软件开发控制平台

软件开发控制平台（精选8篇）

软件开发控制平台 篇1

1 Node.js平台简介

Node.js是一个基于Chrome Java Script运行时建立的平台, 用于方便地搭建响应速度快、易于扩展的网络应用。Node.js使用事件驱动, 非阻塞I/O模型轻量、高效, 非常适合在分布式设备上运行数据密集型的实时应用。Node是一个Java Script运行环境, 实际上它是对Google V8 引擎进行了封装。V8 引擎执行Java Script的速度非常快, 性能非常好。Node对一些特殊用例进行了优化, 提供了替代的API, 使得V8 在非浏览器环境下运行得更好。

2 天线控制系统简介

ZH-01CB天线自动控制系统由室内天线控制单元 (ACU) 、室外功率驱动单元 (PDU) 等组成。天线控制单元 (ACU) 显示采用240×64 点阵式背光LCD, 实现各种状态和数字的显示, 具有良好的人机对话界面, 主机由16 位功能单片机MSP430、8 位显示单片机和双口RAM等做成专用机。整个设备具有集成度高、先进性好、易维性、高性价比的特点, 可广泛用于各种大、中、小型地面站。该系统具有遥控接口 (接口标准RS485 , 半双工) , 可用来对天线发送远程控制指令, 控制天线准确对星。天控系统组成及外部线缆互联框图如图1 所示。

(1) 信标模块

接收信标/AGC射频信号, 给出与天线方向图成比例的直流信号, 作为步进跟踪的跟踪信号源或自动捕获的电平参考源。

(2) 上位机

备有与上位机通信口 ( 标准RS485, 半双工) , 需要时可由上位机直接监控。

(3) 天线控制单元

完成对天线系统的全部监测与检测, 借助于显示窗口和键盘实现人机对话。

(4) 天线驱动单元

实现电机控制。

(5) 方位 / 俯仰 / 极化同步系统

将天线轴角信号变成电信号。

3 搜索对星和步进跟踪过程

当天线自动引导到设定的卫星位置时, 若此时场强信号小于某一设定值 (一般取5 伏) , 则用自动搜索功能, 走回字, 边走边采集场强信号, 当场强信号大于步进低门限电压值时, 认为捕获到了卫星, 自动搜索完成。当走完规定的回字后, 还未捕获到大于步进低门限电压值的场强信号, 则认为捕获失败, 重新选择自动搜索起始位置, 再一次进行自动搜索。

步进跟踪的原理, 就是寻找场强最大值。由于自动跟踪采用了优化顶部的同一步式步进跟踪, 当天线小角度偏离卫星波束中心时, 可以自动识别并自动跟踪到波束中心, 使天线始终对准卫星。

4 上位机通信协议

图2 为主从通信过程的时序, 包括了广播、有应答 (包括无差错和异常响应两种应答) 、无应答三种典型情况。

4.1 主设备工作模式

工作流程如图3 所示。

(1) 主设备发送一条指令到从设备, 主设备进入“等待回执”状态, 在发送指令的同时启动一个临界超时定时器, 这个超时称为“响应超时”, 用来避免主设备永远处于“等待回执”状态。响应超时的时间依赖于具体应用。

(2) 主设备在“等待回执”状态时, 若在“响应超时”时间内收到从设备返回的回执, 判断是否为正确执行回执。如果是正确执行回执, 执行相关操作后结束;如果是其他回执, 如校验错误回执、格式错误回执等, 返回 (1) 。

(3) 主设备在“等待回执”状态时, 若在“响应超时”时间内没有收到从设备返回的回执, 判断超时是否超过最大设定次数。如果没有超过最大设定次数, 返回 (1) ;如果超过最大设定次数, 报告设备异常, 结束操作。

4.2 从设备工作模式

工作流程如图4 所示。

(1) 从设备接收一条指令, 判断校验是否正确。如果校验错误, 给主设备发送一条指令校验错误回执;如果校验正确, 执行 (2) 。

(2) 判断指令是否为查询指令, 若是, 返回查询指令回执;否则返回指令接收回执, 执行指令相应功能, 结束本次操作。

4.3 协议具体指令

外部控制协议指令包括5 部分, 分别为自跟踪天线指令、线圆切换单元指令、信标接收机指令、天线控制器指令、射频单元指令。

(1) 首先, 连接好计算机和ACU的串口线, 确认正常工作, 控制状态设置为远程控制状态。

(2) 全自动找星, 找一号星, 首先发送0x6EA8#, 进入远程控制指令模式, 发送0x6ECA# 设置当前为一号星 (如果发送0x6ECB# 则会设置当前为二号星) , 设置好星位后, 下次将保留设置, 直到下次设置。然后发送0x6EA0# (全自动找星) 屏幕开始闪烁显示“全自动” 再发送0x6EA4# (确认) 开始执行, 中间过程包括自动找星, 自动搜索, 步进跟踪3 步, 直到使捕获的卫星信号找到最大值, 退出自动找星模式发送指令0x6EA7#。

(3) 自动找星, 找一号星, 首先发送0x6EA8#, 进入远程控制指令模式, 发送0x6ECA# 设置当前为一号星 (如果发送0x6ECB# 则会设置当前为二号星) , 设置好星位后, 下次将保留设置, 直到下次设置。然后发送0x6EA1# (自动找星) 屏幕开始闪烁显示“自动找星”再发送0x6EA4# (确认) 开始执行, 直到找到星位, 退出自动找星模式发送指令0x6EA7#。

