隨著我國加入WTO,我國逐漸成為世界縫制設備生產和銷售中心。在縫制設備行業占據極其重要地位的繡花機行業也因此而得到迅速發展,我國繡花機產量已占據全球繡花機產量的70%。但是,我國的繡花機行業在發展的過程中仍存在和面臨著很多問題。一方面是產品結構和產品質量,我國的繡花機主要以中低檔為主,在噪聲、刺繡質量、效率、產品壽命以及維護性等方面與國外先進機型存在較大差距;另一方面是技術實力和創新能力,作為繡花機全部技術核心的控制器,國內能開發的公司屈指可數,缺乏有效的競爭,且技術實力和創新能力無法與國際企業相抗衡。 針對上述情況,本文分析了繡花機的工作原理和當前主流繡花機的控制方式及特點,在研究室已完成的中低速平繡型工業繡花機課題的基礎上,設計了一種基于硬實時嵌入式操作系統WinCE5.0,以32位RISC架構ARM9處理器S3C2440A為主控芯片,以MAXII系列CPLDEPM1270為接口芯片的高速繡花機控制器。整個繡花機以高速,高質量為目標,以伺服電機作為主軸驅動,步進電機作為X/Y軸驅動,帶USB接口和Ethernet接口,預留特種繡接口,帶高分辨率彩色觸摸屏,功能豐富,操作方便。 本文分7章,第一章闡述了課題背景,繡花機發展現狀和關鍵技術;第二章從原理出發完成了需求分析,硬件和操作系統選型和項目規劃;第三章完成了總體硬件系統設計并重點介紹了驅動系統,CPLD單元,主控制板的設計和各種資源的分配;第四章在分析WinCE及其項目開發流程和環境構建的基礎上,完成了軟件的總體框架設計并介紹了相關設計要點。第五章主要是驅動程序和運動控制模塊并以步進電機驅動的開發為例介紹了流驅動的開發過程和相關的技術要點。第六章設計了一種自主的內部花樣格式并完成了相應的測試。最后一章是對本課題的總結和展望。 本文不僅從項目研究與開發和軟件工程的高度詳細探討了基丁ARM和WinCE5.0的繡花機控制器的整個開發過程,也具體的從硬件設計,資源配置,軟件編寫,驅動開發,運動控制和花樣處理等多個方面進行了深入的分析和研究。本課題的工作對于高速高檔繡花機的開發具有很好的參考價值和實踐意義,對于提升國內繡花機行業在高端市場與國外企業的競爭力,提升民族品牌價值,改變國內繡花機控制器被少數公司所壟斷,增加良性有效競爭有積極影響。
上傳時間: 2013-06-29
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電液位置伺服系統具有控制精度高、響應速度快、輸出功率大、信號處理靈活、易于實現各種參量反饋等優點,因此它已經遍及國民經濟和軍事工業的各個技術領域。近年來,對電液位置伺服系統的快速性、穩定性、準確性等控制性能提出了新的要求,作為電液位置伺服系統核心的控制器,起到更為關鍵的作用。 現階段,嵌入式微處理器以其小型、專用、便攜、高可靠的特點,已經在工業控制領域得到了廣泛的應用,如工業過程、遠程監控、智能儀器儀表、機器人控制、數控系統等,嵌入式微處理器嵌入實時操作系統,可以克服傳統的基于單片機控制系統功能不足和基于PC的控制系統非實時性的缺點,其性能、可靠性等都能滿足電液位置伺服系統控制的要求,在控制領域具有廣泛的應用前景。 本文以實驗室的電液位置伺服系統為研究對象,按照系統的控制要求,提出以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器對電液位置伺服系統進行控制的一種方案,設計了一種新型的基于ARM9(S3C2410)微處理器的電液位置伺服控制器。本系統控制器的開發設計中,在以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器基礎上,通過外部擴展,使得系統控制器具有豐富的硬件資源,開發了A/D轉換電路、D/A(PWM)轉換電路、伺服放大電路、串行接口等電路,同時為了使得控制器的程序代碼具有較強的可讀性、可維護性、可擴展性,使用了操作系統,通過比較選擇了uC/OS-Ⅱ實時內核,并成功移植到ARM9(S3C2410)微處理器中,并編寫了A/D、數字濾波、D/A(PWM)等軟件程序,通過編譯、調試、驗證,程序運行正常。在對電液位置伺服系統進行控制策略的選擇中,分別采用PID、滑模變結構、模糊自學習滑模三種控制策略進行仿真比較,得出采用模糊自學習滑模控制策略更有利于系統控制。
