控制器范文
时间：2023-03-10 19:21:16
控制器范文第1篇
树下，站着一位戴眼镜，大鼻子，白胡子飘胸的老者。他睡眼惺忪，不断打着哈欠，仿佛睡了一次长觉才醒过来。
大鼻子老者又打了一哈欠，揉着眼睛说：“你找我？你认识我吗？”
梁小帅诧异地说：“认识，你三个月前还给了我一瓶再生药水呢！”
大鼻子老者说：“什么再生药水？有这种药水吗？它有什么药效？”
梁小帅说：“再生药水就是使断掉的东西像壁虎的尾巴一样重新长出来，譬如断了腿，用再生药水一喷，就会长出一条新腿来……”
大鼻子老者一脸不悦地说：“谎话连篇，世界上哪有这种药水？你在学校的时候，老师难道没有教你要做一个诚实的孩子吗？”
梁小帅争辩道：“那个再生药水你还说是你发明的呢！”
大鼻子老者更加不高兴了：“如果是我发明的，我岂不早就发财了？还待在这儿干什么？”
真是说不清，看来这个大鼻子老者得了老年健忘症！
梁小帅准备掉头就走。
这时，大鼻子老者忽然笑嘻嘻地说：“你一说到发明，我还真的发明了一样神奇的东西。”
接着，他像变戏法似的从口袋里摸出一个类似遥控器的东西，在梁小帅眼前晃了晃，得意地说：“这个神奇的东西叫情绪控制器。”
“情绪控制器？”梁小帅从来听说过这种玩意，“它是干什么用的？”
大鼻子老者说：“顾名思义，它就是用来控制人的情绪的机器，譬如说，一个人在悲伤的时候，你按一下这个控制器上的‘快乐’键，他就会马上忘掉令他悲伤的事，立刻快乐起来。”
梁小帅问：“这个能控制生气吗？”
大鼻子老者说：“当然啦，它也能让人从高兴变成愤怒，总之，人类所有的情绪都能控制！”
梁小帅说：“我不相信，你就吹吧！”
大鼻子老者并不生气，依旧笑嘻嘻地说：“牛皮可不是吹出来的，我让你眼见为实。”
恰好，离他们不远处有一个小男孩因为要买一个大型电动玩具，他妈妈不同意，正在那儿哭鼻子呢！
大鼻子老者拿着情绪控制器对准那个小男孩按下“大笑”键，小男孩马上“哈哈哈”大笑起来：“妈妈，我不要那个玩具了，它还没我手中的这个棒棒糖实用呢！”
梁小帅撇撇嘴说：“谁知道他是不是你的托啊？”
“那我拿你试试！”大鼻子老者将控制器对着梁小帅按下“大哭”键。
不知怎么的，梁小帅心里忽然觉得十分悲伤，不由得“哇哇”大哭起来。
等梁小帅哭得一把鼻涕一把泪后，大鼻子老者这才按下控制器上的“删除”键，梁小帅心里的悲伤不见了，他停止了大哭。
现在，梁小帅完全相信了情绪控制器的神奇功能，“你能不能卖一个给我？”他问。
大鼻子老者说：“不用买，我送给你得了。”
梁小帅问：“我们见过两次面，还不知道彼此的姓名、住址，我叫梁小帅，住在樟树街28号，老爷爷您呢？”
梁小帅的用意很简单：万一这个情绪控制器出现了问题，知道姓名和地址的话，方便找到这个大鼻子老爷爷让他修理，或者是换一个新的机器。不像上次那样，本来需要再生药水为表哥长新耳朵，却找不到人和地方。
大鼻子老者指着自己的大鼻子笑嘻嘻地说：“这就是我的名字，你叫我大鼻子也行，或者叫大鼻子博士。至于住址嘛，保密！我得走了，再见！”
然后，他钻进熙熙攘攘的人群中，一眨眼就不见了踪影。
梁小帅拿着情绪控制器回到家，看见老妈正对着老爸大发雷霆。原来，老妈这几天到外地出差，让老爸照顾她养的那两条名贵金鱼，不料，老爸喂食过量，结果金鱼胀死了。
老爸像犯了错的小学生站在老妈面前，低着头手足无措地搓着衣角，反复辩解着说：“我不是故意的，我不是故意的。”
老妈越骂越愤怒：“这么大的人连条金鱼都照料不好，还怎么担当起照顾一家人的责任？这种生活没法过了，分了算了！”
梁小帅对着老妈悄悄按下情绪控制器上的“快乐”键，老妈立刻转怒为乐：“算了，不就是两条金鱼吗？死了也好，我天天像宝贝一样精心侍弄它们，浪费了许多宝贵时间，还疏乎了一家人之间的亲情！”
老妈这前后态度的变化实在太大了，老爸怀疑地问：“郝美丽，你是不是精神有问题？”
老妈在老爸脸上“啪”地亲了一口，温柔地说：“没有啦！我正常着呢！”
一场暴风骤雨般的家庭大战，在情绪控制器的帮助下，烟消云散了。
梁小帅像平常一样抄近道去学校。当他走到一条小巷时，看见三个流里流气的年轻人将一个中年妇女逼在墙边，一个黄发年轻人恶狠狠地说：“快将钱拿出来，否则有你好看的！”
而中年妇女则将一个包紧紧抱在胸前，眼泪汪汪地哀求说：“求求你们放过我，这些钱是用来给我老公治病的！”
一个卷毛年轻人狞笑着说：“我们现在急需要‘治疗’玩乐！”
看着三个歹徒手中明晃晃的尖刀，梁小帅想大声叫喊，又怕他们狗急跳墙伤害到那个中年妇女，他拿出情绪控制器对着三个歹徒按下“忏悔”键。
三个歹徒丢掉尖刀，“噗通”一声跪在中年妇女面前痛哭流涕，向她忏悔着自己的种种罪行，末了，还掏出身上所有值钱的东西，有一个歹徒甚至还脱掉身上那套名牌衣裤，放在她的脚边：“我们知道治病需要很多钱，这是我们孝敬大哥的一点心意，您收下吧！”
然后，他们大哭着离开了。
来到学校后，第二节课是体育课。可是自从体育课上一个学生出现意外后，学校就禁止上体育课了。
老班马老师走进教室，布置了一大堆作业。
看着同学们愁眉苦脸的样子，梁小帅想，只要改变校长的情绪，体育课就可以恢复了。
下课后，梁小帅看到校长从教室门口路过，将情绪控制器对着他按下“固执软化”键，校长“蹭蹭蹭”大步流星回到办公室里，抓起话筒说：“从下节课开始，我校恢复体育课！”
“耶！”全校的同学们欢呼起来。
可是，体育课仅仅恢复了三天，校长又在广播里宣布：“禁止上体育课！”
“唉……”操场上上体育课的同学们发出痛苦的叹声。
一分钟后，校长又宣布：“恢复体育课！”
“欧耶！”上体育课的转痛苦为高兴，高声欢呼。
再一分钟后，校长又宣布：“禁止上体育课！”
就这样，校长不停地在广播里反复地宣布着自相矛盾的决定。
同学们一下子痛苦，一下子高兴。
学校大乱。
梁小帅意识到，可能是情绪控制器里的程序发生了混乱。
他试着对准一个同学按下“微笑“键，不料，那个同学却“哇哇”大哭；他试着按下“大哭”键，那个同学却“哈哈”大笑起来。
没错，是情绪控制器里的程序发生了混乱！
幸好，情绪控制器里的“删除”程序还是好的，这才使学校恢复了正常。
回家后，梁小帅揭开情绪控制器想修理一下，可是，当他揭开控制器的盖子后，不小心将两根线搭拢在一起，“啪”一团蓝色的火花闪现，接着冒出一股焦臭的青烟，控制器报废了。
（责任编校：易潇潇）
（插画绘制：张 虹）
控制器范文第2篇
“这款恒温控制器设计可以通过WI－FI网络侦测到使用者的手机，以此来判断目前谁在屋里，进而调出对其来说舒适的温度。”
在调研阶段，MARc和他的设计团队通过对用户家中恒温控制器使用情况的走访发现，生活中对于温度的关注可以将人分为两类：一类人很在意室温是否舒适，并且有自己偏爱的度数，另一类人则完全忽略这个问题。由此可见，前者在室温的决定权上有绝对的优先权。在操控方面，使用者则可以分为主动型的和被动型的两种。主动型的使用者希望自己能够随时控制恒温控制器，被动型的使用者则更倾向于让其自动操控。不管是哪一类用户，他们都有一个共同点：想要一个简单易用的程序设计。
设计团队还观察到，恒温控制器可以算是一件很重要的装置，它们通常都被安在易于触控的位置上，因为需要时常调控。而在安装的时候，人们惯常将其与画框、镜子等墙面装饰并排安放，以使它看起来不那么显眼。
为了有针对性地设计，MARC为这个任务创造出两个角色——KYLE和LISA夫妇。KYLE是一个被动型的使用者，对室温有很大的容忍度。LISA则是个主动型的使用者，希望能够掌控恒温控制器，以使室温绝对舒适。在设计交互界面概念的时候，MARc基于“概要描述（PROFILES）”建立了一个界面模型。这些概要存储了人们对温度的偏好，并可以根据当下屋里的人的偏好调整室温。这款恒温控制器设计可以通过WI－Fl网络侦测到使用者的手机，以此来判断目前谁在屋里，进而调出对其来说舒适的温度。
通过向真人展示图纸和屏幕上的模型进行交互界面实测，MARC取得有用的反馈，进而可以调整屏幕，使其导航更直观。
恒温控制器的I.D.设计理念基于大胆、醒目的审美。尤其是当它在家庭中处于次要的地位，并未受到太多关注，尽管它是决定居家舒适度的最核心设备。MARC试图通过大胆的外观设计使恒温控制器成为家中的“强货”。他从“浮动的”建筑和令人产生触摸欲望的网纹外观中获得灵感。
控制器范文第3篇
关键词：自适应控制器；不确定性；自适应控制系统
一、引言
自适应控制器能修正自己的特性以适应对象和扰动的动态特性的变化。自适应控制的研究对象是具有一定程度不确定性的系统，这里所谓的“不确定性”是指描述被控对象及其环境的数学模型不是完全确定的，其中包含一些未知因素和随机因素。面对这些客观存在的各式各样的不确定性，如何设计适当的控制作用，使得某一指定的性能指标达到并保持最优或者近似最优，这就是自适应控制所要研究并解决的问题。
自适应控制和常规的反馈控制和最优控制一样，也是一种基于数学模型的控制方法，所不同的只是自适应控制所依据的关于模型和扰动的先验知识比较少，需要在系统的运行过程中去不断提取有关模型的信息，使模型逐步完善。具体地说，可以依据对象的输入、输出数据，不断辨识模型参数，这个过程称为系统的在线辩识。随着生产过程的不断进行，通过在线辩识，模型会变得越来越准确，越来越接近于实际。既然模型在不断地改进，显然，基于这种模型综合出来的控制作用也将随之不断改进。在这个意义下，控制系统具有一定的适应能力。比如说，当系统在设计阶段，由于对象特性的初始信息比较缺乏，系统在刚开始投入运行时可能不理想，但是只要经过一段时间的运行，通过在线辩识和控制以后，控制系统逐渐适应，最终将自身调整到一个满意的工作状态。再比如某些控制对象，其特性可能在运行过程中要发生较大的变化，但通过在线辩识和改变控制器参数，系统也能逐渐适应。
