基于嵌入式技术的四轮驱动教育机器人设计

梁明亮１，赵　成２

（１．郑州铁路职业技术学院电子工程系，河南郑州　４５００５２；２．郑州航空工业管理学院电子通信工程系，河南郑州　４５００１５）

摘　要：针对高校创新教育教学和技能竞赛的需要，设计一种基于嵌入式技术的四轮驱动智能教育机器人。介绍了机器人的总体设计方案、硬件组成和软件编程。该系统采用嵌入式控制技术，以ＡＲＭ９系列Ｓ３Ｃ２４４０Ａ处理器为主控制器，ＡＶＲ单片机ＡＴｍｅｇａ１６Ｌ作为驱动电路控制器，采用Ｌｉｎｕｘ操作系统和基于ＰＩＤ算法的Ｃ语言编程。该教育机器人实现了自动寻迹、图像采集、无线通信、温度探测等功能，在全国机器人技能竞赛中取得了优异的成绩。

关键词：教育机器人；轮式驱动器；嵌入式；Ｓ３Ｃ２４４０Ａ；ＰＩＤ

中图分类号：ＴＰＴＰ２４２．３　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００２－

４９５６（２０１２）１１－００８２－０５Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａ　ｆｏｕｒ－ｗｈｅｅｌ　ｄｒｉｖｅ　ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　ｒｏｂｏｔ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｌｉａｎｇ　

Ｍｉｎｇｌｉａｎｇ１，Ｚｈａｏ　Ｃｈｅｎｇ２

（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　＆Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００５２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　＆Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇ

ｚｈｏｕ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　

Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５００１５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｎｅｅｄｓ　ｏｆ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｋｉｌｌｓ　ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ　ｉｎ　ｃｏｌｌｅｇｅｓ　ａｎｄ　ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ，ａｆｏｕｒ－ｗｈｅｅｌ　ｄｒｉｖｅ　ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　ｒｏｂｏｔ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ａ　ｒｏｂｏｔ　ｏｖｅｒ－ａｌｌ　ｄｅｓｉｇｎ，ｈａｒｄｗａｒｅ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｕｓｅｓ　ｔｈｅ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ　ｃｏｒｅｏｆ　ｍａｓｔｅｒ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｉｓ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　Ｓ３Ｃ２４４０Ａｂｅｌｏｎｇｉｎｇ　ｔｏ　ＡＲＭ９ｓｅｒｉｅｓ，ｔｈｅ　ＡＶＲ　ｍｉ－ｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ＡＴｍｅｇａ１６Ｌａｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｒｉｖｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈｅ　ｒｏｂｏｔ　ｕｓｅｓ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｌｉｎｕｘａｎｄ　Ｃ　ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ　ｌａｎｇｕａｇｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＰＩＤ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅ　ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　ｒｏｂｏｔ　ｈａｓ　ｒｅａｌｉｚｅｄ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｔｒａｃｉｎｇ，ｉｍ－ａｇｅ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｉｔ　ｈａｓ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｏｂｏｔｓ　ｓｋｉｌｌｓ　ｃｏｍｐ

ｅｔｉｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ．Ｋｅｙ　

ｗｏｒｄｓ：ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　ｒｏｂｏｔ；ｗｈｅｅｌ　ｄｒｉｖｅｒ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ；Ｓ３Ｃ２４４０Ａ；ＰＩＤ收稿日期：２０１２－０２－１７　修改日期：

２０１２－０９－１０基金项目：河南省教育厅科技攻关资助项目（２０１１Ｃ５１０００３）

；河南省科技攻关项目（０８２１０２２１００７５

）作者简介：梁明亮（１９７８—）

，男，湖南郴州，硕士，讲师，电子信息教研室主任，研究方向：嵌入式与机器人技术．

Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｍｌ８８８＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ

　　机器人是一种能够通过程序控制，

自主完成某类任务的机器系统，机器人在工业、军事、航天航空等领域应用广泛。教育机器人是指应用于学校创新教育教

学和科研服务的机器人［１］

。近年来，随着国家对大学

生创新能力培养的重视程度不断提高，以教育机器人

为平台的创新教学活动日益增多［

２］

。本文设计了一种基于嵌入式技术的四轮驱动的智能教育机器人，主控

制器采用ＡＲＭ９嵌入式系统和Ｌｉｎｕｘ操作系统［３］

，

驱动电路以ＡＶＲ单片机为核心，

通过串行通信方式接收ＡＲＭ９主控器的指令，控制机器人的速度和转向，实现寻迹、避障、标志物探测等功能，为高等学校机器人创新教育、技能竞赛和科研提供了较好的技术平台。