上傳時間: 2013-04-24
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由于永磁伺服電機具有轉子轉動慣量 小,響應速度快,效率高,功率密度高,電機體積小,消除電刷而減少噪音和維護等其他電機難以比擬的優點,在高性能位置伺服領域,尤其為伺服電機組成的伺服系統應用越來越廣泛。 永磁無刷電機有兩種形式:方波式和正弦波式。本文主要研究以pmsm 為伺服電機的伺服系統 目前實現永磁同步電動機的控制主要采用dsp、dsp+fpga和dsp+asic三種途徑。而前兩種方式實現位置控制編程量較大,美國國際整流器公司針對高性能交流伺服驅動要求,基于fpga技術開發出了完整的閉環電流控制和速度控制的伺服系統單片解決方案—irmck201。本文就是基于這種數字運動控制芯片,設計了dsp和irmck201的交流伺服控制系統。該系統具有性能優越,結構簡單,編程任務小,開發周期短等優點,對其他交流位置伺服控制系統也具有很好的推廣意義。
上傳時間: 2013-06-07
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目前,在伺服控制系統中,通常采用三相電壓型逆變器來驅動伺服電機。橋式電路中為避免同一橋臂開關器件的直通現象, 必須插入死區時間。死區時間和開關器件的非理想特性往往會造成輸出電壓、電流的畸變,從而造成電機轉矩的脈動,影響系統工作性能。因此,必須對電壓型逆變器中的死區效應進行補償。
上傳時間: 2013-04-24
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目前,織機向著高速化、智能化方向發展,無梭織機也越來越占主導地位,開發中高檔織機控制系統是當前紡織機械領域的重要課題。織機的電子送經和卷取控制系統是中高檔織機控制的關鍵技術之一,同時它也是無梭織機優越于有梭織機的重要特征之一,因此研究送經和卷取控制系統具有重要意義。 本文研究的內容是織機的送經和卷取控制系統,主要目的是保證織機在織造過程中紗線張力的動態穩定。主要工作如下: (1)在分析送經卷取系統原理和功能的基礎上,提出了一種用較低成本完成所需控制功能的解決方案——以ARM嵌入式處理器S3C44B0為中心構建硬件平臺,以嵌入式操作系統uClinux為基礎構建軟件平臺。 (2)利用嵌入式處理器S3C44B0豐富的硬件資源,對電子送經卷取控制系統進行硬件設計:包括以S3C44B0為核心的最小系統電路的設計、與上位機通訊接口電路的設計、經紗張力檢測與采樣電路的設計、伺服電機驅動接口電路的設計和編碼器接口電路的設計等. (3)利用嵌入式操作系統uClinux高實時、多任務等優點,對電子送經卷取控制系統進行軟件設計: ●在分析uClinux系統的特點和功能的基礎上,完成了在硬件電路板上的移植; ●在分析系統引導程序功能的基礎上,完成了Boot Loader的設計; ●完成了系統設備驅動程序的設計:包括串口驅動程序設計、A/D驅動程序的設計和IIC驅動程序的設計等; ●在對織機工藝了解的基礎上,以模塊化的思想完成了系統應用程序的設計:包括張力傳感器數據采集模塊、控制算法模塊和通訊模塊等; (4)詳細介紹了整個控制系統的調試過程。 本文設計的系統能使控制的經紗張力恒定,反應快速,控制精度高,很好地解決了開車痕等問題,能滿足中高檔織機的要求,具有實際應用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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電極壓力是電阻點焊的主要參數之一,電極壓力的恒定性、可調性對于保證焊點的質量是非常重要的,但是,目前生產中普遍使用的氣動焊槍,不具備調節電極壓力的功能。