
Stewart平臺控制系統的硬件組成框圖如圖1所示,系統基于ATMEL公司的AT9140800嵌入式微處理器為核心。其它主要硬件部分有:
(1) 存儲器:系統配以2MBSDRAM,1MB線性FlashROM用于存儲RTOS和應用軟件。
(2) 編碼器接口:設計6路獨立編碼器接口,包括脈沖細分邏輯和辨向電路。
(3) DA接口:6路獨立的12位DA接口電路,其輸出的模擬量作為伺服放大器的輸入。
(4) 兩個標準RS232接口:可以通過RS232接口接收主機的指令。
(5) 提供ISA總線接口:可以將本嵌入式系統插入PC的ISA槽中,通過ISA總線接收PC的指令,用于標準的工控模式。
(6) 各種狀態指示燈,指示系統的工作狀況和每個通道的工作狀態。
各接口的通訊格式全部采用帶校驗的自定義格式。

4.2 系統軟件
該系統軟件是基于μC/OS為RTOS開發的專用軟件。主要包括以下幾部分:
(1) 多任務管理;(2) 內存資源管理;(3)中斷管理;(4)UART接口管理;(5) ISA接口管理;(6) 電機控制ADRC算法。
其中(1)、(2)、(3)由μC/OS實現(與接口有關的中斷服務程序需用戶編寫),其余為用戶編程實現。傳統的各類電機控制器中大多采用各種各樣的PID,如非線性PID,模糊PID等, 這里電機控制采用自抗擾控制ADRC(auto_disturbance rejector controller)算法。有關ADRC的詳細算法見參考文獻[5]。為了提高算法的效果,對原來ADRC算法進行了適當的改進,采用變參數思想,稱之為模糊ADRC。
4.3 μC/OS的移植軟件
μC/OS的移植工作主要包括:
(1)聲明10個數據類型。
在文件OS_CPU.H 中定義9個數據類型和一個堆棧寬度。
(2)用#define設置一個表示堆棧增長方向的常量OS_STK_GROWTH x 。
(3)用#define聲明三個宏。


(4)用C語言編寫六個簡單的函數


更詳細的內容請參見文獻[2]及訪問網站www.ucos-ii.com。由于μC/OS是源碼公開的免費型RTOS,其上有許多成功的移植實例共享。
按照上述嵌入式軟硬件設計思想,我們設計了Stewart平臺專用伺服控制器。實驗結果得到圖2(a)、2(b)、2(c)曲線(通過編碼器信號獲得實際的跟蹤效果),由圖2可見,控制器能很好地跟蹤期望信號,并能在很短的時間內消除干擾的影響。
5 結束語
嵌入式系統及其應用已成為當前研究和應用的熱點,采用嵌入式系統的機電控制系統較傳統控制系統在可靠性、體積、功耗、性價比等方面都具有明顯的優勢,相信不久的將來嵌入式系統會廣泛應用于各類機電控制中,并能取得更好的控制效果和更好的系統綜合性能.