常规的反馈控制系统对于系统内部特性的变化和外部扰动的影响都具有一定的抑制能力，但是由于控制器参数是固定的，所以当系统内部特性变化或者外部扰动的变化幅度很大时，系统的性能常常会大幅度下降，甚至是不稳定。所以对那些对象特性或扰动特性变化范围很大，同时又要求经常保持高性能指标的一类系统，采取自适应控制是合适的。但是同时也应当指出，自适应控制比常规反馈控制要复杂的多，成本也高的多，因此只有在用常规反馈达不到所期望的性能时，才会考虑采用。
二、自适应控制器的发展历程
自从系统的设计控制器以来，在对各种控制系统的研制与实践的基础上，人们就意识到控制器的设计问题及寻找适当的控制器结构与获得控制器参数。另外，人们也认识到在研究一个控制系统时，不仅仅要建立受控对象的模型，还需要考虑环境因素对对象的影响，所以要求控制器不仅仅对一个工作点进行调节而且要求能对所有工作点的范围进行调节，即具有自适应能力。20世纪40年代“控制论”问世至今，控制器的参数调节一直是研究讨论的主要内容。从20世纪50年代开始，人们就已经注意到控制器运行时对其静态和动态参数的在线自动调节体现了系统对环境变化的自适应。50年代明确提出的自适应控制在航天技术中得到成功应用。因此对自适应控制器的设计研究工作产生了强有力的影响。但是由于模拟器件的限制和缺乏完整的理论依据，也就限制了自适应控制器的实现，从而减弱了人们对这一领域的兴趣。60年代后，控制理论在许多方向上得到迅速发展。非线形系统理论、最优控制理论、最佳估计理论、系统辨识方法和递推方法都对自适应控制器的设计提供了有效地依据，人们对自适应控制有了更深刻的认识，并产生了更多的设计实例。
另一方面，自从1962年第一次将计算机用于控制系统以来，随着控制技术和计算机技术的进步，工业控制系统已从直接数字控制（DDC）系统、监督控制（SSC）系统发展到集散控制系统（DCS）、递阶控制系统（HCSA）和现场总线控制系统（FCS），在大量生产过程自动化系统中，工业计算机已经变成标准设备，这样就可以在实际应用中设计和实现更为复杂的自适应控制器。1982年第一个工业数字自适应控制器投入市场，紧接着一批数字自校正和自适应控制器应用到工业过程中。硬件资源越来越丰富且价格也越来越便宜，为研究人员和工程技术人员开发和实现各种自适应控制器提供了方便。
由于计算机系统已成为生产设备及过程控制系统的重要组成部分，它既可以在一定程度上代替人的思维进行复杂运算，又可以直接与现场各种装置（如变送器、执行器）相连，对所连接的装置实施自适应控制。由于自适应控制是在常规的控制环之外增加了非线形的自适应环节，自适应控制器面向的对象常常是非确定性的时变过程，所以大大增加了控制器的复杂性、计算量和操作执行时间。
三、自适应的控制方法
自从系统的设计自动控制器以来，就产生了对给定的过程和对象寻求适当的控制器结构和控制参数的问题。另一个困难是要求控制器不仅能对一个工作点进行调节，而且要能对所有工作点的范围进行调节。控制参数的自动调节首先于20世纪40年代末被提出来讨论，同时自适应控制的名称被首先用来定义控制器对过程的静态和动态参数的调节能力。自适应控制是一种具有一定适应能力的系统，它能认识环境的变化，并能自动改变控制器的参数和结构，自动调整控制作用，以保证系统达到满意的控制品质。
任何一个实际系统都具有不同程度的不确定性，这些不确定性有时表现在系统内部，有时表现在系统外部。系统内部的不确定性主要指过程数学模型的结构和参数事前可能是未知的；系统外部的不确定性主要指外部环境对系统的影响，这可以等效地用扰动来描述。扰动通常指不可测因素，它们可能是确定的。此外，还有一些量测噪声也是不确定的。面对这些客观存在的不确定性，如何在线的调整控制作用，使被控过程的指定性能指标达到并保持最优或次优，这就是自适应控制器的设计要求。
控制器能够变更或改进一个未知对象的行为和响应，使其满足一定的性能要求，所以在控制工程中，控制器得到了十分广泛的应用。对受控对象或受控过程施加输入u就可产生输出y,这个y代表了对象或过程的实测输出响应。控制设计的任务就是选择输入u，以便使输出响应y满足某个给定的性能要求。大多数控制工程师在选择u时通常遵循的控制设计步骤大致如下：步骤1，建模。这一步的任务是为了了解对象的过程机理，为此需要加入一个给定的输入信号u（t）来产生一个输出响应y（t），以便能以一些数学方程来描述对象。这些方程构成了对象的数学模型。实际上，一个对象的数学模型可利用物理规律来建立，也可以通过处理由各种试验得到的对象的输入-输出数据来得出，还可以把两者结合起来建立对象的数学模型。这些就是控制工程中常常采用的建模方法。当加到模型上的输入和初始条件与加到对象上的输入和初始条件完全相同时，一个精确的对象模型就应当产生与对象完全一样的输出响应。但是，大多数实际对象都很复杂，要建立这样精确的模型是没有保证的，甚至是不可能的。即使得到了精确的模型，其维数很可能是无穷维的，这样的模型所描述的非线性特性或时变特性对控制设计的作用也是微乎其微甚至是完全无益的。从实用目的来看，最好的模型应当是有效的，还应当是简单的。通过建模得到了对象的模型后，往往还要利用在工作点附近线性化和减少模型阶次等方法来进一步简化模型。一般地讲，建模涉及到对对象过程和性能要求的良好理解，因此还可能需要有关控制工程师的某些实际经验，才能圆满地完成建模任务。
步骤2，控制器的设计。在建立了可用的对象模型之后就可着手控制器的设计了。控制器的设计是为了满足对象模型对性能的要求。如果模型能良好地逼近对象，那么当把设计好的同一控制器用于对象时，对象所能达到的性能就可能十分接近对象模型所达到的性能。所以，还需要分析所设计的控制器用于具有不确定性的对象时的性能，即进行鲁棒性分析。如果影响很大，以至性能已下降到无法接受的程度，就必须改进或重新设计控制器，以降低控制器对不确定性的灵敏度，即增加对不确定性的鲁棒性。这种鲁棒性分析和控制器的重新设计将提高在步骤3中实现控制器时的成功几率。
步骤3，实现。将步骤2中设计的控制器加到未知对象上，该控制器已满足对象模型的性能要求，而且相对于可能出现在对象模型中的不确定性是鲁棒的。虽然在某些应用中，还可能用模拟计算机来实现控制器，但这里认定是用数字计算机来实现的。因此，有关可用的计算机类型、计算机和对象之间的接口部件的类型、软件工具等都必须事先考虑好。计算机速度和精度会对控制器的复杂性有所限制，这时可能需要返回步骤2，甚至返回步骤1，以便在不降低性能要求的情况下，得到更为简单的控制器。实现中的另一个重要方面是进行控制器的最后调整，即进行通常所说的控制器的整定，其目的是要通过补偿在设计过程中未考虑到的对象的不确定性来改善控制器的性能。整定通常是依靠尝试法来完成，这完全取决于控制工程师的经验和直观知识。针对这类问题，经过多年的努力，人们已建立和发展了一种新的控制方法，即自适应控制方法。与传统的调节原理和最优控制不同，自适应控制能在受控对象的模型知识和环境知识知之不全甚至知之甚少的情况下，给出高质量的控制品质。大量工程实践表明，对于复杂的受控对象或受控过程，采用自适应控制往往能提高现有的生产率、降低成本、改进产品质量和开发新的产品。所以当受控对象特性尚未完全掌握，受控对象本身又存在不可忽视的不确定性时，采用自适应控制方案就成了控制工程师的一种合乎逻辑的选择。
四、自适应控制器的设计要素
自适应控制器的特征由两方面描述：一方面是在操作运行中如何获取未知过程或闭环的信息；另一方面是如何标记控制律的变化。有很多实现自适应控制系统的方法，然而还没有描述自适应或自校正的一般定义，按照普遍采纳的描述是“自适应控制系统按照控制过程和信号的变化调整它们的行为”。自适应控制器主要划分为两种形式――前馈自适应控制器和反馈自适应控制器。
五、在线参数估计器的设计
如上所述，自适应控制器可视为是一种在线参数估计器与由参数已知时得出的控制律的一种组合。这种组合方法加上估计器和控制律的类型就提出了各种不同性质、不同类型的自适应控制器，其中，线参数估计器起着关键性的作用。在自适应控制文献中，在线参数估计器有时又称为自适应律、更新律或调整机构。自适应律的设计对自适应控制器的稳定性起着关键性的作用。不难看出，自适应律加重了非线性性质，它使闭环对象成为非线性的，而且常常是时变的。因此，分析和理解自适应控制方案的稳定性和鲁棒性就成了十分复杂的问题。设计自适应律的基本方法是灵敏度方法、正性和Lyapunov（李亚普诺夫）设计方法以及基于估计误差代价准则的梯度法和各种最小二乘法等。灵敏度方法是设计自适应律的最早的方法之一，理论证明，与基于其他设计的自适应律相
比，其稳定性较差。
六、自适应控制技术的应用概况
自适应控制系统理论和设计方法的发展，简便廉价的微型计算机的普及，特别是自适应控制在工业生产中的成功应用，正促进人们在自己的工作中采用自适应控制技术。据不完全统计，已采用自适应控制技术的部门有航天航空、航海、电力、化工、钢铁冶金、热力、机械、林业、通信、电子、原子能等。可以预料，随着控制理论和计算机技术的不断发展和完善，自适应控制技术的应用会越来越广，效益会越来越高。