(4) 手动操作:首先发送0x6EA8#, 进入远程控制指令模式, 随后发送0x6EA5X# (手动控制) , 其中“X”代表0~7 中的任意数值, 再发0x6EA4# (确认) 开始手动操作, 然后发送想要的动作指令, 手动顺转0x6EB1# 或手动逆转0x6EB2# 或手动上转0x6EB3#或手动下转*B4#, 发送指令后开始执行对应动作, 结束当前动作并发送0x6EB7#。在执行新的动作方向时, 必须先发送指令0x6EB7# (手动停止) 停止当前动作, 然后才可以执行新的动作。退出手动状态发送指令0x6EA7#。

(5) 最后退出远程控制指令模式发送指令0x6EA0#。

5 具体程序实现过程解析

如图5 所示, 首先, 程序下发对星扫描指令, 如果是对固定卫星天线星上节目的扫描任务, 则直接下发指令到盲扫接收机执行扫描任务, 完成后存储扫描结果;如果是对电动天线下发的扫描任务, 则先控制电动天线转到指定星位, 对星完成后再下发指令到盲扫接收机执行扫描任务, 完成后存储扫描结果。

6 结束语

本文介绍了一种基于Node.js平台开发的电动天线控制软件实例, 实现了在远端机房对电动天线的对星控制, 提高了电动天线实际使用效率, 为利用电动天线开展卫星收测业务提供了便利条件。

摘要：对于安装电动控制卫星接收天线的地面站来说, 如何根据天线控制系统设计远程天线控制软件, 在远端机房实现对天线区卫星接收天线的控制, 是一个十分重要的问题。本文介绍了一个基于Node.js平台的天线控制软件开发实例供大家参考。

关键词：Node.js,天线控制,软件开发

软件开发控制平台 篇2

5结语

目前针对多元化软件的开发是一项比较艰巨的任务，其结构复杂、信息量较大。该软件分为很多不同的部分，故要把需求、分析、测试、设计、运行等诸多因素考虑进来。在目前比较常见的业务系统中，基础底层软件架构不但能够提高工作效率，还可以节约开发所需要的投入，提高利润。在提高质量方面则可以采取严格的规范约束和框架设计技术两种手段。在信息技术不断发展的前提下，软件开发管理平台取得飞快的进展，然而多元化软件的开发不仅在我国受到格外关注，国外也正积极针对这一方面展开研究工作，并且运用到实际运行当中，软件开发管理平台也显示着其强大的生命力，为我国的软件开发项目管理信息化做出了较大的贡献。

参考文献

[1]吴晓慧.软件开发管理系统的面向多元化的设计[J].计算机光盘软件与应用，，12（6）：256-257.

[2]王珊珊，赵青.浅谈软件项目在软件开发管理中的作用[J].有色金属设计，，30（1）：55-59.

[3]曹键.软件开发管理平台的构建[J].电信工程技术与标准化，（12）：46-50.

[4]黄若儒.基于软件架构技术的系统开发基础平台分析与设计[D].广州：华南理工大学，2014.

[5]张清兰.面向目标识别应用的算法开发管理平台的设计与实现[D].西安：西安电子科技大学，.

软件开发控制平台 篇3

这样的实验方式存在一些弊端:

1.实验设备高度集成学生在开始进行实验的时候, 只是依据给定的电路来连接;对于控制系统的参数, 只是盲目调节电位器值和电容值, 更不知调整的参数对应系统的哪些具体参数, 不能对课堂学习的内容加深理解。

2.实验设备可扩展性差可改变参数有限, 使得综合性实验难以开展。

3.实验分组过大学生参与性差, 自动控制原理实验学时有限, 要想在有限学时里巩固和掌握课堂内容, 是很困难的。

4.自动控制原理课程中有大量繁琐的计算与曲线绘制任务, 实验室里应用示波器, 如频率特性等实验效果不好。

目前高校仿真实验的开发日益增多, 如文献[2]和文献[3]中都对MATLAB软件在课程实验中的应用做了介绍, 本文中根据我校《自动控制原理》课程及实验的要求和实验的条件, 利用MATLAB中的具有可视化编程能力的图形用户界面编程工具、SIMULINK仿真功能和控制系统工具箱中丰富的库函数等, 开发了“自动控制原理”仿真实验平台。

该平台充分考虑了本课程的特点, 基本上覆盖了所要求的实验内容, 用户界面良好, 具有一定的交互功能和仿真运行功能。通过人机对话, 用户可以设置系统的模型, 根据要求该软件可进行图形分析和系统性能指标分析。该实验仿真平台作为课后实验和验证的虚拟仿真环境, 可以辅助教学, 用于课堂演示, 与电子线路模拟实验互相补充, 有效地提高了该课程的教学质量。

一、《自动控制原理》实验仿真平台

1. 仿真实验平台的设计原则

仿真实验平台整体设计采用Windows风格、面向对象的软件开发技术。为了操作简单易懂, 使软件具有可扩展性, 平台的设计过程中遵循了以下原则:

(1) 简单性和一致性设计中保证用户界面使用简单, 易于掌握, 界面元素保持一致性, 这样学生可以很快的掌握实验操作。

(2) 灵活性和可靠性用户能够根据需要进行扩展和补充课件的内容, 保证用户能够正确、可靠地使用并保证有关程序和数据的安全性。

2.《自动控制原理》仿真实验平台的内容

根据《自动控制原理》课程的内容及特点, 结合本人在该课程授课过程中的经验, 如图1所示, 本实验平台所包括的实验分为五大实验模块。

二、实验平台的设计

图形用户界面 (Graphical User Interface, 简称为GUI) 是用户与计算机进行信息交流的窗口, 本文中利用GUIDE创建图形用户界面。在算法上, 充分利用MATLAB控制系统工具箱[4,5], 调用各种控制系统的M函数, 配合编制的用户界面, 用户可以通过某种方式来选择或者激活用户界面上的菜单、对话框以及控件等图形对象来运行一些特定的M文件, 方便地对实现各个实验, 得到期望的实验结果和图形。

