整合GRAFCET虛擬機器的智慧型控制器開發平台

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：29

、訪客IP：18.117.183.150

姓名

謝欣蓓(Hsin-pei Hsieh) 查詢紙本館藏

畢業系所

資訊工程學系

論文名稱

整合GRAFCET虛擬機器的智慧型控制器開發平台
(Integrated GRAFCET Virtual Machine the Smart I/O Controller Development Platform)

相關論文

★ 分散式工業電子看板網路系統設計與實作	★ 設計與實作一個基於雙攝影機視覺系統的雙點觸控螢幕
★ 智慧型機器人的嵌入式計算平台	★ 一個即時移動物偵測與追蹤的嵌入式系統
★ 一個固態硬碟的多處理器架構與分散式控制演算法	★ 基於立體視覺手勢辨識的人機互動系統
★ 整合仿生智慧行為控制的機器人系統晶片設計	★ 嵌入式無線影像感測網路的設計與實作
★ 以雙核心處理器為基礎之車牌辨識系統	★ 基於立體視覺的連續三維手勢辨識
★ 微型、超低功耗無線感測網路控制器設計與硬體實作	★ 串流影像之即時人臉偵測、追蹤與辨識─嵌入式系統設計
★ 一個快速立體視覺系統的嵌入式硬體設計	★ 即時連續影像接合系統設計與實作
★ 基於雙核心平台的嵌入式步態辨識系統	★ Gigabit乙太網路的UDP/IP硬體加速器設計

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

至系統瀏覽論文 ( 永不開放)

摘要(中)

本論文設計了一個GRAFCET虛擬機器的嵌入式軟體架構，並將其實作於以ARM Cortex-M3為核心的微控制器。以此軟硬體為基礎，我們提出一個智慧型控制器雛型系統快速開發平台。智慧型控制器意指結合離散事件系統(DES)與連續時間系統(CTS)的混合型控制器。控制器使用GRAFCET圖形語言進行描述，透過DES/CTS形式化界面，可輕易結合連續時間控制器。為了提供開發者一個直覺、方便的開發環境，我們設計了一個GRAFCET編輯器，可將GRAFCET描述的智慧型控制器行為轉譯為虛擬機器可執行的參數表，並且立即執行。此一平台的優點在於開發者可免於使用硬體相依(hardware-dependant)的編譯器和程式設計語言，而採用圖形界面的高階行為描述，再自動生成智慧型控制器目標雛型系統(target prototyping)，以進行快速整合和驗證。論文最後，我們以機器人控制和溫控系統為例來驗證和展示我們的智慧型控制器平台確實具有快速雛型化系統開發的優勢。

摘要(英)

This paper designs the embedded system architecture of the GRAFCET virtual machine, and implements it with ARM Cortex-M3 microcontroller core. Base on this software and hardware, we propose a fast prototyping development platform for smart controller. The fast prototyping development platform for smart controller means it is a combination of DES and CTS hybrid controller. The controller uses GRAFCET graphic language to describe its high level behavior and we can easily combine CTS controller into the system through the DES/CTS formal interface. In order to provide the developer an intuitive and convenient development environment, we designed the GRAFCET editor. The smart controllers behavior which described by GRAFCET can be translated to the coding table that virtual machine can execute right away. The advantage of this platform is that the developers don’t need to use the hardware-dependent translator and programming language. Instead, they can use the graphic interfaced high-level behavior description and automatic generating the target prototyping system of the smart controller. It can achieve fast-integration and verification. In the end of the paper, we verify and demo our smart controller with the example of robot controlling and temperature controlling. It shows that the platform really has the advantage of fast-rapid prototyping system development.

關鍵字(中)

★ PLC
★ 智慧型控制器
★ GRAFCET

關鍵字(英)

★ PLC
★ Smart I/O controller
★ GRAFCET

論文目次

摘要 ....................................................................................................................................... ii
Abstract ................................................................................................................................ iii
誌謝 ...................................................................................................................................... iv
目錄 ...................................................................................................................................... iv
第一章緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 論文架構 3
第二章 DES/CTS混合型控制器 4
2.1 連續時間系統 4
2.2 模糊推論系統 6
2.3 離散事件系統 11
2.4 GRAFCET簡介 12
2.5 DES/CTS互動介面 16
第三章 GRAFCET虛擬機器設計 20
3.1 GRAFCET虛擬機器 20
3.2 GRAFCET敘述語言 30
3.3 視覺化GRAFCET編輯軟體設計 34
第四章智慧型控制器開發平台設計 38
4.1 SIOC硬體架構 38
4.2 DES控制器開發流程 39
4.3 整合模糊PID控制 41
第五章軟硬體整合驗證與應用 43
5.1 軟硬體開發環境 43
5.2 延遲計時器設計應用範例 46
5.3 自走車設計應用範例 54
5.4 溫控系統應用範例 57
5.5 結果與討論 61
第六章結論與未來方向 63
6.1 結論 63
6.2 未來方向 63
參考文獻 65

