、語(yǔ)音系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器與電機(jī)主軸同軸轉(zhuǎn)動(dòng)并與ARM微處理器模塊相連接，所述ARM微處理器與觸摸屏幕顯示/控制模塊相連接，所述ARM微處理器模塊還和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊直接連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的智能旋耕機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括與所述微處理器模塊相聯(lián)接的語(yǔ)音播報(bào)模塊和看門狗模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的智能旋耕機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述ARM微處理器模塊包括內(nèi)嵌有Cortex-M4內(nèi)核的ARM處理器。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于ARM的智能旋耕機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于：包括ARM微處理器、轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、觸摸顯示/控制模塊、特殊上位軟件、語(yǔ)音系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器與電機(jī)主軸同軸轉(zhuǎn)動(dòng)并與ARM微處理器模塊相連接，所述ARM微處理器與觸摸屏幕顯示/控制模塊相連接，所述ARM微處理器模塊還和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊直接連接。能夠?qū)崿F(xiàn)快速穩(wěn)定的無(wú)極調(diào)速，功能全面、使用方便、經(jīng)久耐用，能夠在不改變硬件設(shè)置的前提下隨時(shí)添加新的功能，且設(shè)有語(yǔ)音播報(bào)功能，便于用戶在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)旋耕刀狀態(tài)進(jìn)行了解，具有良好的應(yīng)用前景。
【IPC分類】A01B33/08, G05B19/042
【公開(kāi)號(hào)】CN204679785
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520237912
【發(fā)明人】周澤健, 何婷, 劉暢, 陸聰, 趙薇, 沈毅
【申請(qǐng)人】鹽城工學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年4月20日