基于模糊控制的高精度数控恒流源设计
恒流源在高精度数字多用表中的设计与实现 毕业论文外文翻译
恒流源在高精度数字多用表中的设计与实现毕业论文外文翻译Design and Implementation of Constant Current Source in High Precision Digital MultimetersAbstract:As an essential component in high precision digital multimeters, the constant current source (CCS) plays a crucial role in ensuring the accuracy of the measurement results. In this paper, we introduce the design and implementation of a CCS in a high precision digital multimeter. Firstly, we analyze the working principle of different types of CCS and compare their advantages and disadvantages. Then, we propose a new design of CCS based on a current-to-voltage converter and a feedback loop. The implementation of CCS is realized by integrating the proposed design with the existing measurement circuitry, and the performance of the CCS is evaluated through several measurements. The results show that our design achieves high linearity, low temperature drift, and good stability.Introduction:Digital multimeters (DMMs) are widely used in various fields due to their high precision, fast measurement speed, and easy operation. The accuracy of the measurement results depends on the quality of the measurement circuitry, especially the constant current source (CCS), which provides a stable and precise current for the measurement. The CCS should have high linearity, low temperature drift, and good stability to ensure the accuracy of the measurement results. In this paper, we present the design and implementation of a CCS in a high precision DMM, which meets the requirements of accuracy, stability, and reliability.Analysis of CCS:The CCS is an important part of the measurement circuitry in DMMs. There are several types of CCS, including the resistor-based CCS, the transistor-based CCS, and the operational amplifier-based CCS. Each type has its own advantages and disadvantages.The resistor-based CCS is simple and easy to implement, but its accuracy is affected by the temperature drift of the resistors. The transistor-based CCS uses a transistor as a current source, which improves the accuracy and stability of the current output. However, it requires a high-quality transistor and complex bias circuits to achieve high accuracy. The operational amplifier-based CCS is the most widely used CCS because of its high accuracy, stability, and flexibility. It uses anoperational amplifier as a voltage-controlled current source, which can provide a precise and stable current output.Design of CCS:In this paper, we propose a new design of CCS based on a current-to-voltage converter and a feedback loop. The CCS consists of an operational amplifier, a feedback resistor, a current-to-voltage converter, and a gain-setting resistor. The operational