软件设计上主要包括界面的创建、数学模型的输入、实验结果的实时显示等。根据实验内容安排, 将实验分为若干小部分, 使得整个软件的层次分明、界面友好。

1. 仿真实验平台的主界面

利用MATLAB6.5版中的图形用户界面设计向导编辑器GUIDE完全进行可视化编程, 即可完成实验操作主界面的创建。在图形的设计过程中, GUIDE提供了下面一些工具:菜单编辑器、对象浏览器、属性编辑器、控件布置编辑器、网格标尺设置编辑器和GUIDE应用属性设置编辑器等。用户将它提供的工具与编程经验结合起来, 可以方便地创建友好的图形用户界面。

实验仿真平台的主界面如图2所示。

实验系统的五个实验模块, 可以通过两种方式来进入各个实验窗口:单击主界面上相应的按钮和通过菜单栏相应的命令, 我们将重点介绍其中的两个实验。

2. 线性系统的时域分析实验

线性系统的时域分析实验过程如下:建立系统的数学模型后, 给定系统输入, 分析系统响应曲线从而了解系统的稳定性、动态特性及稳态特性, 具有直观、物理概念清晰、比较准确以及能提供系统时间响应的全部信息的特点。

以二阶系统的单位阶跃响应为例, 典型二阶系统的传递函数为

进行拉氏反变换就可以得到系统输出随时间变化的表达式y (t) , 当阻尼比取不同的值时, 输出y (t) 不同, 系统的特性也不同, 可以分为无阻尼、欠阻尼、临界阻尼及过阻尼。

根据上述分析, 所设计的实验平台要求能实现下面两个功能:

(1) 可以随时改变值, 得到对应的y (t) 曲线并显示, 所完成的实验操作界面如图3所示, 可以在界面上输入阻尼比的值, 如图3中给定=0.5, 要求绘出系统在欠阻尼情况时的阶跃响应曲线。按下窗体上的“绘图”按钮, 然后按下“确定”按钮, 系统的阶跃响应曲线就会显示在窗口中的坐标系上。

按下窗口中的“grid on”按钮可以在坐标轴上添加网格, 按下“grid off”按钮, 取消网格显示。实验完成后按下“退出”按钮, 关闭该窗口, 返回主菜单, 再次选择要完成的实验。

(2) 可以将几组不同阻尼比时的输出曲线显示于一个坐标系下, 这样学生可以很方便的比较不同阻尼值时系统的阶跃响应特性有什么变化。

在输入阻尼比值时输入多个值, 即阻尼比数组, 就将不同阻尼比对应的一组阶跃响应曲线显示于一个坐标系上, 便于比较分析, 如图4, 在输入阻尼比的窗口中输入一组阻尼比值:0, 0.5, 1.0, 2.0, 则将系统分别在四个阻尼比时对应的单位阶跃响应曲线绘制于一个坐标系内, 四条响应曲线分别代表无阻尼、欠阻尼、临界阻尼及过阻尼的情况, 学生可以很清楚地了解到四种情况时的系统输出情况。

3. 线性系统的根轨迹实验

线性系统的根轨迹实验过程如下:建立系统的开环传递函数数学模型, 绘出系统的根轨迹图, 了解系统某个参数变化时闭环极点的变化过程, 从而分析系统的性能。

给定系统的开环传递函数为, 系统有两个开环极点, 两个开环零点, 根据根轨迹的绘制法则, 系统有两条根轨迹分支。

所完成的实验操作界面如图5所示, 首先在界面上“输入分子系数”和“输入分母系数”窗口内输入建立系统的开环传递函数数学模型, 按下“加载示例”按钮及“确定”按钮, 就可以在窗口上的坐标系内绘出系统的根轨迹图, 两条根轨迹分支以不同的颜色显示。同样可以根据需要选择给根轨迹图加上网格显示或者去掉网格显示。

图6至图8分别给出了控制系统的Bode图实验、控制系统的Nyquist实验、离散系统的脉冲响应实验的操作界面, 实验界面的操作方法与线性系统的时域分析试验及线性系统的根轨迹实验界面的操作方法相同。

三、结论

《自动控制原理》实验仿真平台的开发对学生学好该课程具有很好的辅助作用。与硬件实验相比, 该实验平台不仅具有显示的直观性、实时性与逼真性, 而且操作灵活, 节省了大量的人力、物力和时间, 提高了教学效率。该实验仿真平台通过在我校《自动控制原理》课程教学过程中使用, 效果良好。

参考文献

[1]胡寿松.自动控制原理 (第5版) [M].北京:科学出版社, 2007

[2]李文磊, 柳士荣.MATLAB在自动控制原理实验中的应用[J].实验技术与管理, 2006, 2

[3]袁晓梅.Matlab环境下《信号与系统》虚拟实验的开发[J].高等职业教育天津职业学报, 2005, 2

[4]魏克新, 王云亮, 陈志敏, 等.MATLAB语言与自动控制系统设计 (第2版) [M].北京:机械工业出版社, 2004

软件开发控制平台 篇4

系统时域分析是测试技术、控制工程课程的重要内容。在现行的教材中, 一般以一阶、二阶系统为例, 通过求取Laplace逆变换的方法, 获得解析解, 然后绘制系统的时间响应曲线[1,2]。对于高阶系统和一般的输入信号, 解析解的推导过程十分复杂, 因此, 分析研究一般系统的时间响应比较困难。而应用M atlab控制系统工具箱的数值运算功能, 可以快速获得系统时间响应的数值解, 绘制出时间响应曲线, 较好地满足实际应用要求。本文应用M atlab控制系统工具箱, 设计开发了控制系统时域分析G U I仿真实验教学平台, 可以绘制一阶、二阶系统和高阶系统的时间响应曲线, 计算显示时间响应的性能指标。该仿真实验平台, 程序界面操作简单, 生成响应曲线迅速、准确, 对改善系统时域分析教学效果具有一定的帮助。