１　总体设计方案

教育机器人系统总体设计框图如图１所示，以嵌入式为主要控制技术。系统由Ｓ３Ｃ２４４０Ａ主控制器、ＡＶＲ单片机、

驱动电路模块、左右轮电机、红外传感器模块、测温及其他传感器模块、行走机构和电源等部分

组成［

４］

。主控制器以Ｓ３Ｃ２４４０Ａ嵌入式微处理器为核心，在机器人智能控制中起主导作用。红外传感器模块用于机器人寻迹，利用反射式红外线发射／接收一体管采

ＩＳＳＮ　

１００２－４９５６ＣＮ１１－２０３４／Ｔ　　　　　　　　　　　实　验　技　术　与　管　理Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　

ａｎｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　　　　　　第２９卷　第１１期　２０１２年１１月Ｖｏｌ．２９　Ｎｏ．１１　Ｎｏｖ．２０１２

图１　系统总体设计框图

集路面信息后，将寻迹信号传送给Ｓ３Ｃ２４４０Ａ处理器，通过嵌入式软件计算处理后，实现对黑线或白线的寻迹。ＣＭＯＳ摄像头用于图像的采集，其他传感器检测模块主要完成温度、距离、温度、光照的测量。

ＡＶＲ单片机ＡＴｍｅｇａ　１６Ｌ处理器控制驱动电路实现对电机的驱动和控制。行走机构采用四轮结构，包括车架和４个车轮。机器人车架上固定有Ｓ３Ｃ２４４０Ａ核心板、主控制器主板和驱动板三层电路板。机器人供电为直流１２Ｖ，采用锂电充电电池，共２组。

主控制器的控制软件基于ＡＲＭ９嵌入式开发环境，关键技术有Ｌｉｎｕｘ操作系统的移植及相关Ｃ应用程序的开发。机器人通过寻迹方式行驶到达各地形标志物，并通过摄像头、探测传感器对标志物进行拍照和物理量的探测，Ｓ３Ｃ２４４０Ａ进行图像和相关探测量分析、处理后，通过ＷｉＦｉ无线网卡向个人计算机发送温度、距离、光强等探测数据和标志物图像。

２　系统硬件设计

２．１　主控制器

主控制器分Ｓ３Ｃ２４４０Ａ核心电路板和主板两部分。核心板采用６层电路板设计，元件排列紧凑。核心板上设计有微处理器（Ｓ３Ｃ２４４０Ａ）、ＳＤＲＡＭ存储电路（ＨＹ５７Ｖ５６１６２０ＦＴＰ）、集成电路作为ＳＤＲＡＭ存储器、Ｎａｎｄ　Ｆｌａｓｈ、Ｎｏｒ　Ｆｌａｓｈ、１．２５Ｖ直流电源产生电路和复位电路等。

２．２　红外传感器模块

机器人轨迹控制的应用成果很多［５］，本系统使用反射式红外发射／接收一体管进行教育机器人的路面寻迹。利用红外线对不同颜色的反射能力不同的特性，采用红外线光电传感器采集寻迹信号。本系统中，颜色信号主要是黑、白两种情况。图２中给出了一组红外传感器电路（寻迹板设计有８组）。采用ＯＰＢ１０３５９型红外传感器，当传感器检测出信号后，经ＬＭ３３９电压比较器进行电压比较和整形后，转换为逻辑电平（高电平为３．３Ｖ），作为机器人运动时路面的探测信息输出，８路信号分别为ＶＯＵＴ１—ＶＯＵＴ８。８路寻迹信号通过ＪＰ１插座送到主控制器Ｓ３Ｃ２４４０Ａ的Ｉ／Ｏ口，经控制器处理后，输出指令控制机器人沿正常轨迹运动