七、结束语
综上所述，对于参数未知但定常或慢变的受控过程，自适应控制技术是十分有效的，它常常可以取代常规的PID控制而获得更好的控制品质。但是，要真正普及和推广自适应控制技术仍任重道远，需要人们付出艰苦的努力并持之以恒才能达到预定目标。
参考文献：
1、张云生,祝晓红.自适应控制器设计及应用(精)[M].国防工业出版社,2005.
2、谢新民,丁锋.自适应控制系统[M].清华大学出版社,2004.
控制器范文第4篇
Abstract： With the accelerated pace of urbanization in China and the widespread popularity of the Internet， people are increasingly demanding the safety of home. As the existing access control system has the problem of fragmentation and inefficiency， this topic uses the networking form to design the access control system， through the use of STM32F chip and other equipment， the overall design of a safe， linkage and efficient network access control system.
关键词：联网；门禁；控制器；安全
Key words： networking；entrance guard；control；safe
中图分类号：TP368.1；TP277 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）21-0181-03
0 引言
门禁系统是一种新型的公共安全管理系统，集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，是小区出入口实现安全防范管理的有效途径，为业主和工作人员提供了方便和安全[3，4]。因此开发联动、高效、可靠的安防系统已成为目前的迫切需要。
本课题重点针对联网门禁控制器硬件电路设计方案进行详细的研究及阐述。联网门禁控制器用于连接单元总线或小区大门与系统总线之间。其具体功能有总线隔离、信号转发和音频视频通道切换、信号的放大及匹配。通过级联联网控制器将单元门连接起来，组成网络形成片区统一管理。实现了联网门禁控制器的通信、信息存储、处理、保存等硬件功能。具有抗干扰能力、运行稳定、成本较低、联动性强等优点，使控制器拥有广泛的应用空间。
1 门禁系统的控制功能
连接于单元总线或小区大门与系统总线之间，其功能为总线隔离，信号转发和音频通道切换、视频通道切换、放大（双向）及匹配。通过级联联网控制器，将单元门连接起来，组成网络，形成片区统一管理。
1.1 视频信号切换及放大
单元门口机、小区大门机、大堂管理机的视频信号经过放大切换到中心楼道内的视频信号并直接连接到楼道视频总线，来自联网总线的视频信号经过放大切换到单元总线视频线上。
1.2 音频信号切换
完成单元门口机、小区大门机、大堂管理机、管理中心机、楼道的音频信号（双向信号）切换。
1.3 信号转发
转发单元总线的信号到系统总线，系统总线的信号到单元总线；联网控制器作为通道设备，自动识别相关的转发信号。相关参数的设置、查看及地址设置、通过和它相连接的单元门口机或小区大门机（不用拨位开关）。
1.4 视频信号匹配设置
视频增益补偿通过搭接帽以选择距离（500、300、200m）的方式实现视频增益调节或自动增益调节。联网控制器还拥有两个二个视频增益调节搭接帽，分别对应主机到系统总线和系统总线到室内机两个视频通道，调节增益可提高视频传输距离。
1.5 如果所有单元门口机出故障，则联网控制器起到楼道管理者作用
即室内机要能呼叫大堂管理机；室内机要能呼叫中心；报警信息要能上报；中心要能查询留影。
2 系统结构
联网控制器采用STM32F103RBT6作为控制器的MCU。与同系列产品具有很好的硬件兼容性，内部集成有CAN控制器，同时拥有128KB的FLASH和20KB的RAM。其三种工作模式可以通过ISP进行自由选择。联网控制器系统结构图如图1。
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本次设计主要通过MCU控制其他设备：由摄像头等设备提供门禁系统的相关信息，帮助监控人员提高安保水平。
3 各控制单元的设计与实现
3.1 通信接口电路
RS485总线采用平衡发送与差分接收的方式，因此具有抑制共模干扰的能力。RS485总线网络系统通信具有较高可靠性[5]。故本节采用RS485总线。控制单元主要为控制器的接口电路，包括485接口电路设计与CAN总线接口电路。
SP3485E为半双工接口芯片低功耗的485总线收发芯片，其真值表及引脚图如图2。
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485接口电路：485接口电路采用半双工接口芯片SP3485E为收发芯片。作为楼道内RS485通信接口的总线分支，连接到RS485通信的主设备上，以实现相互的数据通讯及相互的控制包括对讲，监视等功能，终端匹配电阻R88为120Ω，通过搭接冒JP3判断RS485总线分支是否接入终端匹配电阻。（图3）
本课题采用CAN接口电路，替换门禁系统中最常用的RS485总线。相比RS485总线，CAN总想具有更好的可靠性与灵活性，并且CAN芯片价格便宜，且技术简单可靠，性能优于RS485。综上，本课题采用CAN总线[6]。
CAN接口电路采用TJA1051T/3芯片。作为控制器中CAN通信接口的总线分支，连接于CAN通信的主设备上实现数据的相互通讯及控制。终端匹配电阻R89为120Ω。电路中电阻R93，R99为限流输入电阻，对TJA1051T/3起保护作用设计阻值为10Ω。电路设计图如图4。
3.2 电源电路设计
作为至关重要的电源供给，本课题采用联网控制通过+35V开关电源给整个系统提供电源电压，通过MC34063电源管理芯片得到+12V的电压，为视频放大器提供工作电压，同时也为音视频控制电路中的继电器提供工作电压。通过78M05电源管理芯片得到+5V电压来给485收发器和CAN收发器进行供电。后者通过TLV1117-3.3电源管理芯片得到+3.3V工作电压，为CPU进行供电。（图5）
3.3 MCU电路设计
电路包括晶振电路与复位电路。
晶振电路：不同的晶振频率，所使用的接地电容与并联电阻是不同的，本次设计所采用的是20pf电容与105Ω电阻。设计电路如图6所示。
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为了防止随机断电做成数据丢失等问题，本课题复位电路采用MAX813L看门狗复位芯片[7]。其中为了防止外界干扰因素的影响，对手动复位引脚/mr进行上拉。确定其电平为稳定状态。
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3.4 外部扩展RAM
此电路设计主要为防止MCU内部存储不足设计。扩展FM25CL64，64位非易失性铁电随机存储器。采用SPI快速串行外设接口协议，最大总线传输速度可达20M/S，具有完善的写保护功能。在硬件上可以直接代替EEPROM[8]。此部分主要目的是预备留用。
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3.5 JTAG接口电路
JTAG接口用于Flash编程方法，根据JTAP接口提供的边界扫描功能，通过PC机并行接口模拟JTAP接口时序，利用微处理器JTAP接口对系统程序存储器进行编程[9]。用于芯片内部测试及对系统进行仿真和调试。为防止实际应用中存在的不确定性干扰。我们分别对其信号进行上拉和下拉处理。具体电路图设计如图9所示。
3.6 音视频控制电路
控制器音视频采用拓扑结构。在楼道单元部分和互联网部分的音频处理中加入高频变压器，起到隔离耦合作用。为了缓解MCU的带载压力，通过VLN2003A芯片来设计继电器驱动电路。
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4 结论
本文通过联网方式设计出具有高效、安全、联动的门禁控制器系统。依据实践经验，控制器分别采用RS485总线作为通信接口电路、采用TJA1051T/3芯片作为CAN接口电路、采用MC34063电源管理芯片提高安全性、并设计了MCU电路设计及外部扩展RAM，此外添加了JTAG接口用于Flash编程方法。
参考文献：
[1]韩峻峰，杨叙，潘盛辉，等.基于多传感器融合技术的模糊舒适度传感器系统[J].传感器与微系统，2007，26（1）：60-61.
