基于80C51的開關(guān)磁阻電機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的研究

　　2．2 CAN節(jié)點(diǎn)電路設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)采用89C51單片機(jī)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(jìn)一步提高抗干擾能力，在兩個(gè)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(shí)抗干擾能力，保護(hù)總線。

　　3 CAN總線通信軟件設(shè)計(jì)

　　遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括初始化程序與通信主程序設(shè)計(jì)。CAN初始化只能在復(fù)位模式下進(jìn)行，初始化主要包括工作方式的設(shè)置，波特率參數(shù)設(shè)置和中斷允許寄存器IER的設(shè)置。作為軟件設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)

　　在SRD控制策略上，主要以線性模型為基礎(chǔ)，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(dòng)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(duì)于SRD系統(tǒng)中存在過程及測(cè)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(jìn)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(zhǔn)則的最佳線性估計(jì)，它根據(jù)前一個(gè)估計(jì)值xk-1和最近一個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)yk來估計(jì)信號(hào)的當(dāng)前值，利用狀態(tài)方程和遞推方法進(jìn)行估計(jì)。設(shè)向量非平穩(wěn)狀態(tài)序列xk和yk用下面的動(dòng)態(tài)方程描述：

　　式中：ωk為過程噪聲信號(hào)，vk為測(cè)量噪聲信號(hào)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。