。图２　寻迹电路图

３８

梁明亮，等：基于嵌入式技术的四轮驱动教育机器人设计２．３　ＣＭＯＳ摄像头接口

机器人的图像采集器件选用ＯｍｎｉＶｉｓｉｏｎ公司的ＣＭＯＳ图像传感器ＯＶ９６５０，直接与Ｓ３Ｃ２４４０Ａ芯片集成的Ｃａｍｅｒａ接口连接。ＯＶ９６５０像素１３０万，具有标准的ＳＣＣＢ（ｓｅｒｉａｌ　ｃａｍｅｒａ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｂｕｓ）接口，通过该接口可以设置输出图像像素的大小，输出ＹｃｂＣｒ顺序、色度等参数。

２．４　其他传感器模块

其他传感器模块主要用于机器人探测功能，包括测距、测温、测光等各种传感器电路。

测距采用了超声波测距法和ＰＳＤ测距法。超声测距采用时差法：即通过检测发射的超声波与其遇到障碍物后产生回波之间的时间差Δｔ，求出障碍物的距离ｄ＝ｖΔｔ／２，其中ｖ为超声波速度，ｖ＝（３３１．４＋Δｖ）ｍ／ｓ，Δｖ为与环境温度相关的换算值［６］。利用ＰＳＤ的位置传感特性和三角测量法，构成测距传感器。ＰＳＤ测距采用ＧＰ２Ｙ０Ａ２１ＹＫ传感器，其内置有红外ＬＥＤ和ＰＳＤ（ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｄｅｔｅｃｔｏｒ）检测器模块，可将传感器前面放置物体的距离变换为直流电压输出［７］。　　温度探测采用热电堆式（Ｔｈｅｒｍｏｐｉｌｅ）红外温度传感器进行［８］，型号为ＴＳ１１８－３。ＴＳ１１８－３变送的温度信号送给ＬＦ３４７运放芯片进行处理，经ＩＩＣ接口芯片ＡＤ７９５５输出标准ＩＩＣ信号，送到Ｓ３Ｃ２４４０Ａ进行处理。

此模块电路预留有万能电路板设计区，在完成对常规物理量的探测的基础上，技术人员可以根据教育机器人的具体任务增加传感检测电路，进行创新设计，以适应教育机器人在运行过程中的自主避障［９］、智能探测和创新拓展。

２．５　Ａｔｍｅｇａ１６Ｌ单片机系统与驱动电路

选用高性能、低功耗的８位嵌入式ＡＶＲ单片机Ａｔｍｅｇａ１６Ｌ为驱动电路的处理器。Ａｔｍｅｇａ１６Ｌ内核具有丰富的指令集，具有比普通的ＣＩＳＣ微控制器高至１０倍的数据吞吐率，内置４通道ＰＷＭ和８路１０位ＡＤＣ。Ａｔｍｅｇａ１６Ｌ与Ｓ３Ｃ２４４０Ａ的串行通信，实时接收Ｓ３Ｃ２４４０Ａ的指令，分析和算法处理后发出ＰＷＭ信号，输出给后面的电机驱动电路。电机驱动分左、右轮驱动，共４个动轮，图３为左轮电机驱动电路，其中Ｍ１、Ｍ２为左轮２个电机

。图３　电机驱动电路（左轮）图

　　直流电机是机器人行走的动力来源，对机器人速度的控制也就是对直流电机的控制。设计中采用直流减速电机，型号为Ｎａｍｉｋｉ　２２ＣＬ－３５０１ＰＧ。采用Ｌ２９８Ｎ作为直流电机驱动芯片，Ｌ２９８Ｎ是内含２个Ｈ

４

８

实　验　技　术　与　管　理桥的高电压大电流双全桥式驱动器。７４ＨＣ２４５起信号放大和缓冲作用，Ｌ２９８进行电流放大，Ａｔｍｅｇａ１６Ｌ通过调节两路ＰＷＭ信号的占空比实现电机的调速与转向。

Ｌ２９８的第１和１５脚单独引出，接电流采样电阻器，形成电流传感信号Ｉ１、Ｉ２，通过ＬＭ３５８运算放大器放大后产生ＡＤＭ１、ＡＤＭ２模拟电压信号，送到Ａｔ－ｍｅｇａ１６Ｌ中进行电流的测量和分析，便于更好控制电机的电流及速度。为保证Ｌ２９８Ｎ驱动芯片正常工作，在其与每个直流电机之间加入４支续流二极管（ＢＲ１、ＢＲ２），用以将电机中反向电动势产生的电流分流到地或电源正极，以免反向电动势对Ｌ２９８Ｎ产生损害。２．６　电源电路

