Stewart平臺控制系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖1所示，系統(tǒng)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(tǒng)配以2MBSDRAM，1MB線性FlashROM用于存儲RTOS和應(yīng)用軟件。
(2) 編碼器接口：設(shè)計(jì)6路獨(dú)立編碼器接口，包括脈沖細(xì)分邏輯和辨向電路。
(3) DA接口：6路獨(dú)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(biāo)準(zhǔn)RS232接口：可以通過RS232接口接收主機(jī)的指令。
(5) 提供ISA總線接口：可以將本嵌入式系統(tǒng)插入PC的ISA槽中，通過ISA總線接收PC的指令，用于標(biāo)準(zhǔn)的工控模式。
(6) 各種狀態(tài)指示燈，指示系統(tǒng)的工作狀況和每個通道的工作狀態(tài)。
各接口的通訊格式全部采用帶校驗(yàn)的自定義格式。
4.2 系統(tǒng)軟件
該系統(tǒng)軟件是基于μC/OS為RTOS開發(fā)的專用軟件。主要包括以下幾部分：
(1) 多任務(wù)管理；(2) 內(nèi)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(jī)控制ADRC算法。
其中(1)、(2)、(3)由μC/OS實(shí)現(xiàn)(與接口有關(guān)的中斷服務(wù)程序需用戶編寫)，其余為用戶編程實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的各類電機(jī)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(jī)控制采用自抗擾控制ADRC(auto_disturbance rejector controller)算法。有關(guān)ADRC的詳細(xì)算法見參考文獻(xiàn)[5]。為了提高算法的效果，對原來ADRC算法進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，采用變參數(shù)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(shù)據(jù)類型。
在文件OS_CPU.H 中定義9個數(shù)據(jù)類型和一個堆棧寬度。
(2)用#define設(shè)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(shù)
更詳細(xì)的內(nèi)容請參見文獻(xiàn)[2]及訪問網(wǎng)站www.ucos-ii.com。由于μC/OS是源碼公開的免費(fèi)型RTOS,其上有許多成功的移植實(shí)例共享。
按照上述嵌入式軟硬件設(shè)計(jì)思想，我們設(shè)計(jì)了Stewart平臺專用伺服控制器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到圖2(a)、2(b)、2(c)曲線(通過編碼器信號獲得實(shí)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(nèi)消除干擾的影響。
5 結(jié)束語
嵌入式系統(tǒng)及其應(yīng)用已成為當(dāng)前研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)，采用嵌入式系統(tǒng)的機(jī)電控制系統(tǒng)較傳統(tǒng)控制系統(tǒng)在可靠性、體積、功耗、性價比等方面都具有明顯的優(yōu)勢，相信不久的將來嵌入式系統(tǒng)會廣泛應(yīng)用于各類機(jī)電控制中，并能取得更好的控制效果和更好的系統(tǒng)綜合性能.