二、系统时间响应的计算

线性系统的时间响应主要有单位脉冲响应、单位阶跃响应、单位斜坡响应和任意输入信号下的系统响应。在M atlab下, 以LTI对象描述线性系统的结构。最常用的LTI对象为传递函数模型, 一般系统的传递函数为:

数组a、b分别为传递函数分母多项式系数和分子多项式系数, 则可用tf函数构造一个LTI对象sys[3]。

sys=tf (b, a)

时域分析函数是以LTI对象为函数输入的一组时间响应数值解计算函数。单位脉冲响应、单位阶跃响应, 分别由im pulse (sys) 、step (sys) 实现。单位斜坡响应和任意输入信号下的系统时间响应, 可由lsim (sys, u, t) 实现, 单位斜坡响应则是输入信号为u=t的特殊情况。

三、时间响应性能指标的计算

时间响应性能指标主要有上升时间tr、峰值时间tp、调整时间ts、最大超调量Mp和振荡次数N。

峰值时间tp为响应曲线到达第一个峰值yp所需的时间, 满足yD=max (yi) 。可用如下M A TLA B语句[4]实现。

其中, t={ti}为仿真时间数值向量, y={yi}为时间响应数值向量。

调整时间ts为yi满足如下不等式 (2) 所需的时间, |yf-yF|≤∆⋅yF (ti>ts) (2)

其中, △为给定的允许范围, yF为稳态值。调整时间计算程序如下:

最大超调量Mp, 可由峰值yp和稳态值yF求出,

振荡次数N为响应曲线在0≤t≤ts内, 穿越稳态值y F次数的一半。设y1, , ym为过渡过程的时间响应, 则振荡次数计算程序如下:

对于欠阻尼系统, 上升时间tr定义为响应曲线第一次到达稳态值所需的时间。对于过阻尼系统, 上升时间tr定义为响应曲线从稳态值的10%上升到90%所需的时间。已知仿真时间数值向量t、系统时间响应数值向量y, 稳态值yF, 则上升时间计算如下:

其中ti为满足yi-0.9yF>0的最小t值, tj为满足yj-0.1yF>0的最小t值, tk是满足yk-yF>0的最小t值, N为振荡次数。上升时间的计算可用如下M A TLA B语句实现:

四、仿真实验程序的运行效果

本文所开发的控制系统时域分析仿真实验教学平台, 包括一阶、二阶和高阶系统3个独立的界面, 分别实现了单位阶跃、单位脉冲、单位斜坡和一般输入信号的时间响应仿真。图1为二阶系统单位阶跃响应仿真界面, 该界面实现了响应曲线的绘制和性能指标的计算和显示。图2为高阶系统脉冲响应仿真界面, 可通过输入传递函数分子、分母多项式的系数, 改变系统参数, 对不同系统的时间响应进行仿真。返回目录按钮, 用于实现一阶、二阶和高阶系统3个独立界面之间的切换, 实验项目目录界面如图3所示。

五、结论

1.本文以M atlab控制系统工具箱为基础, 应用数值仿真技术, 设计、开发了控制系统时域分析G U I仿真实验平台, 实现了一阶、二阶系统和高阶系统的时间响应以及性能指标的计算。

2.在该仿真实验环境下, 改变输入参数, 即可对不同系统进行时域分析, 从而帮助学生更好地掌握各阶系统的时间响应特性, 分析参数变化对时间响应的影响, 改善时域分析的教学效果。

摘要：以MATLAB为开发环境, 应用数值仿真技术, 设计、开发了控制系统时域分析GUI仿真实验平台, 实现了一阶、二阶系统和高阶系统的时间响应曲线, 可以计算显示系统时间响应的性能指标。可用于机械控制工程、机械工程测试技术课程中系统时域分析部分的仿真实验和课堂演示教学。

关键词：时域分析,性能指标,数值仿真,实验教学

参考文献

[1]杨叔子, 杨克冲, 等.机械工程控制基础 (第三版) [M].武汉:华中理工大学出版社, 1993

[2]贾民平, 张洪亭.测试技术 (第二版) [M].北京:高等教育出版社, 2009.

[3]薛定宇.控制系统计算机辅助设计[M].北京:清华大学出版社, 2006.

软件开发控制平台 篇5

1 培训平台开发过程和方法

培训平台的开发是在对邢台市装备制造业深入调研的基础上, 开发具有行业特色, 能够更加真实地模拟生产现场的交流电机变频调速系统设计、安装、调试、维护与实践平台。开发交流电机变频调速控制系统培训平台可以让学习者迅速理解和掌握电机的调速技术, 可以使企业技术人员更好的使用和维护生产设备, 可以推动企业技术创新和产品质量的提高。

结合本地区的经济现状, 深入以京津冀地区为主的多个的企业进行调研, 通过对企业管理人员、技术员、操作员、业务员等调研对象的调查, 了解企业所采用的调速技术、电机速度控制设备在各企业中的使用现状、利用调速技术所要达到的效果、目前使用较多的变频器、变频器功能应用情况、哪些设备用到变频调速技术、与哪些技术或设备配合使用, 掌握操作工人和管理人员的技术水平, 调查企业对交流电机变频调速控制设备开发和使用的基本需求, 明确培训平台开发任务的基本目标;在对调研结果分析后, 进行设备设计与开发, 借鉴制造行业先进的生产设备技术, 融入相关企业生产和开发所需要的知识和技能要求, 结合前沿科技, 开发适用的电机速度控制基础研究平台;进行设备的安装与调试, 初步投入试运行, 及时收反馈信息, 对设备进行改进和完善, 在开发与实践过程, 逐步完善交流电机变频调速控制基础开发平台, 提高设备开发的水平, 积累开发的经验。

