基于DSP的多线切割机张力控制系统的设计与开发
这是一篇关于TMS320F2812,伺服电机,多轴速度同步,自适应滤波器的论文, 主要内容为随着集成电路和光伏产业的飞速发展,硅材料加工技术越来越受到重视,其中切割是硅材料加工的一道关键工序。多线切割是目前最先进的切片加工技术,张力控制是多线切割机系统的关键技术之一。自从DSP芯片诞生以来,DSP芯片得到了飞速的发展,现已成为电子工业领域发展最迅速的技术,在各行各业的应用越来越广泛。目前,DSP芯片的价格也越来越低,性能价格比日益提高,具有巨大的应用潜力。因此,设计与开发以DSP为核心的多线切割机张力控制系统,具有一定的理论和实际应用意义。 本文针对多线切割机走线系统和线张力的特点,以DSP芯片TMS320F2812作为核心处理器,进行了硬件与软件的设计与开发,实现对多线切割机线张力的控制。本文设计开发了DSP控制板用于控制系统走线,包括：加工辊、放线辊、收线辊三个伺服电机的转速控制,放线侧和收线侧两个浮动辊的伺服电机的转矩控制。DSP控制板采集张力、速度等传感器信号,并按控制策略进行数据处理,实时调整输出信号,对上述5个伺服电机实时控制。为了方便用户观测和操作,DSP控制板与触摸屏RS232通讯,进行参数的设定、数据显示与功能操作。同时为进一步提高张力的可视性效果,增强界面的绘图能力,DSP控制板与PC机USB通讯,将张力数据上传到上位机实时绘制张力曲线。本文设计的DSP控制板可以实现对多线切割机走线系统及线张力的运算嵌入式实时控制。 论文首先给出了总体设计方案,接着对系统的硬件设计和软件设计进行了详细的介绍。包括了DSP最小核心模块的开发、采样模块的开发、运动模块的开发和通信模块的开发。在完成了系统软硬件的设计之后,对多线切割机线张力的控制算法进行了研究。并且进行了数字控制器的研究与设计,采用了较为先进的自适应逆控制算法。
基于DSP的多线切割机张力控制系统的设计与开发
这是一篇关于TMS320F2812,伺服电机,多轴速度同步,自适应滤波器的论文, 主要内容为随着集成电路和光伏产业的飞速发展,硅材料加工技术越来越受到重视,其中切割是硅材料加工的一道关键工序。多线切割是目前最先进的切片加工技术,张力控制是多线切割机系统的关键技术之一。自从DSP芯片诞生以来,DSP芯片得到了飞速的发展,现已成为电子工业领域发展最迅速的技术,在各行各业的应用越来越广泛。目前,DSP芯片的价格也越来越低,性能价格比日益提高,具有巨大的应用潜力。因此,设计与开发以DSP为核心的多线切割机张力控制系统,具有一定的理论和实际应用意义。 本文针对多线切割机走线系统和线张力的特点,以DSP芯片TMS320F2812作为核心处理器,进行了硬件与软件的设计与开发,实现对多线切割机线张力的控制。本文设计开发了DSP控制板用于控制系统走线,包括：加工辊、放线辊、收线辊三个伺服电机的转速控制,放线侧和收线侧两个浮动辊的伺服电机的转矩控制。DSP控制板采集张力、速度等传感器信号,并按控制策略进行数据处理,实时调整输出信号,对上述5个伺服电机实时控制。为了方便用户观测和操作,DSP控制板与触摸屏RS232通讯,进行参数的设定、数据显示与功能操作。同时为进一步提高张力的可视性效果,增强界面的绘图能力,DSP控制板与PC机USB通讯,将张力数据上传到上位机实时绘制张力曲线。本文设计的DSP控制板可以实现对多线切割机走线系统及线张力的运算嵌入式实时控制。 论文首先给出了总体设计方案,接着对系统的硬件设计和软件设计进行了详细的介绍。包括了DSP最小核心模块的开发、采样模块的开发、运动模块的开发和通信模块的开发。在完成了系统软硬件的设计之后,对多线切割机线张力的控制算法进行了研究。并且进行了数字控制器的研究与设计,采用了较为先进的自适应逆控制算法。
基于DSP的蓝宝石定向仪控制系统设计与开发
这是一篇关于DSP,伺服电机,Bang-Bang控制,无超调控制的论文, 主要内容为蓝宝石晶体作为一种具有优异光学性能、机械性能和化学稳定性的功能材料,具有强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀等诸多优点,被广泛的应用于军事、航空航天、激光技术、高档日用品等领域。蓝宝石定向仪是蓝宝石晶体切割和加工设备中重要的定向专用设备,它是以X射线为手段,以布拉格方程为理论依据,对蓝宝石晶体进行分析的光机电一体化精密仪器。目前国内的蓝宝石定向仪设备普遍存在着自动化程度低,检测速度慢,可靠性差等缺点,因此开发研制一种新型的蓝宝石定向仪设备具有重要的实际应用意义。本文设计的蓝宝石定向仪控制系统将采用DSP为控制器,利用三台欧姆龙伺服电机带动X光检测装置及工作台运动,采用TEKMS系列激光测距仪检测X光探测器的位置,对升降伺服电机实现高精度的位置控制,触摸屏显示三台电机的运行状态和X光强度值的变化,用户可以通过触摸屏对系统的相关参数进行设置。本文的主要工作如下:(1)设计系统的总体结构方案。(2)设计系统的硬件结构,包括DSP最小核心模块,DSP外围电路,通讯电路,开关量输入输出电路等。(3)设计系统的软件程序,包括系统的主程序和触摸屏上位机程序。(4)本文主要以蓝宝石定向仪控制系统中的升降电机位置控制作为研究对象。对于升降电机的位置控制,将采用Bang-Bang控制与比例微分负反馈PID控制结合的变结构控制器。通过MATLAB仿真结果分析,该方法在实现一定误差范围内的无超调控制的同时又有着较快的响应速度,取得了良好的控制效果。
