運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是機(jī)電一體化的核心部分，提高運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)水平對(duì)于提高我國的機(jī)電一體化技術(shù)具有至關(guān)重要的作用。運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展是制造自動(dòng)化前進(jìn)的旋律，是推動(dòng)新的產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)來說，最重要的是控制各個(gè)電機(jī)軸的運(yùn)動(dòng)，這是運(yùn)動(dòng)控制器接收并依照數(shù)控裝置的指令來控制各個(gè)電機(jī)軸運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的，數(shù)據(jù)加工中的定位控制精度、速度調(diào)節(jié)的性能等重要指標(biāo)都與運(yùn)動(dòng)控制器直接相關(guān)。目前對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的研究都集中在插入PC的NC控制器的研究上，而其核心部分就是對(duì)步進(jìn)、伺服電機(jī)進(jìn)行控制的運(yùn)動(dòng)控制卡的研究。對(duì)PC-NC來說，運(yùn)動(dòng)控制卡的性能很大程度上決定了整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的性能，而微電子和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用，使運(yùn)動(dòng)控制卡的性能得到了不斷改進(jìn)，集成度和可靠性大大提高。 本課題通過對(duì)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的深入研究，并針對(duì)國內(nèi)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的研究起步較晚的現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)前運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的具體需要，緊跟當(dāng)前運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)，吸收了數(shù)控技術(shù)和相關(guān)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的最新成果，提出了基于PCI和FPGA的方案，研制了一款比較新穎的、功能強(qiáng)大的、具有很大柔性的四軸多功能運(yùn)動(dòng)控制卡。 本課題的具體研究主要有以下幾方面： 首先，通過對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)等行業(yè)現(xiàn)狀的全面調(diào)研，和對(duì)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的深入學(xué)習(xí)，在比較了幾種常用的運(yùn)動(dòng)控制方案的基礎(chǔ)上，提出了基于FPGA的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)方案，并規(guī)劃了板卡的總體設(shè)計(jì)。 其次，根據(jù)總體設(shè)計(jì)，規(guī)劃了板卡的結(jié)構(gòu)，詳細(xì)劃分并實(shí)現(xiàn)了FPGA各部分的功能；利用光電隔離原理設(shè)計(jì)了數(shù)字輸入/輸出電路。 再次，利用FPGA的資源實(shí)現(xiàn)了PCI從設(shè)備接口，達(dá)到跟控制卡通信的目的，針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制中的一些具體問題，如運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、實(shí)時(shí)控制以及多軸聯(lián)動(dòng)等，在FPGA上設(shè)計(jì)了四軸運(yùn)動(dòng)控制電路，定義了各個(gè)寄存器的具體功能，設(shè)計(jì)了功能齊全的加／減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個(gè)功能各異的計(jì)數(shù)器電路等，自動(dòng)降速點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、A／B相編碼器倍頻計(jì)數(shù)電路等特殊功能。最后，進(jìn)行了本運(yùn)動(dòng)控制卡的測試，從測試和應(yīng)用結(jié)果來看，該卡達(dá)到預(yù)期的要求。
上傳時(shí)間： 2013-07-27
