摘要：规划一种依据嵌入式体系的定形机排气湿度监控体系。要点介绍了排气湿度的检测办法以及硬件体系的组成，运用了含糊PID算法，在ARM上完成了移植Linux体系和设备驱动，终究可以在触摸屏上实时显现排气湿度参数。经过研讨标明：该体系具有很好的稳定性，操控精度高，布疋后收拾质量好，节省动力，具有十分广泛的使用远景。
纺织印染职业中，织物的后收拾对产质量量的进步有着重要的影响，定形进程中适宜的内部湿度能使织物到达最佳的质量，一般依据不同布料大约操控在50%～70%之间，假如湿度操控欠好，会导致出产布料呈现严峻的质量问题，一起过烘会形成很多动力糟蹋。为了更好地完成工艺要求，经过监测排气湿度来操控定形机内部的水蒸气含量。现在，不少企业仍然在选用较为简略的手动调理办法，经过调理排气管上阀门的开度来操控内部的湿度。对此咱们规划了一套排气湿度监控体系，可以实时、在线地检测排气湿度，并加以操控，既能确保定形机的正常运转，又能最大地节省动力。本文经过选用参数自整定含糊PID操控的嵌入式体系对拉幅定形机的排气湿度进行实时检测与操控，使用专家的经历常识，模拟人的操控行为，完成一种专家式的非线性操控。
1 检测办法
织物在定形进程中会发生很多的水蒸气，一起也要带走很多热能，形成动力糟蹋。为了丈量排气中水分含量，在定形机排气口安装了二氧化锆(ZrO2)测湿传感器，经过检测气体中氧的份额从而得到水蒸气的含量，之后将收集到的湿度信号送入到处理器上钩算出排气电扇的最佳转速，到达废气最佳排湿量，以获得更好的节能作用。
排气湿度的预设值经过U盘读到嵌入式体系的数据库，依据不同织物关于定形机的工艺要求以及节能的指数，使用含糊PID算法求出排气风机的相应转速，体系的触摸屏可以显现出当时的排气湿度信息，一起对运转数据进行记载，以便后期对数据的进行剖析和使用。依据材料可知，在必定的排气湿度范围内，所耗费的本钱指数与织物的蒸腾才能存在某种特定的联系，排气湿度值为20%左右时，是本钱指数和蒸腾才能的平衡点。高于这个参数值时，对织物的蒸腾功率影响很小，可是所需本钱呈指数倍增加;尽管低于20%时，本钱能有用削减，但一起也影响了蒸腾功率，达不到所要求的织物所需质量。
2 嵌入式ARM硬件体系的规划及完成
定形机排气湿度监控体系，首要由测湿传感器、现场操控设备、履行电机3个部分组成。在体系中，以ARM芯片作为嵌入式微处理器，使用二氧化锆传感器收集湿度信息、触摸屏设置参数和显现定形机的排气湿度和现场时刻。规划选用三星公司的S3C2440作为主控芯片，该处理器选用ARM9203T内核，自带8路10位的ADC和触摸屏接口，一起集成了USB、UART、JTAG等接口，契合规划要求，彻底可以完成监控体系的功用。操控体系结构框图如图1所示。
操控体系对收集回来的数据进行实时存储和核算，可以操控排气扇的转速，以到达预期的操控作用。一起输出的排气湿度信息可以实时显现在触摸屏上，结合图形使用软件，可以绘成相关曲线。体系的数据存储部分选用U盘作为整个体系的存储前言，存储的数据可以为今后研讨供给最佳的操控曲线。
3 操控办法挑选
关于排气湿度这样具有滞后性、非线性、时变性的操控方针，理论研讨和工程实践都充沛证明了单纯选用PID操控和含糊操控都很难获得较好的操控作用。而选用Fuzzy_PID复合操控办法是一种最佳的解决计划。
惯例离散PID操控算法为
其间，k为采样序号，T为采样时刻。
在监控体系的规划中，选用了含糊自适应PID操控，完成了PID参数的在线自适应功用，进一步完善了PID操控的最佳功用，在实践使用中获得了较好地作用。含糊自适应PID操控器以排气湿度误差e和误差改变率ec为输入，经过含糊操控规矩对惯例PID调理器的P、I、D参数进行自整定，其操控结构框图如图2所示。
含糊PID操控器树立首要是依据专家经历进行含糊规矩的树立，含糊PID操控子程序流程图如图3所示。使用Matlab的Simulink模块对惯例PID算法和含糊PID算法进行比较剖析，初始湿度值设置为0%，方针湿度值设置为20%，最终得到的体系呼应曲线如图4所示。
经过MATLAB仿真试验剖析两种操控办法的作用比照来看，含糊自适应PID操控器具有超调量小、呼应时刻短，可是调理时刻改进不明显。含糊自适应PID操控器不只坚持了惯例PID操控体系原理简略、使用方便、鲁棒性较强、操控精度高级长处，并且具有含糊操控的灵活性、适应性强等长处。
4 软件体系规划及完成
软件体系规划首要包含Linux操作体系的装备、移植，ARM操控程序的规划，依据QT的人机交互界面规划，以及硬件驱动的规划和加载，因为最终要在ARM中完成，需求构建穿插编译环境。咱们采纳的计划是在Windows渠道下对QT使用程序进行开发，之后将程序源代码复制到Linux操作体系中，使用QT的跨渠道特性，对程序进行从头构建。QT使用程序使用多种进程间通讯的办法，完成调用操控程序的功用。软件体系总体规划框图如图5。
4.1 操作体系和驱动的移植
嵌入式Linux操作体系可移植、实时性强、一起适用于不同的硬件渠道，可以完成规划要求。体系需求多个设备驱动程序，包含ADC数据收集驱动、触摸屏驱动以及PWM驱动。操作体系内核移植的首要进程便是关于内核代码的正确修正，然后对内核进行装备以设置方针渠道和指定穿插编译器途径，最终进行编译，以生成内核映像文件。其间首要是对Linux的内核的装备，包含对支撑驱动的模块加载，支撑的S3C2440硬件渠道、网口、触摸屏、U盘等，以上Linux内核装备现已能根本满足本操控体系的要求，然后运转make dep，make clean，make zImage编译指令则可生成新的内核映像文件，拷贝到方针板上即可运转。