采用２组锂充电电池供电，机器人运行时不需交流电源，每组锂电池的电压约１２Ｖ。＋５Ｖ、＋１２Ｖ电源都有２路，主控制器和电机驱动电路所需的电源是相互的。

３　系统软件设计

系统的软件设计主要包括ＡＲＭ９处理器Ｌｉｎｕｘ操作系统的移植、基于Ｌｉｎｕｘ操作系统的驱动程序和应用程序的开发、基于ＡＶＲ单片机的电机控制程序的设计等。

３．１　Ｌｉｎｕｘ的移植及驱动程序的开发

（１）ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ引导程序的配置和移植。主控制器采用ＡＲＭ９嵌入式系统，通过ＢｏｏｔｌＬｏａｄｅｒ完成对主控制器电路板上的Ｓ３Ｃ２４４０Ａ、ＳＤＲＡＭ、Ｆｌａｓｈ、串行口等进行初始化。当教育机器人启动时，先运行ＢｏｏｔＬｏａｄｅｒ，再运行操作系统内核，分配内存空间的映射，将机器人系统的软硬件环境带到一个合适的状态，正确完成硬件系统的初始化［１０］和ｌｉｎｕｘ的引导。

（２）ｌｉｎｕｘ内核和文件系统的裁剪、移植和下载。

（３）驱动程序的开发。驱动程序设计有ＣＭＯＳ摄像头驱动、ＡＤＣ驱动、ＩＩＣ驱动、用于寻迹的ＧＰＩＯ驱动等。通过驱动程序的ｆｉｌｅ＿ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ结构，编写上述设备的驱动程序。

３．２　无线网络通信协议的设计

教育机器人与ＰＣ机上位机的无线网络采用８０２．１１ｇ标准，无线接入点ＩＰ由网关确定，如确定机器人的ＩＰ地址为１９２．１６８．１．１０，并配置好网关。通信底层协议采用标准的ＴＣＰ／ＩＰ协议完成ＰＣ机上位机和机器人通信，其中ＰＣ机作为ＴＣＰ的服务器端，机器人作为ＴＣＰ的客户端。

机器人向上位机主要传输测量数据和图像。测量数据上传的格式：（数据长度）（数据物理类型）（任务号）（测量值）。数据长度指明后面的数据字节数，用１６进制表示；数据物理类型指明数据是采集何种物理量，如用０ｘ０１表示为温度，０ｘ０２表示为距离等；任务

号是机器人一次作业完成的测量数据任务顺序；测量值统一采用ＡＳＣＩＩ码表示。

图像上传请求的格式：（任务号）（图像特征）（图像点阵大小）（图像列数）（图像行数）。任务号是完成的图像数据上传任务顺序；图像特征是上传图像的颜色和形状，用１Ｂ的无符号１６进制数表示；图像点阵大小是上传图像的总的像素值，用无符号整数表示；图像列数是上传图像的列值，用无符号短整数表示；图像行数是上传图像的行值，用无符号短整数表示。图像数据的上传采用行列扫描方法，每一个像素用１６ｂｉｔ表示，采用ＲＧＢ５６５格式。

３．３　直流电机控制软件

主控制器Ｓ３Ｃ２４４０Ａ不直接驱动电机，由ＡＴ－ｍｅｇａ１６Ｌ单片机接收Ｓ３Ｃ２４４０Ａ串行通信命令和编码器信息实现对电机的驱动控制。采用ＡＶＲ单片机的Ｃ语言进行电机控制软件设计。ＡＴｍｅｇａ１６Ｌ输出脉冲宽度调制（ｐｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｈ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＰＷＭ）信号来改变电机的转速，电机的速度与ＰＷＭ占空比成比例，占空比越大，电机转得越快。