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數(shù)控系統(tǒng)在工礦領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)通過對(duì)數(shù)字化信息的處理和運(yùn)算，并轉(zhuǎn)化成脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，進(jìn)而控制數(shù)控機(jī)床動(dòng)作和零件加工。隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，我們可以設(shè)計(jì)規(guī)模更小，成本更低，功能更特定的嵌入式系統(tǒng)來完成傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)所完成的工作。 步進(jìn)電機(jī)以其精度高、控制靈活、定位準(zhǔn)確、起停迅速、工作可靠、能直接接受數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)，成為數(shù)控系統(tǒng)中的重要執(zhí)行部件。然而根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的特性，必須要采取適當(dāng)而有效的升降速控制策略，特別是在多電機(jī)連動(dòng)的系統(tǒng)中，對(duì)多個(gè)電機(jī)連動(dòng)的速度控制和脈沖分配也很值得研究。在本文中作者將介紹一種三軸連動(dòng)的速度控制和脈沖分配的優(yōu)化算法，以及其在基于FPGA和ARM配合的高速數(shù)控雕刻機(jī)控制系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)。 在本文中還可以看見，為了減小本系統(tǒng)中主控MCU的壓力，作者還將利用FPGA來設(shè)計(jì)一個(gè)針對(duì)多電機(jī)連動(dòng)的速度控制和脈沖分配優(yōu)化算法的外圍定制控制器。 最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，作者所提出的優(yōu)化算法及其在本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案，完全達(dá)到客戶所提出的高速數(shù)控雕刻機(jī)控制系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)性能指標(biāo)。
標(biāo)簽： FPGA 數(shù)控 步進(jìn)電機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-07-02
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在測井過程中，由于測井深度直接影響到其它測井信息的準(zhǔn)確性，所以精確的測井深度變得越來越重要。本文針對(duì)現(xiàn)有絞車系統(tǒng)的不足(CPU為單片機(jī)決定其精度不高、缺少完善的深度校正系統(tǒng)等)，首次將DSP與FPGA應(yīng)用到測井絞車系統(tǒng)中，充分利用FPGA硬件資源豐富、速度快及DSP軟件設(shè)計(jì)靈活的特點(diǎn)，使系統(tǒng)硬件、軟件結(jié)構(gòu)更加合理，功能得到增強(qiáng)，性價(jià)比進(jìn)一步提高，從而優(yōu)化了整個(gè)系統(tǒng)，為今后絞車設(shè)計(jì)提供了新的方法和途徑。 本文相對(duì)其它絞車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要特點(diǎn)有：設(shè)計(jì)了比較完善的深度校正模塊(深度脈沖校正、根據(jù)磁記號(hào)與磁定位信號(hào)的校正、由張力等原因引起的電纜形變的校正)。將打標(biāo)和測量一體化。設(shè)計(jì)了方便的通信接口(校正后的深度脈沖及DSP通過RS232與主測井儀的通信)。使用DSP作為CPU并且配合FPGA作預(yù)處理從而提高了測量深度的準(zhǔn)確性。電路采用了可編程邏輯器件，提高了電路工作的可靠性，減小了電路板面積。另外，本文在研究電纜絞車系統(tǒng)的同時(shí)，對(duì)測井的地面信號(hào)處理也進(jìn)行了初步的研究，主要是對(duì)趨膚效應(yīng)的校正做了初步的研究。 本文所完成的是一個(gè)完整的測量與打標(biāo)系統(tǒng)，通過室內(nèi)與現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，得出該系統(tǒng)具有高精度、高智能化等優(yōu)點(diǎn)。最后，本文對(duì)該系統(tǒng)的發(fā)展方向作了展望。
標(biāo)簽： FPGA DSP 絞車 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-07-08
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在機(jī)器人學(xué)的研究領(lǐng)域中，如何有效地提高機(jī)器人控制系統(tǒng)的控制性能始終是研究學(xué)者十分關(guān)注的一個(gè)重要內(nèi)容。在分析了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程和機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀后，本論文的主要目標(biāo)是針對(duì)四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人特有的機(jī)械結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型，建立一個(gè)新型全數(shù)字的基于DSP和FPGA的機(jī)器人位置伺服控制系統(tǒng)的軟、硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人的精確控制。 本論文從實(shí)際情況出發(fā)，首先分析了所研究的四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)，并對(duì)其抽象簡化得到了它的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型。