2 培训平台开发的内容选取

项目的主要研发内容:典型交流电机变频调速控制系统的选择、设计与组建;系统主控制器的选型与功能模块配置;变频器、伺服控制器等设备选型、配置以及在系统中进行通信的实现;变频调速技术在工业生产中的节能情况和设备性能改善情况研究;变频调速技术在工业生产管理中的应用;交流电机变频调速控制系统培训平台的设计与开发;基础技术开发平台与企业需求和企业技术创新结合方法的研究。

选择对不同行业、企业相关技术人员可能涉及的工作, 培训内容的选择应与实际工程应用相一致, 要符合相关岗位的职业能力要求, 在项目设计和培训内容选取上, 每个培训项目都要针对相应职业能力, 主要针对变频器参数设置、安装、故障排除、电机控制、运动控制、管道压力控制、机床控制、程序控制等项目进行培养, 最终选取变频器的参数设置操作、变频器操作面板控制电机、外部操作控制电机、送料车运动控制、供水管道压力控制、典型机床加工过程控制、变频空调控制、上料车加减速运行控制、变频器的安装与故障排除等多个典型项目进行实施。

3 交流电机变频调速控制培训平台设计

交流电机变频调速控制培训平台在设计上充分考虑了实用性、灵活性和耐用性, 主体设计基于模块化、功能化, 主要由电源模块、PLC控制模块、上位机控制模块、传感器检测模块、变频器模块、低压电器控制模块、通信模块等组成, 每个模块具有相对独立的功能和作用。电源模块可以提供设备所需的电源, 有交流380 V、220 V、直流24 V、5 V等电源供使用者选择;PLC控制模块设置了一些常用的PLC, 如西门子的S7-200系列PLC、S7-300系列PLC、S7-400系列PLC、三菱的FX2N系列PLC、施耐德PLC等型号, 还设置了常用的模拟量输入、输出模块、电源模块、通信模块等扩展模块;上位机控制模块设置了一台主流配置的可用于工业控制的计算机, 上面预装了上述PLC的编程软件和部分组态软件供使用者进行程序设计和调试、软件仿真、组态监控与开发;传感器检测模块设置了工业控制中常用的温度传感器、压力传感器、位置传感器、光电传感器、速度传感器等多种类型的传感器、变送器, 供使用者在进行系统设计时测量温度、压力、位置、速度等参数;变频器模块选用了工业控制中使用较多的变频器型号, 如三菱的FR-A700系列、A500系列、西门子的MM420、MM440等, 使用者可以针对多种型号的变频器进行有针对性的培训, 提高使用者的变频器操作能力;低压电器控制模块设置了多种型号的接触器、断路器、继电器、主令电器等常用低压电器供使用者选择, 可以有针对性的培养接线能力、电路设计能力和排故能力;通信模块配备了工业控制中常用的通信设备, 如PLC的通信模块、上位机的网卡、多种类型的通信电缆等, 为系统中各模块的信息交换提供支持。使用者既可以独立使用某些模块, 训练专项能力, 也可以整体使用多个模块设计整个系统, 选取需要的PLC、电源、传感器、变频器等各种设备, 训练系统综合设计应用能力, 在培训的过程中提高被培训者的职业能力和职业素养, 培养企业所需的高素质技能型人才。

4 结语

培训平台的应用提高了本地区技术人员的技术水平和创新能力, 提高技术工人对生产设备的使用和维护能力, 用于待岗人员培训可以提高社会待岗人员的素质和就业竞争能力, 同时对企事业单位人员的科研意识及学术水平具有很大的促进作用, 能有效地促进地区科技的进步和经济的发展。目前, 设计的交流电机变频调速控制培训平台已应用于邢台的部分合作企业的职工技能培训中, 培训效果良好, 使参与培训的相关企业技术人员理论与技术水平得到很大的提高, 结合对周边企业的技术改造和技术服务, 使其社会创新能力会得到进一步提高。同时, 利用设备完成对外技术培训, 还可用于本市技师、高级技师等项目的考核, 设备用于职业技能鉴定还可以提高一线技术工人的技术水平。

参考文献

[1]谢青海, 薜建芳, 黄亮, 等.基于Pro Fibus总线的工业网络培训平台研发与应用[J].科技资讯, 2014 (3) :59, 69.

[2]谢彤.基于以太网与现场总线的自动化实训系统研究与实现[D].北京:北京邮电大学, 2009.

软件开发控制平台 篇6

该课程涉及知识面广、信息量大, 而且理论性和实践性较强, 特别是高职学生由于基础比较薄弱, 学习数学建模十分吃力, 系统分析也常常力不从心。因此, 该课程历来是高职相关专业教学改革的重点, 改革主要是对知识进行重构, 把学科体系的讲授内容变换成行动导向的学习内容。

在教学方法上, 大部分院校都使用了基于MATLAB软件的仿真教学。MATLAB中SIMULINK工具箱是系统分析和设计的有力工具。但从教学实践来看, 由于基础较差, 高职学生对MATLAB的运用有很大的障碍, 造成仿真学习效率不高, 教师往往要花很大的精力讲授仿真软件的使用。而且, 学生在仿真时看到的是数学模型, 而非真实的环节和系统, 使得学生学到的理论知识难以有效迁移。如果可以把真实环节、系统同其背后的数学模型对应呈现, 学生修改真实环节、系统的物理参数后, 马上可以看到数学模型的对应变化, 看到不同信号的响应情况。

虚拟实验平台即是把真实自动控制环节、系统同数学建模有机结合的实验平台。学生可以在平台上修改物理参数、改变输入信号、观察响应情况, 同时可以观察数学模型的变化情况。现以典型环节为例介绍虚拟实验平台的设计和开发。

