嵌入式系统在机电控制中的运用

陈为　肖春芳　马轶男

信息化时代下，嵌入式系统和网络实施远程互动已成为主流趋势。基于机电控制整合嵌入式系统能够强化机电系统能，并可减小机电功耗与运行成本，具有众多优势。本文首先介绍嵌入式系统的内涵，然后剖析嵌入式系统的基本特点，最后探讨具体运用。

嵌入式系统利用应用价值充当根本出发点，在全面融合计算机技术条件下，大力改善系统功能，有效提升可靠性。近几年，嵌入式系统愈发普遍，将其应用到机电控制层面已成为主要研究方向。目前，嵌入式系统于机电控制过程的应用具有堅实的技术支撑，促进了硬件与软件平台的改进。嵌入式系统不仅可增强企业的综合竞争力，而且还可增加经济效益，对其进行研究探讨非常必要。

嵌入式系统的内涵

在常规意义上，嵌入式系统即利用计算机充当应用基础，把计算机整合到特定系统内。此系统软件与硬件能够裁剪，能够较好地应用在应用系统中，并对功能、稳定性和成本等提出了严格的要求。这是一个独特、别样的计算机系统，主要包含三个部分：其一，硬件环境，它是一个硬件平台；其二，嵌入式操作系统，它的主要功能是实现任务调控，不变形；其三，嵌入式应用程序。以操作系统为基础，利用操作系统内部的机制实现特定功能。

嵌入式系统的基本特点

近几年，科学家加大了在嵌入式系统方面的研究力度，探索热情持续升高，具体表现在下述两方面：一方面，芯片进程研制与推广应用可为企业创造可观的效益，这主要归因于信息技术的提高，完成了芯片接口统一化，更多的企业把重心放在芯片探索上，进而形成了一种企业激烈争夺经济利益的局面，并促进了电子技术的自身发展。另一方面，为减小生产成本，达成成本效益的合理配置，科学家将目光都投在了嵌入式系统上，它主要具有下述特点：

专用性强：嵌入式系统极具个性化，其软件与硬件系统的内部融合十分紧密，大部分情况下应移植硬件系统，虽然是归属一个品牌和系列，但也应参照系统硬件的实际情况合理修改，适当修正。另外，因任务不同，也需要适当调整系统，所下载程序编译应与系统紧密融合。

系统内核小：在大多数条件下，嵌入式系统均应用于小型电子装置内，对应系统资源非常有限，这是因为其内核和别的操作系统相比非常小。

系统简单：嵌入式系统与别的系统最显著的差别便是其应用软件与系统软件不存在明显的区分，为全面管控系统成本，并维护系统安全，通常嵌入式系统于功能设计与实现问题上并未提出复杂的要求。

实时性高：对于嵌入式系统，实时性高是其主要要求，为优化速度，软件一定要保证固态存储。另外，软件代码也应具备优良的特性。

具体运用

远程电机控制系统。现代网络技术蓬勃发展，整合嵌入式系统层面的最新成果，大大地提升了服务器的综合性能。目前，市场上存在的大部分生产设备均装设了通讯模块，并且是内嵌式的，能够连接互联网，进行网络访问。此技术的出现促进了嵌入式远程遥控，在最开始的阶段，旨在通过建立在DSP、MCU之上的嵌入式系统达成服务器功能，以此来简化PC服务器，这全面降低了系统的繁琐性，并在某种程度上还改进了系统体系，提升了运行功效，减小了成本投入，让系统能够随时与网络相连，促进复杂系统控制和处理。

若只从常规层面来说，借助DSP技术便能够顺利达成机器和网络之间的通信，辅以TCP/IP协议实现驱动牵引网络接口芯片这一目标，以此来在真正意义上实现网络和机电系统之间的互联，让机电系统内部嵌入式系统的基本功能得到完全发挥，实现系统互联网化。

建立在Stewart平台之上的伺服控制器。Stewart平台控制系统基本软件组成见图1。此系统利用AT9140800嵌入式处理器充当核心组成，其硬件包含存储器、编码器接口、DA接口、标准RS232接口和状态指示灯这几部分。利用uC/OS充当RTOS研制的专业软件，主要包含以下几部分：多线程系统、中断控制系统、资源管理系统、UART接口技术、ISA接口技术和ADRC算法处理工艺。前三者经由uC/OS完成，后三者为用户经由相对的编程软件来独立编写。原有机电控制系统主要应用非线性PID与模糊控制PID等来呈现PID应用范围复杂化。现阶段，市场流行一种引入了自抗扰技术的现代电机控制理念。它主要经由ADRC算法完成抗自扰化处理操作，并适当改进ADRC算法，通过变参思路实现模糊ADRC处理。经由对比分析发现，此控制器可全面管控期望信号，还可在短期内规避干扰信号的不良影响。

自从Linux系统问世后，对应驱动程序研制也开始着手，适宜的操作系统能够对外围设备进行支撑。当前的嵌入式系统研究主要定位在驱动程序探索内容上，并利用可移植突出作为标志。原有以Ⅵ等充当主体开发工具，以Linux文本编辑器为基本载体。当着手设备驱动程序研制时，需坚守下述的启动程序：硬件信息收集；访问方式落实，外围设备利用中断和查询等提前约定好的通讯方式完成主体软件访问工作。每一种方式均存在特定的应用情况；面向目标功能制定源代码，进而对驱动程序实施软件驱动处理；编写、翻译、调节、试验源代码程序；基于内核载入特定的驱动程序；驱动软件真正加载前，应严格检查应用软件。

嵌入式系统形成于不同的软件和硬件平台，当下嵌入式系统得到了广泛应用，其和机动控制一起发展。围绕嵌入式系统进行深入研究与全面开发具有巨大，可促进工业化发展，同时，还能为日常生活提供更大的便利。综合来说，嵌入式系统的不断应用，会促使嵌入式系统越来越趋于规范化和标准化。在未来发展过程，我们应坚守市场导向，有效把控市场动态。