伺服电机平台开发与故障诊断方法研究
这是一篇关于伺服电机,故障诊断,硬件平台,卡尔曼滤波,区间观测器,神经网络的论文, 主要内容为在自动化设备高速发展的时代,越来越多的机械设备取代了人工操作。其中,伺服电机作为多轴运动控制系统的执行器起到了至关重要的作用。当伺服电机运行环境恶劣或干扰较多时,可能会使其各部件出现不同种类的故障,严重时可能导致整个系统功能瘫痪与损毁,造成不可挽回的损失。所以,对于伺服电机进行实时故障诊断工作的重要性不言而喻。本文基于伺服电机运动控制系统,开发了一套实时在线状态监测平台,同时进行故障诊断方法研究,并将算法嵌入到平台中。本文的主要工作如下:首先,对国内外伺服电机故障诊断技术及其故障诊断平台的现状做出分析与总结。在阐述目前针对伺服电机常用的故障诊断方法的同时,从现有故障诊断平台的系统结构出发,对平台的运行方式、功能设计及其搭载的故障诊断方法做出了详细地分析,总结了现有伺服电机故障诊断方法与诊断平台的局限。针对现有平台的不足,提出了在线的实时伺服电机故障诊断平台的开发。从系统的功能需求出发,设计平台总体结构并完成了电机及其伺服系统的选型与搭建。根据平台总体结构与功能需求,完成了下位机控制系统、上位机人机交互系统与故障诊断工具箱的设计,对其模块组成、功能需求及设计实现进行解释说明,实现了实时的数据交互与在线故障诊断功能,完成了对于电机的运动控制、状态监控、故障诊断过程及结果的可视化。在完成平台的开发工作后,针对伺服电机平台故障诊断功能的需求,选择基于模型的故障诊断方法。根据不同的应用条件,提出了基于Kalman滤波、区间观测器以及神经网络的故障诊断方法,对每种方法的故障诊断原理以及算法的设计过程进行了详细的推导与说明。最后,在完成参数设计的基础上说明了三种方法在上位机故障诊断工具箱中的工作流程,完成了其在C++程序运行环境下的嵌入式实现。同时,基于电机参数模型实现了任意时间、任意大小的执行器模拟故障注入功能,验证了每种算法在伺服电机故障诊断平台上的实时诊断效果。
伺服电机平台开发与故障诊断方法研究
这是一篇关于伺服电机,故障诊断,硬件平台,卡尔曼滤波,区间观测器,神经网络的论文, 主要内容为在自动化设备高速发展的时代,越来越多的机械设备取代了人工操作。其中,伺服电机作为多轴运动控制系统的执行器起到了至关重要的作用。当伺服电机运行环境恶劣或干扰较多时,可能会使其各部件出现不同种类的故障,严重时可能导致整个系统功能瘫痪与损毁,造成不可挽回的损失。所以,对于伺服电机进行实时故障诊断工作的重要性不言而喻。本文基于伺服电机运动控制系统,开发了一套实时在线状态监测平台,同时进行故障诊断方法研究,并将算法嵌入到平台中。本文的主要工作如下:首先,对国内外伺服电机故障诊断技术及其故障诊断平台的现状做出分析与总结。在阐述目前针对伺服电机常用的故障诊断方法的同时,从现有故障诊断平台的系统结构出发,对平台的运行方式、功能设计及其搭载的故障诊断方法做出了详细地分析,总结了现有伺服电机故障诊断方法与诊断平台的局限。针对现有平台的不足,提出了在线的实时伺服电机故障诊断平台的开发。从系统的功能需求出发,设计平台总体结构并完成了电机及其伺服系统的选型与搭建。根据平台总体结构与功能需求,完成了下位机控制系统、上位机人机交互系统与故障诊断工具箱的设计,对其模块组成、功能需求及设计实现进行解释说明,实现了实时的数据交互与在线故障诊断功能,完成了对于电机的运动控制、状态监控、故障诊断过程及结果的可视化。在完成平台的开发工作后,针对伺服电机平台故障诊断功能的需求,选择基于模型的故障诊断方法。根据不同的应用条件,提出了基于Kalman滤波、区间观测器以及神经网络的故障诊断方法,对每种方法的故障诊断原理以及算法的设计过程进行了详细的推导与说明。最后,在完成参数设计的基础上说明了三种方法在上位机故障诊断工具箱中的工作流程,完成了其在C++程序运行环境下的嵌入式实现。同时,基于电机参数模型实现了任意时间、任意大小的执行器模拟故障注入功能,验证了每种算法在伺服电机故障诊断平台上的实时诊断效果。
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