基于MATLAB GUI的典型环节虚拟实验平台的设计

MATLAB开发环境提供了创建用户界面的捷径 (GUIDE) 。GUIDE可以根据用户GUI的版面设计过程直接自动生成M文件框架。设计之后的编码工作, 集中在相应的Callback函数上, 因此, 更加标准化和简化。

本实验平台的界面如图1所示。在最左边的设置面板中, 可以选择不同的典型环节, 如比例环节、积分环节、惯性环节、振荡环节等六种环节。在通过下拉菜单选定环节之后, 相应的模拟电路会出现在中间的展示区域, 对应的物理参数出现在设置面板中 (不同环节的构成不同, 参数有异) , 可以根据实验目的进行参数设置, 设置完毕确认后, 对应的数学模型马上予以呈现。可以选择不同的输入信号, 如脉冲信号、阶跃信号、斜坡信号、加速度信号等作为信号源进行实验。点击“运行”按钮, 输入信号和响应信号会以不同颜色对比呈现出来。由于本环节仅是虚拟实验平台的一部分, 所以还有一个返回主菜单按钮。还可以在本环节中加入菜单栏, 引入响应曲线存储、打印等功能。

典型环节虚拟实验平台的实现

虚拟实验环节的使用, 不涉及任何的编程。但是在实验功能的背后, 却离不开M-file编程与SIMULIK建模, 只不过这些对于使用者而言都是透明的。

(一) 模拟电路和数学模型的正确显示

首先应当把不同环节对应的模拟电路图片同.fig文件和.m文件存放于一个文件夹下, 以备读取, 然后在“环节选择”下拉菜单控件的callback函数中进行相应编程。调用get () 函数, 读取“环节选择”控件值, handles是包含所有控制句柄和用户数据的struc鄄ture。根据所做的选择调用显示对应的图片, 正确显示需要设置的参数名称, 禁用多余的数值输入框, 具体如下:

传递函数是以文本的形式显示在界面上 (当然也可以改为框图模式) , 用户输入的数值也是以字符串的形式。因此, 在对应的输入控件callback中要把字符串转换为数值, 并进行有效性检查。在“确定”按钮控件的callback函数应该进行正确的运算, 再把最终的结果以正确的表示形式显示。如下:

(二) 实验运行功能的实现

虚拟实验室运行功能的实现依赖于SIMULINK的正确建模, 以及根据面板设置的不同, 修改仿真模型相应环节的参数, 并把仿真结果读取到工作空间后, 正确显示在面板上。在本模块中, 在同一个.mdl文件中 (该文件与.fig等文件在同一文件夹下) , 针对四种输入信号, 各建立一个模型, 如对于阶跃信号如图2所示。

“运行”控件的回调函数要进行打开模型, 判断输入信号类型, 以便正确修改模块参数等等。

如果模型文件正确打开, 则根据选择的输入信号类型选择具体的模型, 然后根据选择的典型环节类型, 读取相关全局变量, 进行传递函数模块分子和分母矩阵表达式的设置:

kesai_wn与wn_wn是全局变量, 在参数设置“确定”控件的callback进行计算, 分别对应于振荡环节标准表达式中的2ξωn与ωn2。mat2str () 函数把矩阵转化为表达式, 这是由传递函数模块参数类型决定的。

simset () 函数是进行仿真的设置, 此处把基本工作空间设置为目标工作空间。至此, 在界面上就可以运行得到输入输出的对比曲线。

结语

本文所介绍的只是笔者教学实践中所使用的虚拟实验室的一部分, 虚拟实验室的构建思路是既可以进行虚拟的“实验” (看到表面发生了什么) , 也可以看到数学模型的变化 (本质上发生了什么) 。在后续单、双闭环调速系统的调试学习中, 改变PID调节器模拟电路的参数后, 幅频、相频特性以及响应曲线都对比显示出来, 能使学生清楚看到系统动态、稳态性能发生的变化, 以及时域、频域指标的情况, 学习效果较好, 解决了理论与实验相脱节的问题。

参考文献

[1]沈玉梅.MATLAB在《自动控制原理与系统》教学中的应用[J].职业教育研究, 2009 (11) :148-149.

[2]陈贵银.高职《自动控制原理与系统》课程教学改革探索[J].长沙航空职业技术学院学报, 2009 (3) :20-22.

软件开发控制平台 篇7

实时定位是嵌入式系统在分布式移动环境中的一类重要应用。传统实时定位技术多以GPS电子地图为基础,但技术难度大、资源获取受限,使实时定位技术的进一步推广应用受到限制。Android平台的出现为手机的实时定位软件提供了新的技术框架和实施平台。

与Iphone相比,Android系统具有第三方开放源代码灵活性的优势[1]。同时,Android平台提供良好的兼容性和可移植性,能够满足软件二次开发的需求;在实时定位领域,利用Android的环境支撑研发实时定位软件,一定程度上降低了开发难度。因此,面向Android平台的嵌入式软件定位控制方法成为目前研究的热点。

1 Android平台框架结构

如图1所示,Android平台结构可分为四层:内核层,类库层,框架层和应用层[2]。Android类库的核心代码部分面向第三方开源;框架层授权Android开发人员能够访问框架应用程序的接口,一定程度上降低了嵌入式应用程序的开发难度[3]。Android应用程序主要由Activity,Intent,Service,Provider四部分组成[4]。

(1)Activity:应用程序的基本结构单元,模拟器(AVD)启动后就是一个Activity;

(2)Intent:负责页面之间的切换;

(3)Service:长时间在后台运行的应用程序[2];

(4)Provider:实现不同应用程序的数据共享。

2定位的两个层次

定位的基本原理是根据接收到的三颗定位卫星信号,分析信号、卫星坐标及信号误差,用算法计算出当前位置的经纬度[5]。从定位的性质和定位结果的表现形式可分为模拟定位和地图定位两个层次。