在明確了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人精確位置伺服控制的控制原理后，我們對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)的諸多可行性方案進(jìn)行了充分論證，并最終決定采用了三級(jí)CPU控制的控制體系結(jié)構(gòu)：第一級(jí)CPU為上位計(jì)算機(jī)，它實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的系統(tǒng)管理、協(xié)調(diào)控制以及完成機(jī)器人實(shí)時(shí)軌跡規(guī)劃等控制算法的運(yùn)算；第二級(jí)CPU為高性能的DSP處理器，它輔之以具有高速并行處理能力的FPGA芯片，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人多個(gè)關(guān)節(jié)的高速并行驅(qū)動(dòng)；第三級(jí)CPU為交流伺服驅(qū)動(dòng)處理器，它實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人關(guān)節(jié)伺服電機(jī)的精確三閉環(huán)誤差驅(qū)動(dòng)控制，以及電機(jī)的故障診斷和自動(dòng)保護(hù)等功能。此外，我們采用比普通UART速度快得多的USB來實(shí)現(xiàn)上位計(jì)算機(jī)．與下位控制器之間的數(shù)據(jù)通信，這樣既保證了兩者之間連接方便，又有效的提高了控制系統(tǒng)的通信速度和可靠性。 機(jī)器人系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分：一是采用VC++實(shí)現(xiàn)的上位監(jiān)控軟件系統(tǒng)，它主要負(fù)責(zé)機(jī)器人實(shí)時(shí)軌跡規(guī)劃等控制算法的運(yùn)算，同時(shí)完成用戶與機(jī)器人系統(tǒng)之間的信息交互；二是采用C語言實(shí)現(xiàn)的下位DSP控制程序，它主要負(fù)責(zé)接收上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱發(fā)送的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)還能夠?qū)崟r(shí)的向上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱反饋機(jī)器人的當(dāng)前狀態(tài)信息。 研究開發(fā)出來的四關(guān)節(jié)實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人控制器具有控制實(shí)時(shí)性好、定位精度高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，它允許用戶通過上位控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的各種設(shè)定作業(yè)的控制，也可以讓用戶通過機(jī)器人控制箱現(xiàn)場對(duì)機(jī)器人進(jìn)行回零、示教等各項(xiàng)操作。
標(biāo)簽： FPGA DSP 實(shí)驗(yàn)室 機(jī)器人控制器
上傳時(shí)間： 2013-06-11
上傳用戶：edisonfather
通信領(lǐng)域的主導(dǎo)技術(shù)有兩種：用于內(nèi)部商業(yè)通信的局域網(wǎng)(LAN)中的以太網(wǎng)(Ethernet)和廣域網(wǎng)(WAN)中的SDH(SynchronousDigitalHierarchy)。因?yàn)樵赟DH網(wǎng)絡(luò)上不直接支持以太網(wǎng)，當(dāng)企業(yè)(客戶)間需要彼此通信或企業(yè)(客戶)內(nèi)需要將其總部與分部連至同一LAN網(wǎng)時(shí)互連問題便應(yīng)運(yùn)而生。 該研究課題的目的是研究在EoS(EthernetoverSDH)實(shí)現(xiàn)過程中存在的技術(shù)難題和協(xié)議實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性，提出一種簡單、快速、高效的協(xié)議實(shí)現(xiàn)方法。主要關(guān)注的是EoS系統(tǒng)中與協(xié)議幀映射相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，例如：自定義幀結(jié)構(gòu)、幀定位、全數(shù)字鎖相技術(shù)、流量控制技術(shù)等，最終完成EoS中這些關(guān)鍵技術(shù)模塊的設(shè)計(jì)。 該課題簡單分析EoS系統(tǒng)相關(guān)協(xié)議幀結(jié)構(gòu)及EoS系統(tǒng)的原理，闡述了FPGA技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法，重點(diǎn)在于利用業(yè)界最先進(jìn)的EDA工具實(shí)現(xiàn)EoS系統(tǒng)中幀映射技術(shù)。系統(tǒng)中采用一種簡化了的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方案，對(duì)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀直接進(jìn)行HDLC幀格式封裝，采用多通道的E1信道承載完整的HIDLC幀方式將HDLC幀映射到E1信道中，然后采用單通道承載多個(gè)完整的E1幀方式將E1映射到SDH信道中，從而把以太網(wǎng)幀有效地映射到SDH的負(fù)荷中，實(shí)現(xiàn)“透明的局域網(wǎng)服務(wù)”。這對(duì)在現(xiàn)有的SDH傳輸設(shè)備上承載以太網(wǎng)，開發(fā)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)的廣域連接設(shè)備，將會(huì)具有重要的意義。
