盤式永磁同步電動機屬于軸向磁場電機，目前，該類電機在國外已經(jīng)得到了迅速發(fā)展，作為一種現(xiàn)代高性能伺服電機和大力矩直接驅(qū)動電機己廣泛應用于機器人等機電一體化產(chǎn)品中。由于該類電機具有重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)子無損耗、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量小、機電時間常數(shù)小、轉(zhuǎn)矩/重量比大、低速運行平穩(wěn)、可以制成多氣隙組合式結(jié)構(gòu)進一步提高轉(zhuǎn)矩等特點，其在數(shù)控機床、機器人、電動車、電梯、家用電器等場合具有廣闊的應用前景，是一種理想的驅(qū)動裝置。 本課題作為國家863計劃項目《新型稀土永磁電機設(shè)計及集成技術(shù)》2002AA324020中的一部分，該項目的主要工作是進行新型結(jié)構(gòu)釹鐵硼永磁電機——盤式無鐵心永磁同步電動機的設(shè)計與集成技術(shù)研究，開發(fā)出一種新型釹鐵硼永磁電機，解決相應的整機設(shè)計和集成技術(shù)問題。本文中提出的基于Halbach陣列的盤式無鐵心永磁同步電動機是在盤式永磁同步電動機的基礎(chǔ)上，將無鐵心結(jié)構(gòu)和Halbach型永磁體陣列應用到其中，從而使得電機的質(zhì)量大為減輕，功率密度提高，振動噪聲降低，效率提高。 基于Halbach陣列的盤式無鐵心永磁同步電動機其磁路結(jié)構(gòu)和電磁負荷分布與傳統(tǒng)電機完全不同，常規(guī)電機的某些設(shè)計規(guī)則不能直接應用到該結(jié)構(gòu)電機的設(shè)計當中，本文主要針對這種結(jié)構(gòu)的電機進行了分析與計算。分析了不同結(jié)構(gòu)Halbach陣列下的氣隙磁場，以及相關(guān)參數(shù)的計算，給出了初步的樣機設(shè)計數(shù)據(jù)，并對樣機的加工工藝進行了探討，在總結(jié)、借鑒相關(guān)電機設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，針對盤式無鐵心永磁同步電動機自身的特點，編制了一套電磁計算程序，該程序還有待通過大量樣機的試驗，來總結(jié)和完善。 我國稀土資源豐富，然而，由于技術(shù)經(jīng)濟上的問題，國產(chǎn)永磁交流伺服電動機至今未能大量應用。與此同時，高性能的永磁交流伺服電動機及系統(tǒng)大量依靠進口，我國每年進口的工程裝備當中，僅數(shù)控機床因國產(chǎn)電機和系統(tǒng)不能滿足要求而每年需要進口的就達22億美元以上。本項目的完成將改變這類產(chǎn)品主要依靠進口的局面，充分發(fā)揮我國稀土資源豐富的優(yōu)勢，其經(jīng)濟效益和社會效益是十分巨大的。
上傳時間： 2013-04-24
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本文著重介紹了FANUC M pha系列伺服電機和伺服放大器培構(gòu)A 維修方法。
上傳時間： 2013-04-24
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本文是在基于ARM＋FPGA 的硬件平臺上進行嵌入式運動控制系統(tǒng)的設(shè)計，ARM實現(xiàn)應用管理，F(xiàn)PGA 實現(xiàn)插補運算，發(fā)出脈沖到伺服驅(qū)動系統(tǒng)，形成運動指令控制伺服電機運 轉(zhuǎn)等。文中對FPG
標簽： FPGA Control Design Motion
上傳時間： 2013-04-24
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為了解決當前PVC軟標生產(chǎn)技術(shù)落后、效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定、能耗高、工作環(huán)境差等問題，本文提出研制集注標、烘烤、冷卻的數(shù)控PVC軟標機方案。 數(shù)控PVC軟標機控制系統(tǒng)采用“ARM9+RT-Linux”開發(fā)模式，將數(shù)控技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)應用有機結(jié)合起來，一方面發(fā)揮ARM9微處理器高性能、低功耗的特點，使PVC軟標機數(shù)控系統(tǒng)有較強的數(shù)據(jù)處理和運動控制能力；另一方面利用實時操作系統(tǒng)RT-Linux的開放性、強大的功能，簡化了數(shù)控系統(tǒng)軟件的開發(fā)，縮短了應用系統(tǒng)開發(fā)周期。 本文研究的主要內(nèi)容是基于嵌入式的PVC軟標機數(shù)控系統(tǒng)硬件設(shè)計和軟件開發(fā)。