基于虚拟仪器开发技术的便携式拉压试验系统的设计与研究
这是一篇关于拉压试验系统,虚拟仪器,LabVIEW,步进电机,机电接口的论文, 主要内容为随着工业测试领域对非金属材料测试的需求不断提升和明确化,便携式(小型)拉压试验系统的发展呈现出加快的趋势。便携式拉压试验系统能在试验台上满足各种非金属材料试件测试试验的要求。所以对其设计与应用涉及到的各种技术进行研究和探索,对便携式拉压试验系统在我国的发展可以起到推动的作用。 随着电子技术、计算机技术和网络技术的发展及其在电子测量领域中的应用,新的测试仪器技术不断出现,虚拟仪器技术就是当今测试仪器的新技术和新概念。利用虚拟仪器技术在开发和扩展方面的优势,可以对便携式拉压试验系统的开发进行有效的探索。 虚拟仪器技术涉及到了电子测量技术各个方面,包括机电接口硬件和软件、系统软件。该课题以便携式拉压试验系统为对象,采用LabVIEw虚拟仪器设计软件,设计和分析了测试系统的传感器数据采集模块、步进电机细分驱动模块、底层机电接口软件和虚拟测试系统软件,并对部分机电接口和步进电机驱动模块进行了仿真测试。
固晶原型控制系统的设计与开发
这是一篇关于固晶控制系统,电子装备,运动控制,步进电机,电磁阀的论文, 主要内容为在电子装备制造业中,我国的电子装备总体水平比发达国家落后,面对这种形势,国家科技部设立了“十五”863重大专项,提出以关键设备为战略目标,实现我国电子装备技术和产业的跨越式发展。本论文开发固晶控制系统就是为了实现这类电子装备的国产化。 本论文主要对固晶控制系统进行硬件总体设计和软件开发,并对固晶系统运动控制模块和气动控制模块进行详细的硬件开发和软件开发。 本固晶控制系统是由运动控制、气动控制与视觉传感器等组成,硬件的总体设计是基于PCI总线的图像采集卡、基于ISA总线的步进电机控制卡和基于PCI总线的数字I/O卡的物理模型与计算机间的电路连接,软件的总体设计主要提出模块化设计以及模块之间数据通讯方式等。 固晶系统运动控制模块从硬件和软件两方面进行开发。硬件开发主要是利用基于ISA总线的步进电机控制卡与计算机间的电路连接来实现固晶系统的位置控制,由计算机通过PCL839电机驱动卡,向步进电机驱动器发送脉冲指令,包括脉冲的频率和个数,并将控制电机正反转的数据传递到步进电机驱动相应的输入通道,带动步进电机以一定的频率、次数、方向进行转动,实现固晶系统要求的位置控制。软件开发主要包括晶片工作台的控制、PCB板工作台控制,固晶头固晶臂控制,点胶头、点胶臂控制,固晶连续控制,固晶单步测试等。 固晶系统气动控制模块是从硬件和软件两方面进行开发。硬件开发主要是利用基于PCI总线的数字I/O卡与计算机间的电路连接来实现固晶系统的抓取控制,由计算机通过PCI7432数字I/O卡控制电磁阀的开合,从而对气路进行换向,实现在不同位置时吸嘴与吸膜不同的状态。软件开发主要包括吸嘴、吸膜独立的状态测试,气路中电磁阀的控制,气路连续控制,以及气路的位置参数设置的设计。 通过以上固晶控制系统的开发,搭建的固晶控制系统可实现预定的取晶,定位,放置顺序控制。
固晶原型控制系统的设计与开发
这是一篇关于固晶控制系统,电子装备,运动控制,步进电机,电磁阀的论文, 主要内容为在电子装备制造业中,我国的电子装备总体水平比发达国家落后,面对这种形势,国家科技部设立了“十五”863重大专项,提出以关键设备为战略目标,实现我国电子装备技术和产业的跨越式发展。本论文开发固晶控制系统就是为了实现这类电子装备的国产化。 本论文主要对固晶控制系统进行硬件总体设计和软件开发,并对固晶系统运动控制模块和气动控制模块进行详细的硬件开发和软件开发。 本固晶控制系统是由运动控制、气动控制与视觉传感器等组成,硬件的总体设计是基于PCI总线的图像采集卡、基于ISA总线的步进电机控制卡和基于PCI总线的数字I/O卡的物理模型与计算机间的电路连接,软件的总体设计主要提出模块化设计以及模块之间数据通讯方式等。 固晶系统运动控制模块从硬件和软件两方面进行开发。硬件开发主要是利用基于ISA总线的步进电机控制卡与计算机间的电路连接来实现固晶系统的位置控制,由计算机通过PCL839电机驱动卡,向步进电机驱动器发送脉冲指令,包括脉冲的频率和个数,并将控制电机正反转的数据传递到步进电机驱动相应的输入通道,带动步进电机以一定的频率、次数、方向进行转动,实现固晶系统要求的位置控制。