论文研究-基于DSP的智能座椅系统的设计 .pdf

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基于DSP的智能座椅系统的设计,童文骏,,文章首先介绍了DSP控制系统的工作原理,因为DSP控制芯片的运算速度快,实现简单,控制效果良好,所以得到了广泛的运用。讲述了CAN总
山国技论文在线 http://www.papcr.cdu.cn 控制 后座椅 倒控制 DSP2407 电机驱动电路调整 A总线控制器 屯机 屯机 电机 传感器 传感器 传感器 图2硬件系统组成 3个角度传感器的输出电压是0~5V,而2407內置有10个模数转换ADC,转换的参 考电压为33(可调,但是不能够大于3.3V)要釆集3路模拟信号到DSP就必须经过三路调 琿电路,使其在参考电压蒞围之內。在这里,调理电路很简单,只要采用分压电路就可以了, 木系统川51k和10K电阻对输入电压模拟信号进行10/15.1分压(5x10/151约等于参考33 伏)。[2 CAN( Controller urea network)总线是德国 Bosch公司从80年代初为解决现代汽车中 众多的控制与测试仪之问的数据交换而开发的一种串行数据通信协议,位速率高达Mhps CAN的应用范围遍及从高速网络到低成本的多线路网络,在自动化电子领域的汽车发动机 控制部件、传感器、抗滑系统等中应用,特別在液压实时控制系统中是最广泛使用的一和总 33系统软件设计 系统釆用嵌入式操作系统uOSI。[5JuC!OSI是一个实时多任务的嵌入式操作系统, 它采用可剥夺刑内核。所有的任务都有优先级,多任务之间优先级高的可以中断正在执行的 低优先级的任务而先执行。它的特点主要有:公开源代码、可移植性、可固化、可裁减、文 持多仼务、具有可确定性等。uCoS-Ⅱ是基于优先级抢断式的实时多仼务操作系统,包含 了实吋内核、任务管理、吋问管理、任务问通信同步(信号量、邮箱、消息队列)和内存管理 等功能。基于uCOS-l的应用系统工作时,首先进行操作系统初始化,主要完成任务控制 块(TCB)初始化、TCB优宄级表初始化、空任务的创建等;然后开始创建新任务,并可以在 新创建的任务中再创建其他的新任务;最后调用 OSSTART()函数启动多任务调动。本系统 根据实际需要设计了11个任务。 3.3.1系统多任务的功能,优先级设计 INTTask0任务: 它的优先级是0(优先级最高,值越大优先级越小),功能主要是系统初始化。设系统 时钟;禁止所有中断:淸除全部中断标志,执行完后便删除该仃务。 SHUTTask任务: 优先级1.关机任务等待手枘按钮按下任务10发信号量后执行。 山国技论文在线 http://www.papcr.cdu.cn STARTTask2任务: 优先级2。功能:创建其他任务。紧急制动任务(优先级3),采集任务(优先级4), 记忆任务(优先级6),角度调节任务(优先级6),髙度调节任务(优先级7),前后移动任 务(优先级8),后排座椅放倒任务(优先级9),人工操作任务(优先级10) JINGJITast紧急制动任务 功能:取消所有的其他任务操作 CAIJITask采集任务 功能:AD采集任务,每50毫秒定时中断采集一次,采集输入量总共三路为:麻椅方 向角度,座椅靠背角度,头枕角度。工作装置机器人化各关节角度变化范围 方向角度:0<<0<<180 头枕角度:45<<<135 靠背角度:90<y<180 REMTast记忆任务: 功能:系统一共可以记忆4组乘客的身体数据来确定座椅的参数,被记忆了数据参数的 乘客只要按·个按钮就可以调岀符合自身标准的座椅数掂 DIRTast方向角度调节任务, HIIGTast高度调节任务, FTAs前后移动任务 功能:根据当前采集的AD量和目标位置量比较,采用PID算法控制小不同占空比的 PwM波,实现角度调节动作,由于存在当前位置不在目标起始位置所以必须采用直线插值 或者三次多项式插值实时烑划运动轨迹上的点,然后采用逆运动学算法,得到各个角度目标 系列值,依次倣完各个动作。等待人上操作任务(优先级10)按下功能键后发信号量来触 发这些任务的执行。 DAOTast座椅放倒任务: 他的实现方法类似于角度调节任务的实现,只是动作系列不一样。 PEOPTast人工操作任务: 优先级10,人工操作任务,工作开始接收CAN控制按钮发来的运动控制电信号,发 相应的PWM控制,座椅正常动作,当接收到功能按键吋,便发信号量。此吋程序便跳转到 相应的特殊功能任务中去。等执行完相应的特殊功能任务后,程序自动回到人工操作工作仼 务 各个仟务控制一个系统功能,并∏由操作系统内核进行统一调度,实现系统功能,任务关系 出图3所示: 山国技论文在线 http://www.papcr.cdu.cn IASK任务 REMTast讥忆 任务 DAOTast丛 椅放倒任务 FEAst前后移 动任务 CAlITask采 7集任务 TARTTaskz 包制动任夯 任务 IINGJITTast DIRTast方向 角度调节任务 SHUTTask任 HIGTast髙度调 务 竹任务 EOPTast人工操 作任务 图3任务间关系 4结论 经过调试,证明基于uCOS-Ⅱ的智能化系统工作稳定,可靠性和实时性都达到了预定 的要求。DSP的高运行速度使得控制的反怏速度得到提高。增加了可控性,整体结构简单。 实现了车内座椅的智能化。 参考文献 []TMS240在电机控制中的运用黄望军宋强(湖南工程学院电器与信息工程系) 《电机电器技术》2003年第4期 2]王晓明,王玲,电动机的DSP挫制-11公司DSP应用。北京:北京航空航天大学出版社,2005。 3]韩安人,刘峙飞,黄海,DSP控制器原理及其在运统中的应用。北京:清华人学出版社,2003 [4]刘和平,严利平,张学锋等。TMS320LF240xDSP结构,原理及应用。北京航空航大大学出版社,2002 [S]《嵌入式实时操作系统uCOS-Ⅱ》[美] Jean ]. Labrosse著邵贝贝等译。北京航空航天大学出版社 Designed of intelligence chair base on dsp Tong wenjun School of Information Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan(430070) Abstract This paper introduce the principle of DSP control system firstly, because of it has hight calculate speed and has a good effection, it uscd in a lot of ficld. The paper also illustrate thc Can used in motorcar systcm. According to the schedule of uC/OS-II to control cvcry task, make them fit for the rcal timc of motorcar Kevwords: DSP, uC/OS-I, Schedule, Bushless electromotor 作者简介:童文骏,男,1983年生,顸士硏究生,主要硏究方向是智能控制、基于网络环 境下的智能控制。

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