2.1模拟定位

Android拥有支持地理定位服务的API类库,该服务可获取当前位置的地理信息,应用程序可定时调用该服务更新设备的地理位置信息[6]。模拟定位是利用Android模拟器DDMS模拟手机GPS模块从卫星接收到的信息。该方法能完成定位和位置更新的要求,但由于模拟器本身没有GPS模块,因此模拟器DDMS是模拟定位,不是真实定位。

2.2地图定位

GoogleMap是Google公司提供的一种典型电子地图服务[6], Android平台同时也支持该服务。Android提供com.google.android.maps服务包[6]。地图定位就是根据给出的经纬度,在地图上显示相应位置,与模拟定位以文本形式告知用户经纬度相比,形象直观,容易理解,但地图定位只能实现自我定位。

3短信定位

本文所研究的短信定位策略基于对未知经纬度定位的局限,综合考虑到定位范围和定位效果这两个因素,不仅能实现自我定位,还能实现定位他人,有较大的应用推广价值。

短信定位思想及算法如下:假设无论用GPS,通讯基站或WIFI任意一种通讯方式,且对方手机具有定位功能,发送含有特殊标识的短信给对方,接收到短信后,自动启动定位程序[7],自我定位后将自己的经纬度发回源手机,源手机接收后查询地图定位程序并将其显示在地图上。

短信定位算法的伪代码如下:

假设pnumber为发送的手机号码,message为发送的内容,短信特殊标记为“local”, locmessage为定位信息,success为1表示成功定位,locationprovider分为gps,network,cell三种方式

(1)if (validate( pnumber, message)) //验证号码有效,短信能容不为空

send(message) //发送短信

(2)check(message) //判断监听的短信是否含有特殊标记

(3)if(message=〝local〞)

location(phone2) //启动目标手机定位程序

(4)if(provider=gps) //选择不同的定位方式定位

if(success=1) return locmessage

else(provider=network)

if(success=1) return locmessage

else(provider=cell)

if(success=1) return locmessage

goto(7)

(5)send(locmessage) //将定位信息发送到源手机

(6)location(phone1) //启动源手机定位程序

(7)finish()

短信定位是对自我定位的一种补充及完善;能同时了解好友动态,跟踪和定位特殊人群;在野外探险,交通事故急救等领域,短信定位比其它定位技术更具优势。短信定位界面和定位结果分别如图2和图3所示。

4短信定位关键技术分析

4.1监听收发短信技术

4.1.1 Intent

Intent构建了Android的消息传递机制[5],通过Intent将Android系统中各个组件有效联系起来。Intent本身是一个对动作和行为的抽象描述,负责应用间的交互与通讯。Intent主要有显式Intent和隐式Intent两种形式,分类的关键在于构造对象时Intent是否指定接收者[5]。隐式Intent不指定接收者,可降低发送者和接收者间的耦合度[5],本文采用隐式Intent,利用IntentFilter指定接收该广播的组件。

<intent-filter>

<action android:name="android.provider.Telephony.SMS_RECEIVED" />

</intent-filter>

4.1.2 广播

BroadcastReceiver是Android平台的广播接收组件[5],如果Android操作系统内部产生事件,就会向所有广播接收器广播该事件。当手机接收到短信后,BroadcastReceiver过滤接收,把Intent作为一个消息广播出去,所有已注册的BroadcastReceiver会检查IntentFilter是否与发送的Intent相匹配。如果匹配可将Intent封装成Bundle,调用BroadcastReceiver的OnReceive()方法向系统发送广播[8]。

if(strRes.equals(intent.getAction()));

if(smsMessage[n]. getDispllayMessageBody ().contains("local")) //短信内容中含有指定标记

getLocationInfo(location) // 启动定位程序

4.2分级定位技术

LocationManager类是访问定位服务的基类[6],包括GPS,WIFI和网络等。GPS能够提供更加精确的位置信息,但定位效果受到卫星和环境的影响;网络定位速度快,但定位效果受到网络环境的严重制约;WIFI弥补了GPS室内无法定位的缺陷。但是,这三种定位并不是任何时候都有效,因此本文提出了分级定位。

分级定位是本次实验的特色,表现在并没有纯粹用某种单一定位技术,根据这三种定位方式的精确度和速度,对其设置优先级,根据实际情况采用这三种方式中的一种,在确保成功定位前提下,得到最精确的定位效果。

GPS卫星定位在AndroidManifest.xml中的权限定义如下[5]:

android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION;//相对精确定位

信号接收塔和WIFI定位的权限定义如下[5]:

android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION;

android.permission.ACCESS_COARSE_ LOCATION;//定位相对粗糙

5实例结果分析及总结

模拟定位借助DDMS在模拟器上进行,只需几秒便可得出结果;地图定位受硬件配置、网络的影响,定位时间为1 min—4 min;混合定位(短信定位)是间接定位,时间需要更久,定位时间为2—6 min;尽管从时间上来看,短信定位消耗时间更多,但能够实现他人定位效果。

本文阐述了手机定位两个层次的思想,并分析了它们的不足,结合这两个定位方法的优势,提出了短信定位方法,从而达到本次试验效果。本文的不足之处是并不是所有的手机都能实现短信定位,需要具备一定的软硬件条件。短信定位涉及到权限问题,在保护隐私的大前提下,如何将短信定位的优势发挥到最大,将是今后研究的方向。

参考文献

[1]李船戊.智能手机原理与未来发展.科技与生活,2010;(18):30

[2]赵亮,张维.基于Android技术的界面设计与研究.电脑知识与技术,2009;5(29):8183—8185

[3]农丽萍,王力虎,黄一平.Android在嵌入式车载导航系统的应用研究.计算机工程与设计,2010;31(11):2473—2476

[4]张仕成.基于Google Android平台的应用程序开发与研究.电脑知识与技术,2009;5(28):7959—7962

[5]marse.Android开发视频教学.http://www.verycd.com/topics/2837883/,2010-07-01[2011-03-15]