首先詳細介紹了系統(tǒng)各功能模塊的硬件電路設(shè)計，包括嵌入式最小系統(tǒng)搭建、伺服驅(qū)動器接口電路設(shè)計、電磁閥接口電路設(shè)計、人機交互模塊設(shè)計、通信模塊設(shè)計、開關(guān)量模塊設(shè)計等方面內(nèi)容；然后，基于RT-Linux的嵌入式系統(tǒng)軟件實現(xiàn)機理的理論指導下，提出了系統(tǒng)軟件的架構(gòu)，在此基礎(chǔ)上詳細闡述了軟件實現(xiàn)過程：通過對PVC軟標機數(shù)控系統(tǒng)功能需求及多任務間數(shù)據(jù)依賴關(guān)系的分析，同時結(jié)合RT-Linux平臺上實時應用軟件的結(jié)構(gòu)特點，本文在邏輯架構(gòu)上對控制系統(tǒng)的實時任務和非實時任務進行了劃分，并設(shè)計了模塊間數(shù)據(jù)緩沖機制；在時序架構(gòu)上提出了系統(tǒng)的多任務運行時機分配以及各任務之間正確合理的時序關(guān)系，以保證實時任務的實時性和非實時任務能夠得到適當運行；在應用軟件架構(gòu)上利用RT-Linux多線程編程技術(shù)實現(xiàn)了系統(tǒng)軟件的基本功能。最后，針對本系統(tǒng)插補所需的精度和系統(tǒng)實時性要求，利用數(shù)據(jù)采用直線插補算法實現(xiàn)了系統(tǒng)的插補功能。 目前，PVC軟標機數(shù)控系統(tǒng)的基本功能已經(jīng)實現(xiàn)，系統(tǒng)能夠在實驗平臺上穩(wěn)定運行，基本達到預期目標。關(guān)鍵字：PVC軟標；數(shù)控系統(tǒng)；插補；RT-Linux；ARM9
上傳時間： 2013-04-24
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隨著我國加入WTO，我國逐漸成為世界縫制設(shè)備生產(chǎn)和銷售中心。在縫制設(shè)備行業(yè)占據(jù)極其重要地位的繡花機行業(yè)也因此而得到迅速發(fā)展，我國繡花機產(chǎn)量已占據(jù)全球繡花機產(chǎn)量的70％。但是，我國的繡花機行業(yè)在發(fā)展的過程中仍存在和面臨著很多問題。一方面是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品質(zhì)量，我國的繡花機主要以中低檔為主，在噪聲、刺繡質(zhì)量、效率、產(chǎn)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(shù)實力和創(chuàng)新能力，作為繡花機全部技術(shù)核心的控制器，國內(nèi)能開發(fā)的公司屈指可數(shù)，缺乏有效的競爭，且技術(shù)實力和創(chuàng)新能力無法與國際企業(yè)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(yè)繡花機課題的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種基于硬實時嵌入式操作系統(tǒng)WinCE5.0，以32位RISC架構(gòu)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(zhì)量為目標，以伺服電機作為主軸驅(qū)動，步進電機作為X/Y軸驅(qū)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(fā)展現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)；第二章從原理出發(fā)完成了需求分析，硬件和操作系統(tǒng)選型和項目規(guī)劃；第三章完成了總體硬件系統(tǒng)設(shè)計并重點介紹了驅(qū)動系統(tǒng)，CPLD單元，主控制板的設(shè)計和各種資源的分配；第四章在分析WinCE及其項目開發(fā)流程和環(huán)境構(gòu)建的基礎(chǔ)上，完成了軟件的總體框架設(shè)計并介紹了相關(guān)設(shè)計要點。第五章主要是驅(qū)動程序和運動控制模塊并以步進電機驅(qū)動的開發(fā)為例介紹了流驅(qū)動的開發(fā)過程和相關(guān)的技術(shù)要點。第六章設(shè)計了一種自主的內(nèi)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(jié)和展望。 本文不僅從項目研究與開發(fā)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(fā)過程，也具體的從硬件設(shè)計，資源配置，軟件編寫，驅(qū)動開發(fā)，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(fā)具有很好的參考價值和實踐意義，對于提升國內(nèi)繡花機行業(yè)在高端市場與國外企業(yè)的競爭力，提升民族品牌價值，改變國內(nèi)繡花機控制器被少數(shù)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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近年來，伴隨著PC及微處理器的迅速發(fā)展、軟件資源的豐富，嵌入式系統(tǒng)成為研究與應用的熱點。嵌入式系統(tǒng)是一種面向具體應用的將底層硬件、實時操作系統(tǒng)和應用軟件相結(jié)合的專用計算機系統(tǒng)。