[2]德裕，张宪隶，顾晓涛，等.物联网下的嵌入式家居安全监控系统设计与实现[J].传感器与微系统，2012，31（9）：105-108.
[3]游德智.小区嵌入式控制门禁系统的设计[J].科协论坛，2009（7）：121.
[4]张莹，刘诗斌，刘子懿.基于单片机的数字磁通门传感器[J].传感器与微系统，2006，25（7）：46-49.
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[6]侯海岭，徐平.基于CAN总线的门禁控制系统[J].仪器仪表用户，2009，16（2）.
[7]黄再银.带看门狗和电源监控功能的复位芯片MAX813L[J].电子世界，2003（3）：40.
[8]张坤，张冠男，王树勋，等.铁电存储器FM25CL64在DSP系统中的应用[C].全国单片机及嵌入式系统学术年会，2003.
控制器范文第5篇
【关键词】空调控制器；家用空调；工业设计
0 引言
空调一般的控制模式分为自动，制冷，制热，送风，除湿模式，风速为高风，中风，低风，自动风，定时分为单一定时，组合定时，循环定时。
1 控制模式
1.1 通风模式运行
进入通风模式的方法：通过遥控器设定为通风模式进入。
在通风模式下，室内风机工作，室内风机的风速按照设定的风速运行，风速可设定为高风，中风，低风。
1.2 制热模式运行
1.2.1 进入制热模式的方式
进入制热模式的方法：通过遥控器设定为制热模式进入，或者通过空调控制器上面的应急开关进入，制热模式初始设定温度为24℃，初始设定风速为自动风。
1.2.2 制热工作的开机流程
当控制器执行线控器或遥控器的开机命令（蜂鸣提示），或者在定时开时间到达开机时，控制器按照下面流程进入开机状态。
如果满足室内风机启动条件，即温度条件为：T回风≤T设-1℃，室内风机持续停止时间≥30S，室内风机按防冷风条件打开；当风机启动时，静电除尘开始工作，当风机停止时，静电除尘停止工作；如果温度条件和时间条件有一个不满足，则继续保持待机状态。
1.2.3 制热工作的关机流程
当控制器接收到遥控器的关机命令，或者在定时关时间到达关机时，遥控接收器上指示灯灭。
1.2.4 制热温度控制过程
在制热工作中，室内控制器根据回风口温度和设定温度来控制室内风机的开停，温度的设定范围为16～30℃。
当回风温度T回风≤T设-1℃，室内机开机制热。若回风口温度上升，T回风>T设时，室内风机满足运行时间≥3min（无阀系统）时，室内风机停机处于待机状态。
室内机在待机状态下，停机3min，室内风机运转30s，再停机3min，再运转30s，一直持续下去。
若室内回风温度传感器损坏，按定时制热模式运行。开机时间与设定温度有关，设定温度为16度时，开机16分钟；设定温度每增加1度，开机时间增加1分钟，最高设定温度为30度时，开机时间30分钟；停机时间均为3分钟。
1.2.5 制热工作时，室内风机的运行规则
自动风速的运行规则
在制热工作时，室内风机按照设定的风速运行。其下表确定了自动风运行规则。
当自动风速确定后，至少需要运行30s后才能重新判断，以防止室内风机风速抖动。
1.2.6 制热工作室内风机防冷风
制热模式满足启动条件时，室内风机根据室内盘管温度进行防冷风保护。若室内盘管温度传感器损坏，防冷风时间按设定的防冷风时间2min执行，室内机按设定风速输出。
1.3 制冷模式运行
1.3.1 进入制冷模式的方式
进入制热模式的方法：通过遥控器设定为制热模式进入，或者通过空调控制器上面的应急开关进入，制冷模式初始设定温度为26℃，初始设定风速为自动风。
1.3.2 制冷工作的开机流程
当控制器执行线控器或遥控器的开机命令（蜂鸣提示），或者在定时开时间到达开机时，控制器按照下面流程进入开机状态。
1.3.3 制冷工作的关机流程
当控制器接收到遥控器的关机命令，或者在定时关时间到达关机时，遥控接收器上指示灯灭。
1.3.4 制冷温度控制过程
在制热工作中，室内控制器根据回风口温度和设定温度来控制室内风机的开停，温度的设定范围为16～30℃。
当回风温度T回风>T设+1℃，室内机开机制冷。若回风口温度上升，T回风≤T设时，室内风机满足运行时间≥3min（无阀系统）时，室内风机停机处于待机状态。
若室内回风温度传感器损坏，按定时制热模式运行。开机时间与设定温度有关，设定温度为16度时，开机16分钟；设定温度每增加1度，开机时间增加1分钟，最高设定温度为30度时，开机时间30分钟；停机时间均为3分钟。
1.3.5 制冷工作时，室内风机的运行规则
自动风速的运行规则
在制热工作时，室内风机按照设定的风速运行。其下表确定了自动风运行规则。
当自动风速确定后，至少需要运行30s后才能重新判断，以防止室内风机风速抖动。
1.4 自动模式
进入自动模式的方法：通过遥控器设定为自动模式进入，或者通过空调控制器上面的应急开关进入，当控制器检测到室内温度在22℃～26℃之间，控制器运行于送风状态，当检测到低于22℃时，控制器运行于制热状态，当控制器检测到室内温度在26℃以上时，运行于制冷状态，每个模式最短运行模式为2个小时，风速不可调，为自动风。
1.5 定时运行
1.5.1 定时开
若设置了定时开功能，则控制器的时间到达设定的定时开时间后，执行开机命令。定时开机后，定时开功能取消。若在定时开时间尚未到达前执行了开机操作，则定时开功能也将取消。
1.5.2 定时关
若设置了定时关功能，则控制器的时间到达设定的定时关的时间后，执行关机命令。定时关机后，定时关功能取消。若在定时关时间尚未到达前执行了关机操作，则定时关功能也将取消。
1.5.3 组合定时
可以同时设定定时开、定时关功能。当设置组合定时，控制器根据定时开和定时关的时间的先后顺序来决定控制器的工作状态，当在前的定时时间到时，控制器即执行该定时操作并清除该定时方式，转入另一种定时方式，直到此定时被执行，控制器将清除全部定时方式。
1.5.4 循环定时
在组合定时的基础上可以设定循环定时功能。当组合定时设定完毕后，按循环定时遥控器上的定时设定键3秒以上，出现循环定时标志，主控板接收到指令后，即进入循环定时工作状态。
进入循环定时状态后，除退出循环定时的操作外，所有定时操作及开关键均不再作用。主机到设定的时间后自动进入开机或关机状态，且每24小时循环一次。
上述所有的定时功能，在掉电后均取消。
1.6 睡眠功能
1.6.1 制热模式
进入夜间节能状态，空调器运行1小时后先将设定温度降低1℃，再过去1小时后再次将设定温度降低1℃，一共降低2℃。
睡眠模式启动后，制热时内风机为自动风。
1.6.2 在送风模式
启动睡眠模式，风速转为低风。
1.7 传感器故障
1.7.1 室内回风温度传感器损坏时，相应温度控制改为间隙运转工作状态运行。
1.7.2 内盘管传感器损坏时，取消传感器相关保护功能，防冷风按设定时间运行。
【参考文献】
控制器范文第6篇
电液伺服系统集电气液压两方面优势于一身,具有响应速度快,功率密度高,负载能力强等特点,故在国民经济领域,如负载模拟器,电机控制，机械臂控制,工程液压机械中等得到广泛应用.如何提高电液伺服系统在复杂工况下的控制精度及其抗干扰能力一直是目前研究的一个热点领域.由于电液伺服系统具有高度的非线性和不确定性,传统的线性控制理论或反馈线性化方法难以达到相应控制要求,故非线性控制器,如自适应鲁棒控制器,在电液伺服系统中的应用得以迅速发展,其研究内容包括未知非线性参数,未知死区和补偿控制等等.自适应鲁棒控制作为非线性控制的一大部分而受到极大关注.Krstic在[15]中给出了一种基于“积分反步”思想逐步设计非线性控制器的方法.近20年来,基于积分反步的自适应鲁棒方法发展迅速.
如,Yao在[16]中提出了半正定反馈形式下的单输入单输出自适应鲁棒控制方法,为了解决该方法不能独立设计控制律和自适应律的缺陷,又在[17]中提出了间接自适应鲁棒控制方法.然而,之前的研究并没有完全的考虑到加载变化,模型误差,传感器噪声,未建模不确定项等的综合影响,这可能影响到系统的抖振和控制精度.此外,在实际控制系统中,难免会存在一些无法测量或测量成本较高的系统状态,而这些系统状态又是控制器设计所必须的,故状态观测器运运而生.随着科技的发展、系统的复杂化和现代控制理论研究的深入,基于自适应鲁棒和非线性的状态观测器得到了广泛研究,其扩张形式亦是如此.