软件开发主要包括晶片工作台的控制、PCB板工作台控制,固晶头固晶臂控制,点胶头、点胶臂控制,固晶连续控制,固晶单步测试等。 固晶系统气动控制模块是从硬件和软件两方面进行开发。硬件开发主要是利用基于PCI总线的数字I/O卡与计算机间的电路连接来实现固晶系统的抓取控制,由计算机通过PCI7432数字I/O卡控制电磁阀的开合,从而对气路进行换向,实现在不同位置时吸嘴与吸膜不同的状态。软件开发主要包括吸嘴、吸膜独立的状态测试,气路中电磁阀的控制,气路连续控制,以及气路的位置参数设置的设计。 通过以上固晶控制系统的开发,搭建的固晶控制系统可实现预定的取晶,定位,放置顺序控制。
基于视觉系统的板球控制装置的设计与开发
这是一篇关于板球装置,模糊控制,图像处理,仿真,步进电机的论文, 主要内容为《基于视觉系统的板球控制装置的设计与开发》是控制理论与系统实验室承接的学校985课题项目之一。旨在设计与开发基于计算机视觉的板球控制系统,为本科同学开设控制理论实践课程搭建一个试验平台。本论文主要是介绍硬件设计、软件开发的过程以及后续的试验过程,针对板球控制系统,设计了模糊控制器,在Matlab环境下进行仿真,并将试验结果应用到我们实际搭建的硬件平台进行试验和改进。 板球控制系统是一个比较复杂的,具有非线性的不稳定机械系统。实现物理系统控制的稳定性,目前在国内还是一个空白。论文主要内容是介绍整个试验平台的搭建过程,分为硬件设计和软件开发两个方面。硬件设计方面设计包括机械整体外形,开关,电源放置,摄像头架设,采用基于PCI总线的图像采集卡和基于ISA总线的步进电机控制卡以及物理模型与计算机间的电路连接;软件开发部分,包括图像实时处理软件,电机控制驱动设计以及友好的用户接口界面。具体过程描述如下:小球在板子上自由滚动,通过摄像头采集小球位置,存入计算机内存,通过程序读取内存中小球与板的图像数据,分析获取小球位置偏差和偏差变化率,传送到模糊控制器,进行模糊化处理,模糊控制器根据所设计的控制规则进行模糊推理运算,在解模糊运算后,输出的精确数据通过PCL839电机驱动卡,向步进电机驱动器发送脉冲指令,包括脉冲的频率和个数,并将控制正反转的数据传递到步进电机驱动相应的输入通道,从而带动步进电机以一定的频率、次数、方向进行转动,进而带动小板绕两根对称轴转动,使小球在小板上滚动。 考虑到小球非线性特性,在试验过程中,在试验平台搭建的同时,我们主要通过模糊控制方法,对板球系统进行研究。基于板球系统,创新的设计了PD模糊控制器,在Matlab/Simulink环境下进行仿真,表现出了较好的动态和静态特性,为实际物理模型的控制奠定了基础。在理论仿真的基础上,针对实际物理系统进行调试开发,实现小球的稳定性控制。
空间指向机构驱动控制研究与设计
这是一篇关于推力器矢量调节装置,步进电机,驱动控制,现场可编程逻辑门阵列的论文, 主要内容为近年来,随着航空航天技术发展以及空间探测研究的深入,空间指向机构的应用及其广泛,并已成为航空航天领域的一个重要发展方向。其中,电推进矢量调节装置是空间指向机构之一。卫星在执行近地轨道或者深空探测任务时,需要推力器与其指向机构两者的配合改变卫星轨道参数或者卫星姿态保持等模式。此外,性能优异的指向机构可以提升卫星执行任务的效率以及降低星上能源的消耗。因此,推进器指向机构的研究不可或缺。早期研究中,卫星推进器指向机构存在小角度转动或者单自由度调节方式需要通过安装多个装置实现卫星的变轨或姿态保持功能,这样导致卫星总重量增加并且不符合现代航天器的空间机构设计标准。与此同时,采用开环细分的驱动控制模式并不适合长期工作中,指向机构的稳定性和可靠性受到影响,容易造成机构的指向精度下降。为减轻卫星总重量以及增加指向调节范围,通过对两自由度的指向机构的驱动控制研究与设计,以及采用闭环控制优化系统指向精度。本论文的研究内容主要有以下几个方面:空间指向机构高精度位置驱动控制系统设计。针对高精度空间指向机构设计指标要求,提出总体设计方案,以及推力器矢量调节装置的工作模式进行研究与分析,利用MATLAB/Simulink搭建空间指向机构单轴定位模式驱动控制系统仿真模型,验证此次驱动控制系统参数性能在理论设计上的的合理性以及准确性。