amplifier acts as a voltage-controlled current source, and the feedback loop stabilizes the output current. The current-to-voltage converter converts the output current to a voltage, which is fed back to the operational amplifier. The gain-setting resistor sets the gain of the operational amplifier, which determines the output current.Implementation of CCS:The implementation of CCS is realized by integrating the proposed design with the existing measurement circuitry of the DMM. The CCS is connected in series with the measurement resistor and the input terminals of the DMM. The output current of the CCS is measured by a precision current shunt, and the voltage drop across the measurement resistor is amplified and digitized by the analog-to-digital converter (ADC) of the DMM. The output current of the CCS is controlled by a digital-to-analog converter (DAC) via a microcontroller.Evaluation of CCS:The performance of the CCS is evaluated through several measurements, including linearity, temperature drift, and stability. The linearity of the CCS is tested using a precision current source and a shunt resistor. The temperature drift of the CCS is tested by changing the ambient temperature and measuring the output current. The stability of the CCS is tested by monitoring the output current over a long period of time.The results show that the proposed CCS achieves high linearity, low temperature drift, and good stability. The linearity error is less than 0.01%, the temperature drift is less than 10 ppm/°C, and the stability is better than 0.01%/hour. These results demonstrate that the proposed CCS is suitable for use in high precision DMMs.Conclusion:In this paper, we have presented the design and implementation of a CCS in a high precision DMM. The CCS is based on a current-to-voltage converter and a feedback loop, which provides high linearity, low temperature drift, and good stability. The performance of the CCS has been evaluated through several measurements, and the results show that it meets the requirements of accuracy,stability, and reliability. The proposed CCS can be widely used in various high precision measurement systems.。
《基于模糊控制的高精度伺服速度控制器的设计与实现》
《基于模糊控制的高精度伺服速度控制器的设计与实现》基于模糊控制的高精度伺服速度控制器设计与实现一、引言随着工业自动化和智能制造的快速发展，高精度伺服速度控制器的设计与实现显得尤为重要。
在许多工业应用中，如机器人、数控机床、自动化生产线等，伺服速度控制器的性能直接影响到整个系统的稳定性和工作效率。
传统的PID控制方法在某些情况下难以满足高精度控制的需求，因此，本文提出了一种基于模糊控制的高精度伺服速度控制器设计与实现的方法。
二、模糊控制理论基础模糊控制是一种基于模糊集合理论的控制方法，其核心思想是将人的经验知识和控制策略用模糊规则表示，然后通过模糊推理实现控制。
模糊控制具有较好的鲁棒性和适应性，特别适用于非线性、时变和复杂系统的控制。
三、高精度伺服速度控制器设计1. 系统架构设计本设计采用数字化控制系统架构，包括微处理器、传感器、执行器等部分。
微处理器负责接收传感器信号，根据模糊控制算法计算输出信号，驱动执行器实现伺服速度控制。
2. 模糊控制器设计模糊控制器是本设计的核心部分，包括模糊化、规则库、推理机和反模糊化四个部分。
首先，将速度误差和误差变化率进行模糊化处理；然后，根据模糊规则库进行推理，得到控制量；最后，通过反模糊化将控制量转换为实际输出。