因此本文充分考虑了以上提及的各项可能影响控制性能的因素,建立完整的系统数学模型.所有系统的参数不确定性都由相应的自适应律来处理,而未知的非线性项则由圆滑的鲁棒非线性技术来补偿.整个系统控制器由一个带有虚拟控制量的控制状态空间表达式结合状态观测器来获得,并通过李亚普诺夫函数证明闭环系统的收敛性和稳定性.最后,对比实验验证其有效性和优势.
1系统平台与建模
本文所研究的系统如图1所示,包含有液压缸、伺服阀、溢流阀、电机泵、负载,传感器及控制器.此系统研究目的是通过控制伺服阀来间接控制负载尽可能的跟上给定轨迹,并能有效抑制外界干扰.
2自适应鲁棒控制器设计新方法
本文的控制器设计包含系统所有的不确定项和未知元素.该控制器结构是由一个被控系统含有虚拟控制量的控制状态空间表达式结合状态观测器建成的.通过选择相似的虚拟控制量可以使系统状态跟上理想状态.然而,实际系统与系统模型总存在偏差,所有的传感器测量量总是含有来自传感器零偏、噪声或影响测量精度的不期望元素.因此,将这些元素当成不确定项加入到实时系统模型中.
3稳定性分析
本节通过设计李雅普诺夫函数来验证闭环系统的收敛性和稳定性,并在此给出控制器的自适应函数τ.定理1.给定非线性系统(8)(9)并取其第一个控制状态变量为参考输入,在假设1-3下,自适应鲁棒控制器结构设计为(11),虚拟控制量为(14),圆滑的鲁棒函数(15),加上估计自适应律结构为(22),则有本文设计的控制器考虑并包含了所有影响系统实时运行过程中的所有元素.其中有些元素在以往的研究中尚未涉及.从式(40)可知,系统输出状态控制误差的极限依赖以其他的系统状态控制误差,而且控制参数的选取也并不繁琐.
4实验验证
为了验证本文所提出的控制系统的可行性和优势,搭建实验平台如图2,并将本文提出的自适应鲁棒控制器设计新方法与文中的经典自适应鲁棒控制器进行对比性实验.本实验平台的硬件配置如表1.其中位移传感器(WY-100L)用的差动变压器式位移传感器,行程为0∼100mm,精度为±0.1%;压力传感器为TRAFAG8251/NAT系列压力变送器,量程为0∼400bar,精度为±0.5%.由于FF-101/8型伺服阀不能测量自身阀芯位移,但阀芯位移又为本文控制器设计所必须,工程应用中可用具备阀芯位移检测的伺服阀,如MOOG-D633/634;也可利用状态观测器对其进行观测,可以减少成本,即本文所用的方法.因为系统自身参数不易于改变,为了使得系统性能更好,对于系统控制参数和自适应参数的设计和调节尤为关键.式(14)虚拟控制量包含了该系统的主要控制参数.从该式的各项组成形式容易看出,每一阶系统的虚拟控制量主要都含有像PID控制中一样作用的比例项和积分项,可分别看作自适应项和鲁棒项,此外下一阶系统的虚拟控制量会含有与上一阶系统相关的耦合控制.为调节该系统控制参数,可将该四阶系统分割为4个独立一阶系统,然后各自调节其相应的“比例参数”和“积分参数”使其对应式(13)中的误差状态较好的收敛到0,调节方法与PID参数调节相同.而从式(14)和(33)可以看出,体现的物理意义是下一阶系统与上一阶系统的耦合关系程度强弱(与和自适应参数也共同决定自适应律大小的,调节该参数的目的就是使估计参数能尽快较好的逼近系统真实值,自适应律太大,估计值容易抖动,难以稳定逼近系统被估计参数真实值,自适应律太小,逼近的速度又太慢,不符合系统高性能要求.系统可调节参数的调节思想正是如此,具体调节步骤与文献[8]相同,不再赘述.
对比实验在同一实验平台相同条件下进行,实验为正弦跟踪给定负载轨迹0.03sin(πt/2)+0.05m,其各自的跟踪性能如图3所示.由图3可知,两类控制器的控制误差均在±1mm左右,新方法设计的自适应鲁棒控制器的控制误差要比经典自适应鲁棒控制器小点,且包含的高频噪声要少很多,这主要是由于本文提出的自适应鲁棒控制器设计新方法在设计过程中考虑了传感器等系统含有的噪声等不确定因素,并运用在系统控制中.因此,从如图4所示的两类控制器实验中的伺服阀控制电流可以看出,新方法设计的自适应鲁棒控制器的控制量波动要比经典自适应鲁棒控制器大,主要是因为包含了传感器噪声等反馈量.图5给出了新方法设计的自适应鲁棒控制器下的系统压力曲线和对比实验的负载力估计值和实际测量值曲线.通过比较可得,在考虑实际系统中的传感器噪声等不确定因素后,负载力的估计值显然更能准确的逼近实际测量值,从而可以把更为精确的负载力估计值用在系统补偿控制中,这对控制器的控制性能来说是非常有意义的.图6给出了系统控制器推导过程中需要直接进行估计的一些参数估计曲线.图中各参数的变化趋势和系统建模时的分析一致,最后的收敛值也和实际系统的特性相同.因此,该新方法设计的自适应鲁棒控制器的自适应估计是行之有效的。综上所述,通过对比实验验证了该自适应鲁棒控制器设计新方法的可行性,且相比于经典自适应鲁棒控制方法具有一定的优势.
5结论
本文提出了一种自适应鲁棒控制器设计新方法并将其运用在了阀控缸电液位置伺服系统中.在充分考虑系统中可能影响其控制性能的所有元素的基础上,对该系统进行数学建模,建立其控制状态空间表达式,以推导系统的控制器,而后验证该闭环系统李雅普诺夫稳定.最后进行对比实验验证该控制方法的可行性、有效性和自适应抗干扰上的优势.该方法与经典的基于“积分反步”的自适应鲁棒控制器设计方法有很大不同.并不用需要根据系统阶次一步一步反步推演计算以求得系统的控制率,而是通过列出系统的全状态空间表达式(10)和含有虚拟控制量的控制状态空间表达式(11),通过做差得到误差状态空间表达式(13),并给出相应的虚拟控制量(14),再根据自适应函数(33)和李亚普诺夫稳定性(34)求得系统的自适应律(22),最后由式(11)和(14)推导出最后的自适应鲁棒控制率(27).这样的设计方法相对来说比较简洁紧凑,且直观性强.另一方面,引入状态观测器来观测不易测量的状态x4阀芯位移,用于控制率的计算.该设计方法几乎涵盖了系统中所有的不确定项和传感器噪声,具有一定的普遍性,可以推广运用到其他同类系统中.然而,虽然此控制器更加全面的考虑了来自传感器等的不确定因素,但反而也受限于传感器的性能指标.故未来工作将着重研究传感器的性能参数对该控制算法能够达到的控制性能的影响.另外也将涉及另一热门研究:高控制性能、低成本和节能同时兼顾的电液伺服系统.