標(biāo)簽： FPGA EoS 點(diǎn)對(duì)點(diǎn) 幀
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：bugtamor
工程機(jī)械監(jiān)控系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、無線通信技術(shù)以及衛(wèi)星定位技術(shù)對(duì)工程機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)、位置等進(jìn)行監(jiān)測，是一個(gè)既復(fù)雜又龐大的系統(tǒng)，涉及的領(lǐng)域廣，而且由于其工作環(huán)境的特殊性，對(duì)系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性要求特別高。現(xiàn)在隨著嵌入式技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，高可靠性、小型化、人性化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化將是其發(fā)展方向。 本文采用底層單元控制系統(tǒng)、車載監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)，對(duì)起重機(jī)底層安全控制單元進(jìn)行監(jiān)控。在底層單元中引入CAN總線，研究基于CAN總線協(xié)議的Hilon A協(xié)議實(shí)現(xiàn)底層各單元的通信。中間層以S3C2410和Linux為核心，融合嵌入式技術(shù)，開發(fā)Qt.Embedded界面，對(duì)實(shí)時(shí)采集起重機(jī)的吊重、風(fēng)速、仰角信號(hào)狀態(tài)參數(shù)，以及通過計(jì)算比較判斷是否發(fā)生異常的狀態(tài)進(jìn)行顯示。最后研究了GPRS網(wǎng)絡(luò)，完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程終端監(jiān)控的通訊。 文中詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的各部分硬件設(shè)計(jì)，結(jié)合硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了Linux操作系統(tǒng)的移植、引導(dǎo)加載程序BootLoader，構(gòu)建了根文件系統(tǒng)。結(jié)合Linux操作系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了CAN總線通信、GPRS通訊、PPP腳本撥號(hào)、Socket網(wǎng)絡(luò)編程、LCD幀緩沖顯示設(shè)備Framebuffer、觸摸屏、A/D轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)，并通過嵌入式圖形用戶Qt/Embedded在嵌入式Linux平臺(tái)上的移植，開發(fā)了友好的人機(jī)交互界面。
標(biāo)簽： ARMLinux 車載監(jiān)控
上傳時(shí)間： 2013-06-30
上傳用戶：康郎
嵌入式技術(shù)與GPRS、GPS的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了許多傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)終端通過遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行無線監(jiān)控，如車載GPS監(jiān)控系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)場環(huán)境信息監(jiān)控系統(tǒng)、航標(biāo)定位監(jiān)控系統(tǒng)等等。此類系統(tǒng)的終端具有以下特點(diǎn)：一是監(jiān)控終端自身是智能設(shè)備：二是監(jiān)控終端需要將GPS測量的位置報(bào)告給監(jiān)控中心；三是監(jiān)控終端本身無法通過網(wǎng)線接入互聯(lián)網(wǎng)而需要采用GPRS無線通信技術(shù)接入互聯(lián)網(wǎng)。 本論文主要研究GPS無線監(jiān)控系統(tǒng)中的無線監(jiān)控終端部分的理論與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。利用現(xiàn)有成熟的無線網(wǎng)GPRS通信技術(shù)，采用嵌入式處理器ARM的無線監(jiān)控終端，并給出軟硬件實(shí)現(xiàn)方案。系統(tǒng)主要完成GPS數(shù)據(jù)采集和GPRS無線數(shù)據(jù)收發(fā)，主要包括四個(gè)部分：第一，PPP撥號(hào)程序pppd和chat的移植；第二，撥號(hào)腳本的修改與配置；第三，多進(jìn)程技術(shù)實(shí)現(xiàn)GPS數(shù)據(jù)的串口讀取；第四，通過socket套接字編程實(shí)現(xiàn)監(jiān)控終端和監(jiān)控中心無線收發(fā)數(shù)據(jù)。 