ＡＶＲ单片机在对直流电机的控制中，在采集电流反馈值和电机转速的基础上，采用了ＰＩＤ的控制算法，算式：

ｕ（ｔ）＝Ｋｐ×ｅ（ｔ）＋Ｋｉ∑ｅ（ｔ）＋

Ｋｄ［ｅ（ｔ）－ｅ（ｔ－１）］＋ｕ０（１）其中：Ｋ

ｐ

，Ｋ

ｉ

，Ｋ

ｄ

分别为调节器的比例、积分和微分系数，ｅ（ｔ）是ＰＩＤ算法的输入，ｕ（ｔ）是输出［１１］。

对电机速度的控制采用模糊ＰＩＤ控制［１２］，ＡＶＲ单片机程序根据测速系统反馈回来的左、右轮电机当前速度值和设定速度值进行比较，针对不同情况适当

地改变Ｋ

ｐ

，Ｋ

ｉ

，Ｋ

ｄ

参数，进而控制输出２组ＰＷＭ信号的占空比，实现调速和改变转向的作用，使系统始终处较好的工作状态，达到加速、减速灵敏以及稳定性好的目的。

教育机器人属于典型的时变、非线性、模型不确定复杂系统。将机器人行驶的道路归纳为直道、大弯道、“Ｓ”型小弯道３种类型。利用教育机器人在相同的路况下其特性基本不变，可分别确定这３种道路参数下的最佳ＰＩＤ参数。根据多次实验、测试和分析，相关

参数为：在直道上系统取Ｋ

ｐ＝３

，Ｋ

ｉ＝５

，Ｋ

ｄ＝０

，测试环境为一条长度为４ｍ的长直道；在大弯道上系统取Ｋｐ＝１０、Ｋｉ＝１、Ｋｄ＝１，弯道半径为７０～１４０ｃｍ的弧

线；在“Ｓ”型小弯道上系统取Ｋ

ｐ＝７

、Ｋ

ｉ＝４

、Ｋ

ｄ＝３

，测试环境为３个９０°圆弧构成的“Ｓ”型小弯道。

５

８

梁明亮，等：基于嵌入式技术的四轮驱动教育机器人设计４　结论

通过对系统的测试和实际运行，该教育机器人能通过寻迹方式行驶，运行稳定，在到达各地形标志物时，能对不同标志物进行温度、距离、光频率的测量，并通过无线网络向ＰＣ机发送数据或图像，ＰＣ机上位机上显示的温度、距离数据准确，标志物图片清晰。使用Ｓ３Ｃ２４４０Ａ嵌入式处理器和Ｌｉｎｕｘ操作系统增强了机器人的智能化水平，确保了对系统的运行速度和转向控制的精确性。该机器人平台在２０１１年全国机器人竞赛中控制准确、运行稳定，获得了全国一等奖的好成绩，系统各项功能的实现验证了软、硬件设计的可行性，该机器人平台的技术先进性和功能的可扩展性，也为后续进行机器人技术教学和开展大学科技创新实践活动提供了很好的技术平台。

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櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍櫍

３２－３４．

（上接第７７页）

７　结束语

风力发电综合实验系统是一套理论紧密结合实践的教学实验载体，针对目前缺少风电专业教学实验设备的情况下，我们研制了大型变桨距双馈异步变速恒频风力发电机组及配套电控设备为主体的综合实验系统，整体设计思路先进，功能完善，缩比设计仿真度高，不仅外型美观，现场感强，而且可以实现ＭＷ级风机的所有主要功能。该系统设计了“风力机模拟器”，在室内环境无法采用风能驱动的情况下实施仿真机组按照“风轮机”特性运行。实现双馈异步风力发电机的启动、并网、运行、停机等系统测量控制以及双馈风力机特性、偏航系统、变桨系统、双馈变流器、并网发电及电能质量、计算机监控等方面实验项目，实验内容丰富，覆盖面广。系统保护功能完善，可靠性较高，在机舱控制柜，模拟风力控制柜和机组控制柜均有紧急停机开关，总控台设有系统开关，遇到紧急情况可以立即停止全系统工作。监控网络构建先进、稳定，主干网络采用了先进的现场总线技术：ＰｒｏｆｉＢｕｓ＿ＤＰ，机组主控制器采用了ＭＷ级风机使用的高端主控制器。由于通信协议使用的广泛性和完全透明，加上监控软件采用通用组态软件设计，因此系统具有良好的开放性，可以作为教师科研实验平台。机组控制技术要求高，结构复杂。参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）

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６

８

实　验　技　术　与　管　理