基于ARM7的拖拉机电液悬挂控制单元的研制

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液压悬挂装置是拖拉机作业机组的一个重要的组成部分。本项研究基于已完成电液改装的铁牛654拖拉机,研制了一套采用ARM7嵌入式微控制器和μC/OS-Ⅱ实时操作系统的拖拉机电液悬挂控制单元(ECU)。该控制单元一方面采集耕深和牵引力两路传感信号,另一方面接受驾驶员通过控制面板输入的操作指令和目标值,然后按照一定的控制算法输出信号驱动液压元件,实现对悬挂机构的控制。本文详细论述了所开发的拖拉机电液悬挂控制单元的基本构成、硬件和软件设计方法等。 首先,介绍了拖拉机电液悬挂系统的构组方案和工作原理;针对系统中控制单元的功能要求,选用32位嵌入式微控制器LPC2292作为控制核心,在此基础上完成了控制单元硬件电路的设计,包括最小系统电路、传感器信号采集及处理电路、电磁阀控制电路、液晶显示模块扩展电路及键盘扩展电路等,并制作了电路板。 其次,设计了控制单元的软件部分,包括:实现了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ到LPC2292的移植:完成了系统任务的划分和优先级的确定;基于模糊控制理论,设计了拖拉机悬挂系统模糊控制器;在此基础上进行了拖拉机电液悬挂控制单元应用程序的设计。 最后,对所研制的拖拉机电液悬挂控制单元进行了试验分析,试验结果表明,该拖拉机电液悬挂控制单元的静动态性能和稳定性均能满足使用要求。
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