四、高精度伺服速度控制器实现1. 硬件实现硬件部分包括微处理器、传感器、执行器等。
微处理器采用高性能的DSP或FPGA芯片，实现高速的数据处理和运算。
传感器用于检测伺服电机的速度和位置信息，执行器则根据微处理器的输出信号驱动伺服电机。
2. 软件实现软件部分包括操作系统、驱动程序和模糊控制算法等。
操作系统采用实时操作系统，保证系统的实时性和稳定性。
驱动程序负责与硬件进行通信，实现数据的采集和输出。
模糊控制算法则是本设计的核心软件部分，需要根据具体的应用场景和需求进行设计和优化。
五、实验与分析为了验证本设计的有效性，我们进行了大量的实验和分析。
实验结果表明，基于模糊控制的高精度伺服速度控制器具有较好的鲁棒性和适应性，能够有效地提高系统的稳定性和工作效率。
《基于模糊控制的高精度伺服速度控制器的设计与实现》
《基于模糊控制的高精度伺服速度控制器的设计与实现》基于模糊控制的高精度伺服速度控制器设计与实现一、引言随着工业自动化和智能制造的快速发展，高精度伺服速度控制器的设计与实现成为了工业控制领域的重要研究方向。
模糊控制作为一种智能控制方法，在处理非线性、不确定性和时变性的问题中，展现出优秀的鲁棒性和灵活性。
因此，本文以基于模糊控制的高精度伺服速度控制器设计与实现为研究对象，旨在通过设计一种高效的模糊控制算法，提高伺服系统的速度控制精度和稳定性。
二、系统概述本系统主要由伺服电机、驱动器、传感器和模糊控制器等部分组成。
其中，伺服电机负责执行运动任务，驱动器负责电机的驱动和控制，传感器负责实时监测电机的速度和位置信息，模糊控制器则根据传感器的反馈信息，采用模糊控制算法对电机进行精确的速度控制。
三、模糊控制算法设计1. 模糊化处理模糊化处理是模糊控制算法的关键步骤之一。
本系统采用将速度误差和速度误差变化率作为输入，通过设定论域、量化等级和隶属度函数等方法，将输入的精确量转化为模糊量。
其中，论域的设定需根据实际系统情况进行调整，量化等级和隶属度函数的选取则需根据经验和实践进行优化。
2. 制定模糊规则模糊规则是模糊控制算法的核心部分。
本系统根据伺服系统的特性和控制要求，制定了一系列模糊规则。
这些规则主要基于专家知识和实际操作经验，通过“if-then”的形式进行描述。
在实际应用中，还需根据系统的实际运行情况进行规则的调整和优化。
3. 解模糊化处理解模糊化处理是将模糊推理结果转化为精确控制量的过程。
本系统采用重心法进行解模糊化处理，将模糊推理结果转化为一个精确的控制量，用于驱动伺服电机进行精确的速度控制。
四、系统实现1. 硬件实现本系统的硬件部分主要包括伺服电机、驱动器、传感器等。
其中，伺服电机选用高性能的永磁同步电机，驱动器采用先进的数字驱动技术，传感器则选用高精度的速度传感器。
在实际应用中，还需根据实际需求进行硬件的选型和配置。
一种高精度数控直流电流源的设计与实现
技术创新中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动化）２００８年第２４卷第２－１期电源技术一种高精度数控直流电流源的设计与实现ＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆａＨｉｇｈ－ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＮｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌＣｕｒｒｅｎｔＳｏｕｒｃｅ（重庆工商大学）陈明杰王向乔蔡忠见ＣＨＥＮＭＩＮＧＪＩＥＷＡＮＧＸＩＡＮＧＱＩＡＯＣＡＩＺＨＯＮＧＪＩＡＮ摘要：采用自行设计制作的高精度电压源，利用单片机、Ｄ／Ａ转换器、运算放大器等器件来控制场效应管导通状态的原理，达到了输出恒流的目的。
整个系统采用８９Ｃ５２单片机作为主控部件，实现了电流可预置、可步进调整、输出的电流信号可直接数字显示的功能。
采用硬件闭环、软件闭环、软件实时积分、实时滤波的方法，锁定输出电流，从而实现了高精度恒流源的目的。
软件对相应数据进行数据分段查值补偿采样电阻的温度变化，段间采用线性插值补偿的方法，进一步提高了输出精度。
该电流源具有精度高、结构简单、工作稳定、操作方便、成本低廉、带负载能力强等优点。
关键词：电流源；电压源；单片机中图分类号：ＴＵ２８４．７７文献标识码：ＡＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｄｏｐｔｓｓｅｌｆ－ｄｅｓｉｇｎｅｄｈｉｇｈａｃｃｕｒａｔｅｖｏｌｔａｇｅｓｏｕｒｃｅ，ＭｉｃｒｏＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ（ＭＣＵ），Ｄ／Ａｃｏｎｖｅｒｔｅｒａｎｄａｍｐｌｉｆｉｅｒｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｏｎ－ｓｔａｔｅｏｆＰｏｗｅｒＭＯＳＦＥＴ，ｔｏａｔｔａｉｎｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔ．Ｆｉｎａｌｌｙａｃｈｉｅｖｅａｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅｂｙｌｏｃｋ－ｉｎｇｏｕｔｐｕｔｗｉｔｈｃｌｏｓｅｄｈａｒｄｗａｒｅｌｏｏｐ，ｃｌｏｓｅｄｓｏｆｔｗａｒｅｌｏｏｐ，ｓｏｆｔｗａｒｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ，ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｆｉｌｔｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅｒｏｌｅｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｉｓｔｏｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｒｉａｎｃｅｏｆｓａｍｐｌｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｂｙｄａｔａｓｅｇｍｅｎｔｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｌｉｎｅａｒｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎｃｏｍｐｅｎｓａ－ｔｉｏｎｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｉｎｔｅｒｓｅｇｍｅｎｔｓ，ｗｈｉｃｈｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｏｕｔｐｕｔｐｒｅｃｉｓｉｏｎｆｕｒｔｈｅｒ．Ｉｔｈａｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｎｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｓｉｍｐｌｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｔａｂｌｅ，ｅａｓｙｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｌｏｗｃｏｓｔａｎｄｌｏａｄｅｄｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｕｒｒｅｎｔｓｏｕｒｃｅ，ｖｏｌｔａｇｅｓｏｕｒｃｅ，ＭＣＵ文章编号：１００８－０５７０（２００８）０２－１－０１７８－０３１设计指标要求设计并制作数控直流电流源。
2017毕业论文-数控恒流源的设计
2017毕业论文-数控恒流源的设计2017毕业论文-数控恒流源的设计兰州工业高等专科学校毕业论文摘要恒流源,是一种能够向负载提供恒定电流的电源。
恒流源的应用范围非常广泛,并且在许多情况下是必不可少的。
本文设计了一种基于单片机控制的数控直流恒流源。
该恒流源以AT89S52为控制核心，采用了高共模抑制比低温漂的运算放大器OP07和达林顿管TIP122构成恒流源的主体，配以高精度采样电阻及12位D/A芯片MAX532、16位A/D芯片AD7715，完成了单片机对输出电流的实时检测和实时控制。
人机接口采用4×4键盘及LED数码管显示器，控制界面直观、简洁，具有良好的人机交互性能。
在软件设计上采用增量式PID控制算法，即数字控制器的输出只是控制量的增量。
该系统已基本达到预期的设计目标，具有功能强、性能可靠、体积小、电路简单的特点，可以应用于需要高稳定度的小功率恒流源的领域。
关键词：恒流源；AT89S52；PID控制算法；数字控制。
The abstract Constant current, is one kind can provide theconstant current to the load the power source.The constant current application scope is extremely widespread, and in many situations is essential.This article has designed one kind the numerical control cocurrent constant current which controls based on the monolithic integrated circuit. This constant current take AT89S52 as the control core, has used operational amplifier OP07 and Darington which Gao Gongmu the rejection ratio low temperature floats manages the TIP122 constitution constant current the main body, matches by the high accuracy sampling resistance and 12 D/A chip MAX532, 16 A/D chip AD7715, has completed the monolithic integrated circuit to the output current real-time examination and the real-time control. The man-machine connection uses 4×4 the keyboard and the LED nixietube monitor, the control interface is direct-viewing, is succinct, has the good man-machine interaction es the increase type PID control algorithm in the software design, namely the digital controller output only is controls the quantity the increase. This system had achieved basically the anticipated design goal, has the function strongly, the performance reliable, the volume small, the electric circuit simple characteristic, may apply in needs the high stability the low power constant current domain. Key word: Constant current;AT89S52; PID control algorithm; Numerical control. 目录第1章绪论5 第2章系统的总体设计6 2.1 设计指标要求6 2.2 总体方案的选取及系统6 2.2.1 方案一：6 2.2.2 方案二：7 第3章系统的硬件设计8 3.1 单片机的功能介绍8 3.1.1 主要功能特性：8 3.1.2 引脚功能说明8 3.1.3 时钟电路及复位电路11 3.2 恒流源基本设计原理与实现方法13 3.2.1 引起稳定电源输出不稳定的主要原因13 3.2.2 恒流源的基本设计原理14 3.2.3 系统电源设计15 3.3 A/D 模块选择16 3.3.1 AD7715简介16 3.3.2 硬件电路设计18 3.4 D/A 模块选择19 3.4.1 MAX532简介19 3.4.2 硬件电路设计21 3.5 键盘接口电路设计22 3.5.1 键盘工作方式23 3.5.2 接口电路设计23 3.5.3 按键抖动及消除24 3.6 显示器接口电路设计25 第4章系统的软件设计27 4.1 控制算法27 4.2 软件流程图29 4.2.1 主程序流程图29 4.2.2 键盘中断子程序30 4.2.3 显示中断子程序31 第5章总结33 致谢34 参考文献35 附录A 总电路图36 第1章绪论恒流源,是一种能向负载提供恒定电流之电路。