空间指向机构驱动系统硬件电路设计。确定相关元器件的选型,并以FPGA芯片A3PE15000为主控制器,根据系统的需求设计电机驱动电路、电流监测电路和位置传感器电路。空间指向机构驱动系统软件设计。指向机构闭环驱动控制软件系统由FPGA实现,根据系统设计指标制定了FPGA软件系统的总体架构,充分利用FPGA并行计算的优点,对系统进行优化,减少FPGA资源的消耗。实验结果与分析。对所设计的空间指向机构驱动控制系统进行试验与分析。根据系统实际指标验证所设计的驱动控制系统的可靠性与可行性。
数控逐格拍摄系统设计与开发
这是一篇关于逐格摄影法,机械设计,单片机,步进电机的论文, 主要内容为逐格画面拍摄技术在自然和野生动物影片拍摄中被广泛的使用,而逐格摄影设备是拍摄精彩的逐格画面的关键。目前,用于拍摄逐格画面的摄影设备有逐格摄像机和数码相机,使用逐格摄像机配以专门的配件能实现固定逐格画面、直线逐格画面、旋转逐格画面的拍摄,但是拍摄成本高；使用数码相机拍摄逐格画面,拍摄成本低,但是只能实现固定逐格画面的拍摄,因此,本文针对上述问题设计开发了一种基于单片机控制的机电产品——数控逐格拍摄系统。 首先,本文通过对逐格拍摄的原理方法和逐格摄影设备不足之处的分析,提出了对新系统的设计要求,并在此基础上完成了基于单片机控制的系统总体方案设计；其次,对系统的机械部分设计作了详细的介绍。传动系统采用基于同步带的线性驱动系统,实现了底层运动部件的运动并保证了需要的运动精度。随后,基于步进伺服驱动技术开发了单片机为主控制器的数控逐格拍摄控制系统,对其中主要模块的电路进行详细的设计。最后,给出了本系统软件控制的开发流程。通过单片机及配套电路和程序,实现对系统底层运动部件——步进电机和整个系统管理功能的控制,并搭建了良好的人机对话界面。 通过对样机的实验表明,研制的数控逐格拍摄系统工作稳定、可靠,满足了功能设计要求和精度要求,实现了预期目标。
嵌入式OCT集成控制系统设计与开发
这是一篇关于光学相干层析成像,嵌入式设计,ARM9,高速DA,步进电机的论文, 主要内容为光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography，简称OCT)技术是一新近发展的高分辨率的生物医学成像手段，它基于低相干成像术，同时结合了共焦成像和外差探测方法的优点，能非侵入性地对活体内部的结构与生理功能进行可视化观察。OCT技术只需借助光这个媒介，不需要进行诸如生理切片等创伤手段来进行探测，故而无任何辐射危险以及没有任何创伤，远比之前的医学影像技术安全，能够胜任无损检测，被称之为“光学活检”。OCT技术不仅可以应用于活体组织的结构成像，还能在功能成像领域得到广泛应用，通过各种算法可以获得活体组织的各种组织特性，如多普勒流速、折射率、光谱特性等等。 OCT系统的目标是能够应用于临床，并产生理想的社会和经济效益。因此将OCT系统需要的各种信号发生模块和控制模块采用集成化、智能化、小型化的改进设计，即嵌入式的优化设计，是实现OCT成像系统低成本、小型化和仪器化的关键之一。本文在分析单模光纤型OCT系统原理和工作过程的基础上，提出了将快速扫描延迟线(RSOD)、位相调制器(Phase Modulator)、探测扫描控制信号以及扫描信号的放大滤波电路等，统一于以ARM9为核心的嵌入式光纤型OCT集成控制系统的设计思想。在这种设计思想下，快速扫描延迟线中振镜驱动三角波、DAQ卡同步方波、位相调制器中的高频锯齿波，采用高速DA和相应的逻辑电路产生；同样，探测扫描控制信号模块中的步进电机、位移控制台也由ARM9核心通过驱动芯片与电路直接控制；从而摒弃了由多个通用仪器组成的构建复杂、价格昂贵的分立式光纤型OCT系统结构，并且由于嵌入式Linux操作系统的引入，使得系统具有开发和成本低、可扩展性能好、实时控制功能强、稳定性好等特点。实验结果表明，该嵌入式光纤型OCT控制系统在扫描速度、扫描范围和成像分辨率等方面均能达到设计要求。
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