[6]杨丰盛.Android应用开发揭秘.北京:机械工业出版社,2010

[7]刘彦夫.Andorid手机GPS、基站定位、JSON获取基站定位信息.http://blog.sina.com.cn/s/blog_6cf9802d0100oblc.html,2011-01-10[2011-08-27]

软件开发控制平台 篇8

(1)先进性。无线LED是先进技术的融合,它把计算机的网络互联、移动无线通信系统、LED显示控制等技术运用到一个产品上。

(2)可靠性。Android系统经过了全球化的长期普及应用,全球有无数的安卓手机及平板灯设备在同时运行着,这证明其系统运行具有稳定性与可靠性。本设计使用Android系统有助于保证本系统的可靠运行。

(3)扩展性。Android系统的发展已经比较完善,所以它的控制中心系统扩展性也比较好。就算终端的数量增加了,覆盖范围扩大了,系统功也可以随之增加,升级也可以平稳进行。

(4)实用性。大量的人员选择使用Android手机及平板。使用本系统,就可以方便的通过Android手机和平板向LED发布需要的信息,操作方便、简洁、高效,反应快速,易于进行信息处理和发布。

2 系统总体设计

基于Android平台的LED显示屏控制系统的拓扑结构框图如图1所示。它主要由上位机、下位机和LED显示屏三个部分组成。其中下位机就是LED屏控制器。LED屏控制器与Android平台进行连接,然后两者进行数据传输。在这个过程中,对协议进行解析,并且控制LED屏显示。LED显示屏在很多复杂的环境中都会使用到,所以下位机部分必须可以稳定可靠的进行工作。因此要降低能量消耗,增强扩展能力。上位机部分主要是手机、平板电脑等便携式设备,要求具备TCP通信服务软件。工作时Android设备介入网络,通过Android平台与下位机建立通信连接。

3 LED屏控制器的控制主程序

LED屏控制器主要由MCU主控电路、电源模块、字库电路、LED显示屏等五部分组成。

LED屏控制器的控制主程序的工作流程主要有以下几步:(1)系统初始化;(2)调用与Android平台通信子程序;(3)指示Android平台,与网络连接,再和上位机建立连接;如果没有和网络连接上,则命令重新进行连接。(4)获取Android平台接收到的信息,并进行分析,在再转化为协议解析,把有效数据提取出来;(5)使用字库芯片子程序,把需发布的信息用点阵信息进行转换,并把转换好的数据保存到缓存区;(6)使用LED屏控制驱动子程序,控制LED显示屏,开始显示,把所需要的内容显示出来。

本控制器的设计是采用Keil MDK集成环境来完成软件编程设计的,采用了无操作系统的设计,是因为MCU对外围电路的驱动功能并不复杂。

Android客户端应尽量满足上诉要求。这系统分为六大模块:分别为:用户登录模块、通讯录备份和恢复模块、文件管理模块、短信备份和恢复模块、拍照上传模块及帮助模块。功能层次图2如下所示。

六大模块的基本定义如下:(1)用户登录模块:可以让用户自行登录,实现自动登录,或者可以授权登录,但是不可以让用户在此注册,老用户可以在没有联网时登录客户端。(2)通讯录备份和恢复模块:用户可以随时随地把通讯录用云端备份,以免丢失,或者在需要时可以随时随地把云端通讯录恢复到本地,这样既简便又美观。这是系统核心模块之一。(3)文件管理模块:用户可以对云端文件进行有效的管理,其中包括文件夹删除、移动,或重命名或新建文件夹,除了这些,还包括备份和下载用户所需要的文件。(4)短信备份和恢复模块:用户可以把短信备份到云端,以免丢失,或把云端短信传到本地,这个模块和通讯记录备份和恢复模块有着异曲同工之处。同样也是系统核心模块之一。(5)拍照上传模块:用户可以利用Android客户端里的相机,来实现即拍即传的方式。(6)帮助模块:该用户是第一次登录客户端时,会跳出一个动画,这是为了让用户了解本产品和产品的使用方法,同时也让相关资源有一定的缓冲时间。

4 性能测试

首先,为了保证显示屏硬件的正常工作,要对显示屏模块进行测试。通过单片机按照常规LED屏幕的通讯方式,反复地向LED显示屏发送不同的数据,以判断显示屏能否正常显示。

其次,测试Android平台与LED硬件的通信模块是否工作正常。可以通过使用串口调试助手、服务器模拟程序、调试等工具测试联网功能和数据传输功能。

在客户端利用connect按键和disconnect键进行连接测试。测试结果如表1所示。

在客户端利用模拟器的按键进行按键测试,测试如表2所示。

5 结语

本系统的设计顺应时代潮流,在Android手机大量普及的情况下,将led控制软件与Android系统联系起来,大大简化了传统led显示屏发布信息的繁琐手续,具有实用性与高效性。

摘要：传统的LED屏的更新方式采用有线通信技术,大大制约了LED屏幕的大范围应用。Android系统是当下主流的智能手机操作系统中的一种,该系统平台的授权许可是不收取任何费用的,拥有完善的SDK和辅助工具支撑。因此基于Android平台对LED屏幕实现无线控制可以很好的解决这个问题。本文基于Android平台特性,对基于Android平台的无线led电子屏幕的控制软件进行分析和构建,并对设计模型进行了性能检验,为Android平台下设计控制无线LED屏的发展提供理论基础。

关键词：Android,无线,led电子屏幕,控制软件

参考文献

[1]彭俊.基于无线数据传输的显示屏设计与实现[J].电光与控制,2013(9):121-124.

[2]葛洲.基于嵌入式的GPRS远程控制的大屏幕LED显示系统的研究[J].液晶与显示,2013(13):54-57.