控制器范文第7篇
关键词：彩灯控制器；设置
中图分类号：TP342 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 20-0000-02
随着经济的发展，人们的生活水平在不断的提高，同时人们的生活环境也得到了改善与美化，在许多的地方我们都能够看见彩色的霓虹灯，因为彩灯的灯光色彩比较丰富，而且制造成本也比较低，控制起来也比较简单，所以，在很多的领域都使用了彩灯，有的用来装饰街道，有的用来装饰建筑物等等，并且开始逐渐的成为一种潮流。目前大多数采用的是循环式的控制方法来控制彩灯的运行，这种控制方式会使彩灯的变化比较单一，不能根据实际需要来转化不同的形式，所以需要改进控制彩灯的方法。
一、彩灯控制器的系统功能
现在的彩灯主要包括彩灯控制器与受控模块两个部分。其灯控制器可以用220V的交流市电连接，通过开关电源可以把220V的电压转化成工作电压，能提供给受控模块12V的工作电源，同时，还能提供给彩灯控制器5V的工作电源。通过软件程序来控制整个系统工作的运行，彩灯的使用者可以根据实际需要，通过对彩灯控制器来设置彩灯的运行模式。
通电之后，系统会有一个初始化的过程，在这个过程中需要检查是不是有按下的功能切换键，如果有就直接进入用户设置模式的状态；如果没有就进入默认状态。当处于用户设置模式的状态时，用户能够依据自己的喜好和场合需求来设定使用什么样的模式，同时还能改变模式的时间Ti和频率Fi参数。假如用户想进入默认的状态，操作很简单，只要按下功能切换键就可以直接的进入默认状态，系统会自动的调用默认的亮灯模式。当处于默认状态的时候，彩灯控制器会根据设定好的Model_i程序往下运行，从Model_1的模式开始运行，从Model_1到Model_2一直到Model_n把这个过程看成一个亮灯的周期，运行一周之后再从Model_1开始运行。同样的如果用户想要从默认状态转换到设置模式时，也只要按下功能切换键就可以了。可以通过把所有的彩灯运行模式编写不同的独立的工作程序，这样可以对整个系统的工作进行实时的监控，能够及时的发现问题并及时的处理，确保彩灯能够正常的运行。
在彩灯通电之后，用户通过彩灯控制器上的显示器，可以明确的知道当前彩灯的运行模式、工作时间以及频率参数等。在实际的应用中，要依据场合的需求以及时间来设置彩灯的运行模式，对彩灯的设置可以通过彩灯控制器上的按键来实现，同时，要根据实际需要设置彩灯的闪烁频率以及亮灯的时间。假如用户有特别喜欢的模式需要仔细的观察这种亮灯模式属于哪种类型，再通过彩灯控制器上的按键来设置成该种运行模式。
二、彩灯的硬件结构
彩灯系统包括彩灯控制器与彩灯管两部分。其灯控制器是主控板块，主要的功能包括按键和显示等，而且控制信号要通过彩灯控制器的P口输出；彩灯管属于受控板块，在彩灯管上有三种颜色的彩灯与信号驱动芯片，板块位于彩灯的透明灯管内部。
（一）彩灯控制器的电路设计
彩灯控制器的设计器件主要包括五个七段彩灯显示器，八个按键，两个稳定器以及一个信号输出驱动芯片等。通过软件设计让P0成为三色彩灯驱动信号的输出口，把P3作为按键的输入口，P2、P1和五位七段码相连接成为显示器的输出口。具体的电路设计如下图1：
（二）彩灯管的电路设计
彩灯管的设计器件主要包括三色彩灯、移位触发板块芯片等。可以依据实际中所需要的彩灯长度，把彩灯管内的彩灯用线进行连接，连接成一个完整的彩灯。为了降低功率的损耗，可以在受控板块之间的接口位置用信号正向驱动芯片来连接。每个受控板块上都有三种颜色的彩灯，在电路板上进行颜色排列，之后进行焊接，同时要让它们的排列形成一条直线。具体的彩灯管电路设计如下图2：
三、彩灯控制器的软件结构
新兴的彩灯控制器有一个最显著的特点就是所有的亮灯模式都是通过软件来控制的。系统中的软件主要包括主程序与中断服务子程序两个部分。其中主程序指的是彩灯在通电之后处于默认状态，彩灯的运行模式是按照编写完的Model_i程序进行顺序运行；中断服务子程序指的是亮灯的时间设定为每五秒闪烁一次。在这个设定的时间为五秒的中断服务子程序的基础之上，能够依据实际需要来明确各种彩灯模式的工作时间。整个系统的软件的组成部分包括主程序、显示子系统以及五秒中断服务子系统等。把五秒定时器作为定时的基本单位，按照模式的需要来计算好各个控制信号的发生时间，依据不同的Model_i程序能够设置不同的运行时间Ti与脉冲翻转频率Fi同时通过P0输出信号，要让各色彩灯的驱动时间跟移位触发的时间同步，使其根据设计的模式运行。
在程序中除了五秒定时中断之外，其他大部分的时间都是在查询按键与处理彩灯显示延时的问题。在程序中有八个按键，分别是四个参数按键、三个模式转化按键和一个功能切换按键。在每次运行五秒定时中断服务子程序的过程中，要对每个时间寄存器以及模式寄存器进行加1或正清零处理，这样是为了给查询主程序做准备，同时，还要查询在运行过程中是不是已经中断过六次，如果已经中断了六次，就需要查询一次参数按键，看是不是有的按下了时间Ti与频率Fi，还要处理有关的子程序。主程序能够调用彩灯显示子程序、各个模式子系统以及延时子系统，除此之外，它还能查询在整个运行中是不是有按下的功能切换键和模式转化键，一旦发现有按下的就会自动的进入有关的程序，进行对按键的处理。编写的亮灯模式子程序Model_i有n种，只要控制好各种颜色的彩灯的出发与熄灭的时间就能够组成不同种类的亮灯效果。具体的彩灯控制器的主程序流程如图3：
四、总结
在当前提倡节约资源，实现可持续发展的要求下，要对彩灯进行创新，更加的减少制作成本，使其具有更好的装饰效果，美化环境。同时，通过对彩灯控制器的不断完善，彩灯运行的模式变得多样化，而且安装操作也比较简单，如果用户想要改变当前彩灯的运行模式，只要按下功能切换键就可以实现。同时还能节省电量，符合可持续发展的要求。
参考文献：
[1]杨光友.单片机微型计算机原理及接口技术[M].北京：中国水利水电出版社，2002（02）.
控制器范文第8篇
“我wǒ终zhōnɡ于yú可kě以yǐ控kònɡ制zhì时shí间jiān啦lɑ！”麦mài教jiào授shòu激jī动dònɡ地de大dà喊hǎn。
第dì一yī时shí间jiān，星xīnɡ星xinɡ镇zhèn的de所suǒ有yǒu媒méi体tǐ对duì麦mài教jiào授shòu和hé他tā的de时shí间jiān控kònɡ制zhì器qì进jìn行xínɡ了le宣xuān传chuán。
宣xuān传chuán广ɡuǎnɡ告ɡào满mǎn天tiān飞fēi：谁shuí说shuō光ɡuānɡ阴yīn似sì箭jiàn，岁suì月yuè如rú梭suō，时shí间jiān一yí去qù不bú复fù返fǎn？现xiàn在zài本běn镇zhèn的de麦mài教jiào授shòu发fā明mínɡ了le最zuì新xīn科kē技jì产chǎn品pǐn——时shí间jiān控kònɡ制zhì器qì。谁shuí拥yōnɡ有yǒu了le时shí间jiān控kònɡ制zhì器qì，谁shuí就jiù拥yōnɡ有yǒu了le控kònɡ制zhì时shí间jiān的de超chāo能nénɡ力lì。
宣xuān传chuán广ɡuǎnɡ告ɡào做zuò了le很hěn长chánɡ时shí间jiān，可kě小xiǎo镇zhèn上shànɡ的de人rén都dōu对duì时shí间jiān控kònɡ制zhì器qì有yǒu怀huái疑yí。
有yǒu人rén说shuō：“那nà是shì假jiǎ的de吧bɑ？现xiàn在zài的de人rén，就jiù喜xǐ欢huān忽hū悠yōu人rén。”
还hái有yǒu人rén说shuō：“时shí间jiān是shì看kàn不bú见jiàn摸mō不bù着zháo的de，谁shuí能nénɡ控kònɡ制zhì得dé住zhù啊ɑ。”
这zhè些xiē话huà传chuán到dào了le麦mài教jiào授shòu的de耳ěr朵duo里lǐ，他tā气qì得de蹦bènɡ了le起qǐ来lái，他tā决jué定dìnɡ亲qīn自zì试shì验yàn给ɡěi大dà家jiā看kàn。
麦mài教jiào授shòu拿ná起qǐ时shí间jiān控kònɡ制zhì器qì，轻qīnɡ轻qīnɡ地de按àn下xià了le红hónɡ色sè键jiàn，红hónɡ色sè键jiàn是shì用yònɡ来lái控kònɡ制zhì一yì年nián四sì季jì的de。此cǐ时shí，星xīnɡ星xinɡ镇zhèn正zhènɡ是shì炎yán热rè的de夏xià天tiān，当dānɡ红hónɡ色sè键jiàn按àn下xià去qù后hòu，奇qí怪ɡuài的de事shì情qinɡ出chū现xiàn了le：夏xià天tiān消xiāo失shī了le，雪xuě花huā伴bàn着zhe寒hán冷lěnɡ的de风fēnɡ在zài大dà地dì上shɑnɡ飞fēi舞wǔ。镇zhèn上shànɡ的de孩hái子zi高ɡāo喊hǎn着zhe：“快kuài去qù滑huá雪xuě啊ɑ，快kuài去qù堆duī雪xuě人rén啊ɑ！”小xiǎo家jiā伙huǒ都dōu冲chōnɡ进jìn了le冰bīnɡ雪xuě之zhī中zhōnɡ。
所suǒ有yǒu人rén都dōu在zài猜cāi测cè：这zhè是shì怎zěn么me回huí事shì啊ɑ？
一yí个ɡè老lǎo人rén说shuō道dào：“这zhè都dōu是shì麦mài教jiào授shòu的de时shí间jiān控kònɡ制zhì器qì在zài控kònɡ制zhì时shí间jiān啊ɑ。”
