基于80C51的開關磁阻電機遠程控制系統(tǒng)的研究

　　2．2 CAN節(jié)點電路設計

　　系統(tǒng)各節(jié)點采用89C51單片機作為微處理器，選用SJA1000作為CAN控制器，并使用CAN控制器接口芯片82C250。為進一步提高抗干擾能力，在兩個CAN器件之間使用了由高速隔離器件6N137構(gòu)成的隔離電路。CAN器件與微處理器的硬件連接圖如圖4所示。硬件電路中使用82C250的目的是為了增大通信距離，提高系統(tǒng)的瞬時抗干擾能力，保護總線。

　　3 CAN總線通信軟件設計

　　遠程控制系統(tǒng)軟件設計包括初始化程序與通信主程序設計。CAN初始化只能在復位模式下進行，初始化主要包括工作方式的設置，波特率參數(shù)設置和中斷允許寄存器IER的設置。作為軟件設計核心部分的是RS-485CAN接口通信編程，其程序流程圖如圖5所示。

　　4 基于卡爾曼濾波器的SRD控制器設計

　　在SRD控制策略上，主要以線性模型為基礎，結(jié)合傳統(tǒng)PI或PID控制器。但是普通PID控制器的參數(shù)難以自動調(diào)整，由此構(gòu)建的SRD系統(tǒng)難以獲得理想的輸出特性。對于SRD系統(tǒng)中存在過程及測量噪聲，狀態(tài)變量受到污染，可以利用卡爾曼濾波技術(shù)進行濾波，將卡爾曼濾波器與傳統(tǒng)的PID相結(jié)合，可以使SRD系統(tǒng)控制效果得到明顯改善。

　　4．1 卡爾曼濾波器原理

　　卡爾曼濾波是以最小均方差為準則的最佳線性估計，它根據(jù)前一個估計值xk-1和最近一個觀測數(shù)據(jù)yk來估計信號的當前值，利用狀態(tài)方程和遞推方法進行估計。設向量非平穩(wěn)狀態(tài)序列xk和yk用下面的動態(tài)方程描述：

　　式中：ωk為過程噪聲信號，vk為測量噪聲信號卡爾曼濾波的遞推算法為：

　　4．2 基于卡爾曼濾波器的PID控制結(jié)構(gòu)與仿真

　　基于卡爾曼濾波器的PID控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。