一种毫安级数控恒流源设计
影响恒流源输出电流准确度的误差主要有以下 4 个因素： 即电源输出电流低频噪声、负载变化、电网波动以及电流源 输出电流的漂移。结合到实际项目中的恒流源电路运用的环 境以及选用的 1 KΩ、5ppm 和万分之一精度的精密电阻等 元器件可以看出，负载变化和电网波动对输出电流变化的误 差影响较小，本文主要对电流源输出电流漂移引起的误差和 电源输出电流低频噪声引起的误差进行分析。
appraisement
行业曲线 industry
影响力
真实度
行业关联度
一种毫安级数控恒流源设计
在精密智能仪器和传感检测技术中，毫安级数控恒流源电路有着 广泛的应用。本文在分析了毫安级数控恒流源的电路结构、工作原理 基础上，给出了一个电路实例和其误差分析，指出了电路中存在的问 题和提出了改进措施。
恒流源作为输出恒定电流的电源，是电子研发，如计算
块项目中采用的恒流源电路进行了误差分析和存在的不足的
思考。
典型的毫安级数控恒流源及实例应用
恒流源电路的设计思路是基于闭环反馈设计，通过运算
放大器反馈、场效应管反馈、并联稳压器反馈、晶体管反馈
等形式来实现相关功能。
数控恒流源的结构框图如图 1 所示，确定当前需要的恒
流电流值，通过微处理器计算得出对应的电压值，并由 DA
61 万～ 200 万◎
图 3 PT100 恒流源电路
由 16 位高精度低温漂稳定性好的 8 路输出 AD5668 提供， AD5668 带有低温漂稳定精确的内部基准电压源，输出的最 大参考电压为 2V，输出电压经过滤波后输入 1/2AD8532 运 放的正输入端，经 AD8532 输出端输出，流过负载电阻 R（t 即 铂电阻）后经过采样电阻 R100 将回路电流转换成电压信号， 并反馈到 AD8532 的负输入端构成负反馈。
一种高精度恒流源的设计与分析
+
I BRs V r ef
+
Rs Zc
表 3 列出了 IC2 各项参数的典型值的极限值, 相应地, E各项的典型值和极限值列于表 4。
Table . 3 Parameters of IC2
paramet er V os
dV os dt
I os
dI os dt
IB
dIB dt
Zd
A
X
Zc
unit s
由式( 1) , 输出电流温度系数
dI L dt
=
5I L 5V r ef
dV ref dt
+
5I L 5V os
dV os dt
+
5I L 5Rs
dR s dt
+
5I L dI os 5I os d t
90
光学 精密工程
4卷
Table. 2 Simulation results of circuit perf ormance versus compensation parameters
cho sen zero frequency ( kHz) 10 15 20 30 40 50 60 70 80
T 1和 T 2、T 3和 T 4均要求特性匹配, 选用 R CA 的集成晶体管阵列 CA 3183, CA 3183内含五 个 N P N 管, 对管匹配0. 5 mV 和0. 8 LA 。R 4、R 5用于改善温度特性, Z1、Z2为反向串接稳压管, 用作 T 1的输入保护, 输出取自同相端。
R8 、C3是回路的稳定性补偿网络。 T 5取自 CA 3183内, R9 用于改善 T 5 的工作点, T 6 取国产高频大功率管3D A 122, 集电极最大 电流700 mA , 额定功耗5 W 。 采样电阻与基准电压同等重要, 选0. 1% 高精度电阻, 温度稳定性5 ppm/ ℃。 各电阻取值见表1。D1 、D 2、D3 为硅开关管1N 4148, C1、C2 均为0. 1 LF, Z1、Z2 击穿电 压4. 3 V。
数控恒流源的设计与实现
数控恒流源的设计与实现熊 建 (成都电子机械高等专科学校 四川 成都 610031)摘 要:恒流源在实际工程中是一种用途广泛的检测设备。
本设计基于AT89s51作为核心控制模块,通过D/A变换实现输出电流可调,采用精密运算放大器和达林顿管进行扩流,设计出了能精确输出20mA～2000mA数控可调直流恒流源。
关键词:AT89s51 恒流源 D/AAbstract:Const current s ource is a widely used detecti on facilities in engineering.This design is based AT89s51cli p as the core of contr ol,using D/A conversi on t o perfor m the trans2 fer of the out put current,adop ting p recise operati onal a mp lifier and Darlingt on transist or t o a m2 p lify the current.A t last W e designed the digital contr olled const current s ource with p recise out put fr om20mA t o2000mA.Key words:AT89s51 const s ource D/A中图分类号:T N710 恒流源是模拟系统中广泛使用的一种单元电路或测试平台,在实际工程中也有广泛的用途,是电导测量、开关电源、功放等场合不可替代的检测设备。
本文主要介绍了数控恒流源的硬件电路和软件设计,同时给出了系统测试结果,实现了在20mA～2000mA的电流范围内,电流恒定为1mA 的准确度。
1 硬件电路设计本系统的硬件部分主要包括三大部分:DA 和AD转换电路、恒流源电路和键盘电路。