“时shí间jiān控kònɡ制zhì器qì真zhēn的de很hěn厉lì害hài啊ɑ！”大dà家jiā感ɡǎn叹tàn着zhe。
正zhènɡ在zài大dà家jiā感ɡǎn叹tàn的de时shí候hòu，星xīnɡ星xinɡ镇zhèn的de时shí间jiān开kāi始shǐ乱luàn套tào了le。麦mài教jiào授shòu随suí心xīn所suǒ欲yù地de控kònɡ制zhì着zhe时shí间jiān，星xīnɡ星xinɡ镇zhèn的de白bái天tiān变biàn成chénɡ了le夜yè晚wǎn，夜yè晚wǎn变biàn成chénɡ了le白bái天tiān，四sì季jì都dōu颠diān倒dǎo了le。
四sì季jì仙xiān女nǚ和hé十shí二èr个ɡè月yuè的de精jīnɡ灵línɡ还hái有yǒu白bái天tiān和hé夜yè晚wǎn的de精jīnɡ灵línɡ，都dōu来lái到dào了le时shí光ɡuānɡ山shān谷ɡǔ。此cǐ时shí，居jū住zhù在zài时shí光ɡuānɡ山shān谷ɡǔ里lǐ的de时shí间jiān老lǎo人rén通tōnɡ过ɡuò神shén奇qí的de魔mó力lì电diàn视shì已yǐ经jīnɡ看kàn到dào了le来lái自zì星xīnɡ星xinɡ镇zhèn的de闹nào剧jù。这zhè时shí，精jīnɡ灵línɡ们men又yòu冲chōnɡ进jìn来lái告ɡào状zhuànɡ，时shí间jiān老lǎo人rén再zài也yě坐zuò不bú住zhù了le，他tā喝hē下xià了le魔mó力lì药yào水shuǐ，变biàn成chénɡ一yì颗kē流liú星xīnɡ，向xiànɡ地dì球qiú飞fēi去qù，他tā要yào亲qīn自zì教jiào训xùn一yí下xià麦mài教jiào授shòu。
这zhè天tiān夜yè晚wǎn，麦mài教jiào授shòu正zhènɡ在zài窗chuānɡ前qián观ɡuān赏shǎnɡ星xīnɡ星xinɡ镇zhèn夜yè晚wǎn的de美měi丽lì景jǐnɡ色sè。忽hū然rán，一yì颗kē流liú星xīnɡ从cónɡ敞chǎnɡ开kāi的de窗chuānɡ户hù飞fēi进jìn屋wū内nèi，流liú星xīnɡ首shǒu先xiān砸zá在zài麦mài教jiào授shòu的de头tóu上shɑnɡ，砸zá得de他tā眼yǎn冒mào金jīn星xīnɡ；接jiē着zhe，时shí间jiān控kònɡ制zhì器qì不bú见jiàn了le，流liú星xīnɡ也yě同tónɡ时shí消xiāo失shī了le。
麦mài教jiào授shòu呆dāi呆dāi地de看kàn着zhe这zhè一yí切qiè，一yí动dònɡ不bú动dònɡ，仿fǎnɡ佛fú一yí座zuò雕diāo塑sù。
时shí间jiān控kònɡ制zhì器qì被bèi时shí间jiān老lǎo人rén带dài回huí了le山shān谷ɡǔ，所suǒ有yǒu的de时shí间jiān精jīnɡ灵línɡ们men都dōu来lái看kàn时shí间jiān控kònɡ制zhì器qì。时shí间jiān老lǎo人rén当dānɡ着zhe众zhònɡ精jīnɡ灵línɡ的de面miàn，轻qīnɡ轻qīnɡ地de挥huī动dònɡ魔mó杖zhànɡ，把bǎ时shí间jiān控kònɡ制zhì器qì变biàn成chénɡ了le一yì只zhī可kě爱ài的de会huì变biàn魔mó术shù的de机jī器qì狗ɡǒu。
时shí间jiān老lǎo人rén笑xiào着zhe说shuō：“时shí间jiān啊ɑ，只zhǐ有yǒu无wú法fǎ控kònɡ制zhì，大dà家jiā才cái会huì珍zhēn惜xī；如rú果ɡuǒ能nénɡ控kònɡ制zhì了le，可kě以yǐ随suí心xīn所suǒ欲yù，那nà就jiù乱luàn套tào了le。”
控制器范文第9篇
关键词：控制设计 配电系统 元件
1、引言
低压断路器是低压配电系统中起同段控制及保护等作用的重要元件。目前，国外的低压断路器正朝着高性能、小型化、智能化和模块化方向发展，并且与现场总线系统相连，实现网络化。国内一些厂家也曾开发国际种职能断路器控制器，其主要缺点是采用大规模集成器件较少，故体积较大，易进入干扰。
本文介绍一种新型智能低压断路器控制器的设计。主要特点有：a注重模块化设计，采用大规模集成器件。不仅缩短了产品开发周期，提高了产品性能，而且减少了产品体积，降低了成本；b在实现基本保护功能的同时，增加了预警功能；c才参数测量上，除了电流、电压等常规参数外，增加了功率因数及功率测量等，并对参数进行显示；d注重产品的可靠性设计；e断路器带通信接口，引入can现场总线技术。
2、支能低压断路器控制器设计
2.1 总体方案简介
该断路器控制器的主要包括微处理器、信号采集电路、键盘和现实电路、外扩存储器、温度检测电路、输出执行电路和电源等。
2.2 微处理器的选择
智能断路器控制器既要实现各种功能又要有较好的是实时性和电磁兼容性，本期设计用了dallas公司的ds80c390微处理器。其主要特点有：向下兼容80c52，使用80c51的指令集；高速的体系结构，每个机器周期只有4个时钟周期，最大系统时钟频率可达40mhz，兼容80c52存储模式，内含4kb的sram，外部扩展4mb的程序存储器和4mb的用户数据存储器。内含两个can2.0b的控制口，集成度高。
ds80c390有2个串行口、3个定时器/计数器、7个附加中断、1个可编程狗定时器、6个8 bit /o口（其中两个与存储器接口），还有一个数据指针oprt1。ds80c390有2种封装形式：68脚的plcc和64脚的lqfp，本设计选用前者。
2.3 信号采集电路
常规信号输入通道的设计一般先滤波在隔离放大，然后经a/d转换等，但该设计方法难以满足实时性要求。本设计要求采集3路线电压和4路相电流信号，而且需要采集的信号范围很宽，若采用常规设计则需要很多的a/d转换通道，故采用了cirrus logic公司的电子是电能表芯片cs5460来设计信号输入通道。
（1）cs5460的特点。a高集成。内部继承了1个可编程的增益放大器，1个带固定增益放大器的电压通道，2个可选高通滤波器等；b高精度。转换精度可达0.1%；c易接口。cs5460是高速a/d器件，缺省状态下，瞬时a/d变换频率可达4khz。其自带可编程增益放大器可测量150mv获30mv两城范围的信号，从而很好地解决了实时性、宽测量范围及测量精度低等问题。
（2）cs5460的硬件设计。电压电流互感二次侧感应电压值经分压后分别送入cs5460的uin+、uin--和iin+、iin-引脚。cs5460有4 个串行口：sdi为串行数据输入口，sdo为串行数据输出口，sclk为串行时钟，cs是片选控制线。因为要采集4路电流、3路电压值，故选用了4片cs5460芯片。并用引脚p4.0、p4.1、p4.2和p4.3轮流选通每片cs5460。当cs=1时，sod为高阻状态，故4片cs5460的引脚可以直接连在一起。又ds80c390的i/o口可以驱动4个门电路，故4片cs5460的sdi和sclk引脚分别以线与的形式直接相连。
（3）cs5460的软件设计。本设计中软件设计的基本程序采用c51编写。cs5460的初始化和启动转换工作由主程序完成。设计要求每1.25ms在3路电压、4路电流上个采一点，采用软件定时中断方式。每1.25ms系统启动一次中断服务程序，完成对各路信号瞬时值的采集，每2s完成一次对各路信号有效值的采集。
ds80c390通过sdi、sdo、sclk和cs信号线与cs5460接口。运用写操作对cs5460内部各寄存器进行设置；运用读操作，读出cs5460内部各状态寄存器和输出结果寄存器的值。
2.4 外扩存储器电路
传统单片机应用系统为一般以微处理器为核心外加必要的芯片组成。但所需外加零散芯片很多时，所得的系统结构将很复杂且不易与更新或修改。所以，本设计采用了psd934f2芯片。
（1）psd934f2的主要特点。美国wsi公司推出的psd934f2芯片是专门为8bits微处理器设计的，实现了将多个芯片集成于一个芯片中。其主要特点有：可方便的使用复用和非复用的8bits微处理器接口；内置2mb的主flash存储器和256kb的第二flash存储器；具有64kb的sram；有19个输出的通用pld（gpld）;有译码pld(dpld)；具有27个可单个配置的i/o引脚；等待电流可以降至50μa；符合jtag标准的串行口可对全芯片进行在系统编成；flash存储器的擦写次数至少可达100000次，pld的擦写次数最少可达1 000次。
（2）psd934f2与ds80c390的硬件电路。系统要求具有256kb的flash、125±8kb的sram和16kb的辅助flash，还要31路i/o输出及一些外设片选输出，故系统还扩展了一片128kb的sram。本设计中，ds80c390工作于22bits连续叶面寻址模式，配置为8bits的数据/地址复用方式。用程序选通允许信号psen访问psd934f2的程序存储器，用wr、rd访问数据存储器。psd934f2的27个i/o引脚，分成4个口（pa、pb、pc和pd），每个引脚可单独配制成不同的功能。