本設(shè)計(jì)是基于RedHatLinux9.0操作系統(tǒng)和立宇泰公司的ARMSYS2410開發(fā)平臺(tái)下完成的，軟件部分全部用Linux C語言實(shí)現(xiàn)。本文以理論聯(lián)系實(shí)際，給出了一個(gè)監(jiān)控終端的具體實(shí)現(xiàn)方案，并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用服務(wù)器監(jiān)控程序進(jìn)行完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與初步仿真實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)簽： ARMLinux GPRS GPS 監(jiān)控終端
上傳時(shí)間： 2013-07-06
上傳用戶：aappkkee
在測井過程中，由于測井深度直接影響到其它測井信息的準(zhǔn)確性，所以精確的測井深度變得越來越重要。本文針對(duì)現(xiàn)有絞車系統(tǒng)的不足(CPU為單片機(jī)決定其精度不高、缺少完善的深度校正系統(tǒng)等)，首次將DSP與FPGA應(yīng)用到測井絞車系統(tǒng)中，充分利用FPGA硬件資源豐富、速度快及DSP軟件設(shè)計(jì)靈活的特點(diǎn)，使系統(tǒng)硬件、軟件結(jié)構(gòu)更加合理，功能得到增強(qiáng)，性價(jià)比進(jìn)一步提高，從而優(yōu)化了整個(gè)系統(tǒng)，為今后絞車設(shè)計(jì)提供了新的方法和途徑。 本文相對(duì)其它絞車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要特點(diǎn)有：設(shè)計(jì)了比較完善的深度校正模塊(深度脈沖校正、根據(jù)磁記號(hào)與磁定位信號(hào)的校正、由張力等原因引起的電纜形變的校正)。將打標(biāo)和測量一體化。設(shè)計(jì)了方便的通信接口(校正后的深度脈沖及DSP通過RS232與主測井儀的通信)。使用DSP作為CPU并且配合FPGA作預(yù)處理從而提高了測量深度的準(zhǔn)確性。電路采用了可編程邏輯器件，提高了電路工作的可靠性，減小了電路板面積。另外，本文在研究電纜絞車系統(tǒng)的同時(shí)，對(duì)測井的地面信號(hào)處理也進(jìn)行了初步的研究，主要是對(duì)趨膚效應(yīng)的校正做了初步的研究。 本文所完成的是一個(gè)完整的測量與打標(biāo)系統(tǒng)，通過室內(nèi)與現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，得出該系統(tǒng)具有高精度、高智能化等優(yōu)點(diǎn)。最后，本文對(duì)該系統(tǒng)的發(fā)展方向作了展望。
標(biāo)簽： FPGA DSP 絞車 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間： 2013-05-18
上傳用戶：黃華強(qiáng)
超聲波電機(jī)(Ultrasonic motors，簡稱USM)是一種全新原理的直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，它利用壓電陶瓷逆壓電效應(yīng)激發(fā)的超聲振動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)力，通過定轉(zhuǎn)子間的摩擦力來驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。與傳統(tǒng)的電磁電機(jī)相比，它具有低速大轉(zhuǎn)矩、無電磁干擾、動(dòng)作響應(yīng)快、運(yùn)行無噪聲、無輸入自鎖等卓越特性，在非連續(xù)運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域比傳統(tǒng)的電磁電機(jī)性能優(yōu)越得多。超聲波電機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)、汽車專用電器、精密儀器儀表、辦公自動(dòng)化設(shè)備、智能機(jī)器人等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，近年來倍受科技界和工業(yè)界的重視，成為當(dāng)前機(jī)電控制領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。 本文主要以行波型超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)為研究對(duì)象，引入嵌入式系統(tǒng)理念，設(shè)計(jì)并制作了超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，并對(duì)超聲波電機(jī)的速度與定位控制做了深入的研究。本文主要研究內(nèi)容及成果如下： 介紹了超聲波電機(jī)的工作原理、特點(diǎn)及其應(yīng)用前景，總結(jié)了國內(nèi)外超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，以及今后我國超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展方向，明確了本文的研究內(nèi)容。 