基于80C51的开关磁阻电机远程控制系统的研究

　　2．2 CAN节点电路设计

　　系统各节点采用89C51单片机作为微处理器，选用SJA1000作为CAN控制器，并使用CAN控制器接口芯片82C250。为进一步提高抗干扰能力，在两个CAN器件之间使用了由高速隔离器件6N137构成的隔离电路。CAN器件与微处理器的硬件连接图如图4所示。硬件电路中使用82C250的目的是为了增大通信距离，提高系统的瞬时抗干扰能力，保护总线。

　　3 CAN总线通信软件设计

　　远程控制系统软件设计包括初始化程序与通信主程序设计。CAN初始化只能在复位模式下进行，初始化主要包括工作方式的设置，波特率参数设置和中断允许寄存器IER的设置。作为软件设计核心部分的是RS-485CAN接口通信编程，其程序流程图如图5所示。

　　4 基于卡尔曼滤波器的SRD控制器设计

　　在SRD控制策略上，主要以线性模型为基础，结合传统PI或PID控制器。但是普通PID控制器的参数难以自动调整，由此构建的SRD系统难以获得理想的输出特性。对于SRD系统中存在过程及测量噪声，状态变量受到污染，可以利用卡尔曼滤波技术进行滤波，将卡尔曼滤波器与传统的PID相结合，可以使SRD系统控制效果得到明显改善。

　　4．1 卡尔曼滤波器原理

　　卡尔曼滤波是以最小均方差为准则的最佳线性估计，它根据前一个估计值xk-1和最近一个观测数据yk来估计信号的当前值，利用状态方程和递推方法进行估计。设向量非平稳状态序列xk和yk用下面的动态方程描述：

　　式中：ωk为过程噪声信号，vk为测量噪声信号卡尔曼滤波的递推算法为：

　　4．2 基于卡尔曼滤波器的PID控制结构与仿真

　　基于卡尔曼滤波器的PID控制系统的结构图如图6所示。