參考文獻

[1] [Online.] Docin website, “PLC流程圖法編程及實例”, “http://www.docin.com/p-61244435.html”
[2] [Online.] PDF,呂文斌, “機電整合控制-可程式控制器”, “http://www.me.cycu.edu.tw/uploads/107.pdf”
[3] 戴嘉宏, 2000, ” 結合連續時間與離散事件控制的混合式控制器設計與高階合成”, 私立義守電機工程所碩士論文
[4] 陳慶瀚, Sep. 2009, “GRAFCET離散事件建模”, MIAT實驗室講義
[5] 田維新, 2006, “基於Petri網的離散事件系統仿真模型及其應用研究”, 華中科技大學碩士論文
[6] [online.] MIBI lab website, “何謂Petri Nets“, “http://140.124.77.80/intro_Petri%20Nets.htm”
[7] [Online.] NIST website, “finite state machine”, “http://xlinux.nist.gov/dads/#F”
[8] 林昱成, Nov. 2009, “最佳控制理論於不確定時延動態系統之強健控制設計”, 國立中興大學電機工程學系所論文
[9] 陶永華, Apr. 1997, “新型PID控制及其應用-第一講 PID控制原理和自整定策略”, 工業儀表與自動化裝置期刊, Volume 4, No.273.
[10] 鄭偉凡、俞克維, “可變結構控制器於史都華平台之應用”, 國立高雄海洋科技大學輸機工程系論文
[11] 謝銘原、鄭建邦、謝人中, Aug. 2002, “整合式智慧型控制器之於非最小相位系統之設計與應用”, 行政院國家科學委員會專題研究計畫之成果報告書
[12] [Online.]香港理工大學工業中心網站, “1.2 PID控制的原理和特點”, “http://tds.ic.polyu.edu.hk/mtu/atm/pid/t1/p2.htm”
[13] 巫沛倉, Sep. 2006, “模糊理論簡介”, 私立義守大學工業工程系碩士班演講投影片
[14] 陳政宏, Jul. 2011, “自動控制系統的數學模型與系統轉移函數”, 國立嘉義大學生物機電工程系自動控制系統報告
[15] [Online.] Docin. Website, “古典控制理論和現代控制理論”, “http://www.docin.com/p-177563977.html”
[16] 蘇木春、張孝德, 2006, 機器學習：類神經網路、模糊系統以及基因演算法則, 全華科技圖書股份有限公司, 陳本源.
[17] 曾憲輝、簡進昇、鄭兆舜, May. 2001, “模糊晶片之應用”, 私立逢甲大學自動控制工程學系畢業專題報告
[18] [Online.] MBA lib website, “模糊控制理論”, “http://wiki.mbalib.com/zh-tw/%E6%A8%A1%E7%B3%8A%E6%8E%A7%E5%88%B6%E7%90%86%E8%AE%BA”
[19] 張耀仁、鍾少華, Jan. 2007, “以Competitive Learning分類之混合模糊建模”, 私立中原大學機械工程學系碩士論文
[20] 陳慶瀚, Sep. 2009, “MIAT系統設計與硬體高階合成方法論”, MIAT實驗室講義
[21] [Online.] Microsoft Office website, “建立IDEF0圖”, ”http://office.microsoft.com/zh-tw/visio-help/HP001208587.aspx”
[22] 呂明山、曾呂國, Jul. 2005 , “整合IDEF與派翠網路於物件導向製造控制系統的分析與設計”, 國立雲科大工業工程與管理系碩士論文
[23] 張林鵬、李好文, Mar. 2009, “PLC實現的PID控制器研究”, Journal of Yu-Lin University, Volume 19, no.2.
[24] 陳慶瀚, Dec. 2010, “智慧型IO控制器(SIOC)與應用系統開發”, MIAT實驗室講義
[25] [Online.] Morezman website, ”銅纜測試項目-傳輸延遲(Propagation Delay)”, ” http://wordpress.morezman.com/?tag=%E5%82%B3%E8%BC%B8%E5%BB%B6%E9%81%B2”
[26] [Online.] Logic robot cart website, “洛奇機器人”, “http://www.kelab.com.hk/newweb/SensorlogicCart/newROBOTCART/robotexternal.htm”
[27] [Online.] SONBest, 上海搜博實業公司, “數字溫濕度傳感器SHT 10”, http://www.dwn.com.tw
[28] [Online.] Wikipedia website, “FPGA”,“http://zh.wikipedia.org/wiki/FPGA”

指導教授

陳慶瀚(Ching-Han Chen)

審核日期

2011-7-27

推文