結(jié)合嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)及其開發(fā)方法，詳細(xì)介紹了超聲波電機(jī)嵌入式驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)過程，并總結(jié)了硬件、軟件的調(diào)試過程。最后，對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試和數(shù)據(jù)分析。 采用DDS技術(shù)解決超聲波電機(jī)所需要的高頻驅(qū)動(dòng)電源和數(shù)字控制的問題。本文設(shè)計(jì)的以ARM控制器為核心，頻率、相位、幅值均可調(diào)的雙通道信號(hào)發(fā)生器，具有頻率和相位差控制精度高的特點(diǎn)。 本文介紹了速度與位置的常用控制策略。設(shè)計(jì)并搭建了基于增量式PID的速度和基于模糊PID的位置控制系統(tǒng)。速度控制采用增量式PID調(diào)節(jié)，其控制策略簡單、易行，通過實(shí)驗(yàn)選擇合適的參數(shù)能適應(yīng)一般的控制精度要求。定位控制則采用模糊PID控制策略，該策略將模糊控制不需要精確的數(shù)學(xué)模型、收斂速度快的特點(diǎn)與PID簡單易行、能消除穩(wěn)態(tài)誤差的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，改善了模糊控制器穩(wěn)態(tài)性能，使電機(jī)定位控制精度達(dá)到0.0880。
上傳時(shí)間： 2013-07-16
上傳用戶：wdq1111
永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)是一種性能優(yōu)越、應(yīng)用前景廣闊的電動(dòng)機(jī),傳統(tǒng)的理論分析及設(shè)計(jì)方法已比較成熟,它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用,在很大程度上有賴于對(duì)控制策略的研究.該文提出了一套基于DSP的全數(shù)字無刷直流電動(dòng)機(jī)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)雙模控制系統(tǒng),將模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別引入到無刷直流電動(dòng)機(jī)的控制中來.充分利用模糊控制對(duì)參數(shù)變化不敏感,能夠提高系統(tǒng)的快速性的特點(diǎn),構(gòu)造適用于調(diào)節(jié)較大速度偏差的模糊調(diào)節(jié)器,加快系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度;由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)既具有非線性映射的能力,可逼近任何線性和非線性模型,又具有自學(xué)習(xí)、自收斂性,對(duì)被控對(duì)象無須精確建模,對(duì)參數(shù)變化有較強(qiáng)的魯棒性的特點(diǎn),構(gòu)造三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)器,來實(shí)現(xiàn)消除穩(wěn)態(tài)偏差的精確控制.以速度偏差率為判斷依據(jù),實(shí)現(xiàn)模糊和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種控制模式的切換,使系統(tǒng)在不同速度偏差段快速調(diào)整、平滑運(yùn)行.此外充分利用系統(tǒng)硬件構(gòu)成的特點(diǎn),采用適當(dāng)?shù)腜WM輸出切換策略,最大限度的抑制逆變橋換相死區(qū);通過換相瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩公式推導(dǎo)和分析,得出在換相過程中保持導(dǎo)通相功率器件為恒通,即令PWM輸出占空比D=1,來抑制定子電感對(duì)換相電流影響的控制策略.上述抑制換相死區(qū)和采用恒通電壓的控制方法,減小了換相引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng),使系統(tǒng)電流保持平滑、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大幅度減小、系統(tǒng)響應(yīng)更快、并具有較強(qiáng)的魯棒性和實(shí)時(shí)性.在這種設(shè)計(jì)下,系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)更精確的定位和更準(zhǔn)確的速度調(diào)節(jié),而且可以使無刷直流電動(dòng)機(jī)長期工作在低速、大轉(zhuǎn)矩、頻繁起動(dòng)的狀態(tài)下.該文選用TMS320LF2407作為微控制器,將系統(tǒng)的參數(shù)自調(diào)整模糊控制算法,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法以及PWM輸出,轉(zhuǎn)子位置、速度、相電流檢測計(jì)算等功能模塊編程存儲(chǔ)于DSP的E2PROM,實(shí)現(xiàn)了對(duì)無刷直流電動(dòng)機(jī)的全數(shù)字實(shí)時(shí)控制,并得到了良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的結(jié)果.
標(biāo)簽： DSP 無刷直流電動(dòng)機(jī) 雙模控制 轉(zhuǎn)矩
上傳時(shí)間： 2013-06-01
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