（3）psd934f2的软件开发。psd934f2由psdsoft软件支持。系统设计时，不需要用硬件描述语言（hdl）来定义psd934f2的引脚功能和分配存储器地址。psd934f2支持flashlink器件编程器，对psd934f2进行编程。首先用psdsoft软件定义psd934f2的引脚功能及分配存储器地址，再通过psdsoft将psd934f2配置与用户hex文件进行合并产生目标文件。hex文件由用高级语言编写的植入psd的应用程序经编译、链接产生，再将目标通过flashlink写入psd934f2即可。
2.5 温度检测电路
传统的温度检测电路采用热敏电阻等温度敏感元件，热敏电阻成本虽低，但需要后续信号处理电路，且测量通道的标定麻烦，温度测量的准确度也相对较低。所以，本设计采用dallas公司生产的数字温度传感器ds1620。
（1）ds1620的特点。数字温度传感器ds1620是dallas公司推出的新型温度敏感器件。他以数字量输出温度测量值，具有测量范围宽，传输距离远，可靠、稳定等特点。ds1620的测量范围为-55~125℃，分辨率为0.5℃。温度以9位数字输出，能够在1秒内完成被测温度的数值转换，可独立工作，也可方便的与pc或单片机以串行方式连接。
（2）ds1620的软硬件设计。ds1620通过高温系数振荡器控制低温系数振荡器的脉冲个数，实现被测温度的数字输出。温度计数器和寄存器预置-55℃的基准值，若温度寄存器与技术起在脉冲周期结束前为0，则温度寄存器增至被测温度值。
ds1620的引脚dq位数据输入输出脚（3线通信），clk/conv三线通信时为时钟输出口，不用cpu时为启动转换脚，rst为复位输入脚。ds1620通过三线串行接口与微处理器相连，实现有关数据的写入、温度数据的读出。
2.6 实时时钟芯片
系统运行时，整个系统每隔一段时间就要进行一次始终校准。为此，本设计选用实时时钟/日历芯片pcf8563。pcf8563与ds80c390采用i2c通信接口方式进行数据传送。由于ds80c390本身没有i2c通信接口，所以采用软件模拟的方法与具有i2c接口的pcf8563接口。
程序中微处理器在发出第九个脉冲时，读取sda线上的状态，如读取状态为0，则说明数据已成功写入pcf8563；如读取状态为1，则说明写入操作不成功，程序转入再次写操作。每进行一次操作，内嵌的字地址寄存器就会自动产生增量。据此，可判断出程序对pcf8563的读写操作是否完成。每隔一段时间，主机发送标准时间，标准时间通过can总线传入各职能节点，然后有个节点对各自的时钟进行校时操作。当某节点发生故障或报警时，此节点就对自己的pcf8563进行读操作，已得到发生故障或报警时的时间值。
2.7 can总线接口电路
can总线是现场总线领域应用很广泛的一种通信技术，用can代替以往的rs—485将从根本上改善监控系统的性能。ds80c390内部集成了两个全功能can2.0控制器，易与外部can总线接口。
2.8 键盘及显示电路
键盘设计时，将按键的一端与微处理器的口线直接相连，并加上阻容电路去抖动。这样既可简化硬件电路的设计，还可减小体积。显示电路由发光二极管和液晶组成，液晶采用精电公司的mgls-12864t，可用图形或文本方式显示。
3、智能控制器的可靠性设计
本控制器模块处于强磁场环境中，各种电磁干扰源频率大致为：电磁20hz~几十hz，开关电弧30~200hz，磁铁1.0~3.6mhz。本模块还处于强电力线电厂中，该场以电磁感应的方式将电磁能量施加与本控制器模块。所有的电磁干扰都有电磁干扰源、耦合通道和敏感设备3个基本要素组成。
（1）本设计选用了cs5460、pcf8563等贴片封装元器件，高集成度的ds80c390及可配置内存器件psd934f2和带光电隔离的固态继电器。这些控制器模块本身就有很强的抗干扰能力。
（2）电源是引入干扰的重要途径，为减少从此引入的干扰，采取了如下措施：a采用高性能开关电源以抗尖脉冲干扰等；b采用压敏电阻或rc网络等吸收浪涌电压；c电源进线端加大容量电解电容和高频陶瓷电容分别滤除低频、高频干扰；d采用分散独立的功能供电。e保证有适当的功率裕度。
（3）过程通道上才取光电耦合隔离、固态继电器开关量输出和对传输线进行阻抗匹配的措施。
（4）设计印刷电路板时，采取合适的制版面积、双板层、井字形布线，尽量减少环路面积和环路电流、并排走线间插入离散地线、重要信号线靠近地线等措施。本控制器模块采用工作接地。采用待屏蔽的双绞线以减小电流信号回路的电磁干扰，其屏蔽层接到断路器外壳。接地线尽可能短，线径尽可能粗。
（5）采用较高导电性材料如铜进行电场屏蔽，导磁材料进行磁场屏蔽。在控制器壳内喷涂铜制电镀导电层。对开关电源加屏蔽层，对显示窗中使用屏蔽玻璃，采用电磁密封衬垫防壳体缝隙漏磁。
(6）软件设计中采用的抗干扰措施有：a设置看门狗定时器。看门狗的定时时间稍大于主程序正常运行一个循环的时间，而在主程序运行过程中执行一次时间常数刷新操作。当程序出错时，由于不能正常刷新定时器而导致定时中断，将系统复位。b设置软件陷阱。本设计中在非程序区反复用nop，nop，ljmp 0000h填满，作为程序乱飞的拦截措施。这样，不论程序失控指向哪一字节，都能回到复位状态；c 采用一阶递推数字滤波法实现软件的数字滤波，以消除传感器通道中的干扰信号；d 采用设置软件冗余、输出状态影像保存、数据存储冗余和初始化及自检程序等，应对控制的状态失常。
4、实验结果
（1）测量电流值。cpu读取cs5460电流有效值寄存器中的a/d转换值，再通过软件进行非线性补偿等方法，可得出对应的电流有效值。
（2）电压值的测量。电压互感器的次级串接140ω电阻，可以得到0 ~ 150mv的电压。电压经cs5460的a/d转换后，存储在电压有效值寄存器中。cpu访问此寄存器可得到转换结果，在据原、副边变比关系，得到对应电压有效值。
（3）功率因数的测量。通过cs5460内一个电量寄存器积累电能。根据电能与功率的关系w=pt，在1s内积累的电能数值上等于其有功功率p。在根据公式cosφ=p/ui算出功率因数值。
控制器范文第10篇
关键词：PID控制器；状态反馈；观测器；参数整定
中图分类号：G642.1 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）04-0165-02
一、引言
PID控制器设计与状态反馈控制器两类控制器[1，2]相同之处为二者均属于反馈控制，因此在实际使用中，都需考虑闭环系统的稳定性；两类控制器最主要的相异之处为二者闭环系统极点的配置灵活性不同： PID控制器属于输出反馈，只能将闭环极点配置到闭环系统的根轨迹上；而状态反馈控制器在被控系统状态完全可控的条件下，可以将闭环极点任意配置。
本文利用MATLAB与SIMULINK仿真设计了一个实例，对同一个被控对象进行PID控制器设计与基于观测器的状态反馈控制器设计，将教学过程中较深刻的控制器设计理论用最直观的方式体现出来，利于学生的理解与掌握。
二、仿真实例设计
选取被控对象微分方程数学模型如下：
三种控制器下，单位阶跃响应曲线如图2所示。
在MATLAB中输入如下代码：
G=tf（[2.93*6 23.898*6 48.721*6]，[1，6，41，7，0]）%计算带有PID控制器的控制系统前向通道传递函数；
rlocfind（G）%当K=1时，从根轨迹取相应闭环极点；
rlocus（G）%绘制闭环系统根轨迹图；
（（a）闭环系统根轨迹图（根轨迹增益为1时的某一根）；（b）PID控制器参数取某一数据时，闭环系统在根轨迹上的落点上。）
代码运行结果（图3）显示具有PID控制器的闭环系统闭环极点为-1.4771+6.3688i，-1.4771-6.3688i，-1.5229+2.1260i，-1.5229-2.1260i，一定落在该系统的根轨迹上。
由图2可见，对于完全能控的单输入单输出系统，不能采用输出线性反馈来实现闭环系统极点的任意配置，而系统闭环极点的位置决定了系统的主要性能，因此PID控制器对系统性能指标的满足是有限的。
2.基于观测器的状态反馈控制器设计。首先根据拟达到的系统性能指标确定控制系统需要配置的闭环极点的位置。根据闭环系统主导极点的方法，拟设定超调量σ=0.02，调节时间ts=4s，可以算出主导极点为：s2，3=-1±0.75i。取状态反馈系统的期望闭环极点为s1=-4，s2，3=-1±0.75i；观测器的期望极点为：s1=-12，s2，3=-3±2.25i。
在MATLAB中输入以下代码：
A1=[0 1 0；0 0 1；-7 -41 -6]'；
B1=[0；0；1]'；
C1=[6 0 0]'；%输入系统状态空间模型矩阵；
P=[-1-0.75i -1+0.75i -4]；%设置期望的闭环极点；
K=acker（A，B，P）%求系统的状态反馈矩阵；
Q=[-3-0.75i -3+0.75i -12]；%设置期望的观测器极点；
L1=acker（A1，C1，Q）；
L=L1' %求系统的状态观测器矩阵。
程序运行结果为：
K=[-0.7500，-31.4375，0]%状态反馈矩阵L=[2.0000；-5.2396；-32.6042]%状态观测矩阵。
在SIMULINK中绘制如图4所示的基于观测器的状态反馈控制系统闭环框图。从图5中可见，阶跃响应性能指标基本满足期望性能指标。
三、结论
基于MATLAB/SIMULINK的仿真实例有效地体现了PID控制器作为输出反馈仅能够将闭环极点配置到系统的闭环根轨迹上，而基于观测器的状态反馈在系统状态完全可控的条件下可以任意配置极点以满足期望的性能指标。
参考文献：
[1]胡寿松.自动控制原理[M].第五版.北京：科学出版社，2007.