本文的目的就是研制一種新型的伺服驅動的懸掛式點焊槍,該焊槍能夠在焊接的過程中對電極壓力進行實時的調節,從而實現復雜的焊接循環,提高焊接質量。 焊槍采用伺服電機作為動力裝置,以滾珠絲杠為主要傳動機構,結構簡單緊湊,運動平穩靈活。壓力控制系統采用32位的ARM微處理器作為核心,與采用傳統的單片機相比,系統的工作頻率大幅提高,硬件功能更加強大,更適合電極壓力的實時控制。此外,在系統中移植了uC/OS-Ⅱ實時操作系統,并在此基礎上構建了一個分層次的、多任務的、消息機制的軟件系統,充分發揮了ARM的性能,提高了系統的穩定性和實時性。 利用伺服焊槍進行了焊接試驗,在焊接過程中,伺服電機工作在力矩模式下,采用開環的控制方式,利用電壓信號控制電極的壓力和速度,通過驅動器的反饋信號檢測電極的壓力和位置,使用I/O口控制焊接電源。 實驗結果證明,本課題研制的伺服焊槍的機械裝置的精度和響應速度均能夠滿足焊接的需要,而且可以實現快速漸進,低速爬行,電極輕接觸,快速預壓等功能,有助于延長電極壽命和提高焊接效率。而且,使用伺服焊槍進行了低碳鋼焊接試驗,采用馬鞍形的加壓方式,與恒定壓力條件相比,焊接中飛濺大幅減少,焊點強度和塑性增加,焊接質量有明顯提高。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著現代控制理論在機電技術領域的不斷發展,多電動機協調控制技術在機電控制系統中得到廣泛的應用,給嵌入式系統的數控應用提供了巨大機遇。傳統的伺服運動控制很難在處理大數據量、復雜算法時保證系統的靈活性和實時性。嵌入式系統是近年來發展起來的以應用為中心并且軟硬件可裁剪的實時系統,它的特點是高度自動化,響應速度快等,非常適合于要求實時的和多任務的場合。 本文以嵌入式數控系統為項目背景,研究設計了一種基于ARM和FPGA的嵌入式數控系統的方案。設計中,通過QuartusⅡ、ModelSim和Protel 99等電子設計自動化開發工具完成了一個高性能嵌入式軟硬件系統的設計及仿真驗證;采用了實用小巧的嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ,為應用系統的實時性提供了保證。該嵌入式數控系統滿足了用戶對應用系統實時性和快速處理的要求,具有較廣泛的應用前景。 通過本課題實踐表明,基于ARM和FPGA構建嵌入式數控系統的應用方案完全可行、合理,同傳統的人機交互系統設計相比,能大量地減輕研發任務,提高研發速度,能夠在短時間內得到控制性能優秀的數控系統。而μC/OS-Ⅱ實時操作系統的加入,使得系統很好地進行多任務處理,并保證了系統的實時性。
上傳時間: 2013-07-22
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伺服電機選型技術指南 1、機電領域中伺服電機的選擇原則現代機電行業中經常會碰到一些復雜的運動,這對電機的動力荷載有很大影響。伺服驅動裝置是許多機電系統的核心,因此,伺服電
上傳時間: 2013-06-14
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光斑質心檢測系統是APT精跟蹤伺服系統的關鍵技術之一,目前的光斑檢測系統大多是基于PC機的,存在著高速實時性、穩定性問題。在總結各種檢測算法的基礎上,本文提出了基于FPGA的圖像處理算法,實現了激光光斑中心的高速實時檢測。 文中主要采用3×3窗口模塊和自適應閾值模塊,先對CCD輸入數據進行處理,判斷光斑的范圍,然后再運用光斑的質心算法對光斑所占的像元進行運算,得出光斑位置的脫靶量,最后用VGA格式將圖像顯示在LCD上。本文達到了的3000幀/s的脫靶量幀速,精度為2urad的技術指標,實現了高速率、高精度的精跟蹤要求。
上傳時間: 2013-04-24
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·基于DSP2812無刷直流伺服電機控制系統的設計
上傳時間: 2013-07-02
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