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基于FPGA的电梯群控系统的设计与研究

作者：张明 Publish: 2007-4-26 Hits:-

【中文题名】

基于FPGA的电梯群控系统的设计与研究

【英文题名】

The Design and Research of Elevator Group System Control Based on FPGA

【学科专业】

控制理论与控制工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-4-26

【中关键词】

电梯控制,群控,FPGA,数学建模,算法,

【英关键词】

Elevator control,group control,FPGA,setup of math module,algorithm,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统>计算机控制、计算机控制系统

【论文摘要】

在现代化的智能大厦中,由于进出人员复杂、交通流量特别大,因而往往在大厦中配置多台电梯,以提高电梯系统的服务质量和服务效率等,使大厦的日常运转和谐有序。电梯群控技术便是实现这一目标的有效手段。由于电梯系统的群控问题是一个复杂的具有非线性、不确定性的多目标随机系统的决策问题,本文开展此项研究具有重要的理论和现实意义。本文研究的主要内容有: 1.分析了现有电梯群控技术,结合电梯群控系统的特点,提出了一种电梯群控系统方案; 2.建立了基于Petri网的群控系统的数学模型。本文选择3个控制目标:候梯者的满意度、乘梯者的满意度、能量的损耗,基于这3个目标设计了电梯群控系统的控制算法:多目标智能滚动优化控制算法,并对控制算法进行了仿真; 3.设计了电梯群控系统的总体结构,包括群控系统的工作流程和实现方案; 4.设计了群控控制器的硬件部分。硬件系统以FPGA为核心,完成其接口模块、收发模块的设计,并使该硬件平台具有较强的抗干扰能力。 5.设计了群控控制器的软件部分。运用C++语言和VHDL语言编程的方式,完成整个控制软件的设计。采用模块化设计思想,模块之间...

【论文题纲】

致谢	5-6
中文摘要	6-7
ABSTRACT	7-10
1 绪论	10-15
1.1 研究背景	10-12
1.2 国内外电梯群控系统研究现状	12-13
1.3 选题的意义及课题任务	13-15
1.3.1 选题的目的及意义	13-14
1.3.2 本课题完成的主要工作	14-15
2 系统模型建立和群控控制算法设计	15-31
2.1 建立系统模型的理论基础	15-17
2.1.1 Petri 网的概念	15-16
2.1.2 Petri 网的性质	16
2.1.3 Petri 网的分析方法	16-17
2.1.4 Petri 网的一般建模方法	17
2.2 系统模型的建立	17-24
2.2.1 群控系统的行为描述	18
2.2.2 群控系统的Petri 网模型	18-24
2.3 群控系统算法难点及解决方法	24-29
2.3.1 群控系统控制算法的难点	24-26
2.3.2 电梯群控系统控制算法设计	26-29
2.4 电梯群控系统仿真	29-31
3 基于FPGA 的电梯群控系统硬件设计	31-41
3.1 系统硬件设计的基本原则	31
3.1.1 经济性的要求	31
3.1.2 安全性及可靠性的要求	31
3.1.3 环境适应性强	31
3.2 群控系统硬件总体设计方案	31-32
3.3 群控硬件系统的具体设计	32-38
3.3.1 主芯片模块设计	32-36
3.3.2 数据采集及发送模块的实现	36-37
3.3.3 上位机模块设计	37
3.3.4 RS232 通信模块设计	37-38
3.4 硬件中的抗干扰技术	38-41
3.4.1 对测控系统造成的干扰后果	38-39
3.4.2 主要的干扰及其耦合	39
3.4.3 硬件抗干扰技术的方法	39
3.4.4 本文采用的硬件抗干扰措施	39-41
4 基于FPGA 的电梯群控系统软件设计	41-62
4.1 系统软件设计的基本原则	41-42
4.1.1 具有较好的实时性	41
4.1.2 具有较好的可移植性和可扩展性	41-42
4.2 群控系统软件总体设计方案	42-44
4.2.1 结构分析及工具选择	42-44
4.2.2 软件总体结构图	44
4.3 群控系统各功能模块的具体实现	44-58
4.3.1 上位机软件模块设计	44-50
4.3.2 通信模块软件设计	50-54
4.3.3 PC/群控系统通信模块图软件设计	54-56
4.3.4 群控系统模块软件设计	56-58
4.4 软件中的抗干扰技术	58-62
4.4.1 软件容错技术	58-59
4.4.2 数字滤波技术	59-62
5 结论与展望	62-64
5.1 结论	62
5.2 论文的创新与展望	62-64
5.2.1 论文的创新	62-63
5.2.2 论文的展望	63-64
参考文献	64-67
作者简历	67-68

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.382592



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