其廣泛應用于控制領(lǐng)域、消費電子產(chǎn)品等行業(yè)，己成為現(xiàn)代電子領(lǐng)域的重要研究方向之一。 本文結(jié)合課題實際需要與當前的控制器發(fā)展趨勢，構(gòu)建和開發(fā)基于ARM和μC/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)的嵌入式通用控制器應用平臺.在分析ARM內(nèi)核處理器的基礎(chǔ)上，自主開發(fā)以PHILIPS公司LPC2880芯片為核心的嵌入式通用控制器的硬件平臺。根據(jù)嵌入式控制器的實際應用要求設(shè)計了相應的應用模塊，主要包括：串口模塊、存儲器擴展模塊、液晶顯示和鍵盤模塊等。并完成了各個功能模塊的接口函數(shù)，創(chuàng)建了應用函數(shù)庫，為后面的代碼應用和移植提供了方便。在對電機驅(qū)動控制原理的學習掌握基礎(chǔ)上，開發(fā)出基于L297/L298芯片的步進電機驅(qū)動器及基于LMD18200芯片的伺服電機驅(qū)動器。為實現(xiàn)控制器與PC機的通訊，確定了USB2.0通訊接口作為主要通訊方式，詳細分析了通用串行總線的軟硬件特點，根據(jù)LPC2880芯片特點實現(xiàn)嵌入式USB主機模式的通訊方式，并給出了它和主控制器的連線原理圖以及USB主機的系統(tǒng)軟件框架。 嵌入式實時操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)應用軟件開發(fā)的支撐平臺，通過對現(xiàn)在常用的幾種嵌入式操作系統(tǒng)的綜合比較，選擇μC/OS-Ⅱ作為本系統(tǒng)的RTOS。詳細分析了μC/OS-Ⅱ內(nèi)核工作原理，改進了中斷和時鐘處理的不足。成功的將μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)移植到ARM微處理器中，并通過相應的開發(fā)工具，對移植系統(tǒng)進行模擬調(diào)試和功能測試。結(jié)果表明，設(shè)計的嵌入式通用控制器平臺基本達到預期目標.
上傳時間： 2013-04-24
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隨著現(xiàn)代控制理論在機電技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，多電動機協(xié)調(diào)控制技術(shù)在機電控制系統(tǒng)中得到廣泛的應用，給嵌入式系統(tǒng)的數(shù)控應用提供了巨大機遇。傳統(tǒng)的伺服運動控制很難在處理大數(shù)據(jù)量、復雜算法時保證系統(tǒng)的靈活性和實時性。嵌入式系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的以應用為中心并且軟硬件可裁剪的實時系統(tǒng)，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(shù)控系統(tǒng)為項目背景，研究設(shè)計了一種基于ARM和FPGA的嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的方案。設(shè)計中，通過QuartusⅡ、ModelSim和Protel 99等電子設(shè)計自動化開發(fā)工具完成了一個高性能嵌入式軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計及仿真驗證；采用了實用小巧的嵌入式實時操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ，為應用系統(tǒng)的實時性提供了保證。該嵌入式數(shù)控系統(tǒng)滿足了用戶對應用系統(tǒng)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(gòu)建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應用方案完全可行、合理，同傳統(tǒng)的人機交互系統(tǒng)設(shè)計相比，能大量地減輕研發(fā)任務，提高研發(fā)速度，能夠在短時間內(nèi)得到控制性能優(yōu)秀的數(shù)控系統(tǒng)。而μC／OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)的加入，使得系統(tǒng)很好地進行多任務處理，并保證了系統(tǒng)的實時性。
上傳時間： 2013-07-22
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隨著微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，運動控制系統(tǒng)正朝著通用化、智能化、微型化的方向發(fā)展。目前，以數(shù)字信號處理器（DSP）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）為核心的運動控制卡已成為運動控制器的發(fā)展主流。它可方便地以插卡形式嵌入PC機，將PC機強大的信息處理能力和開放式特點與運動控制卡的運動控制能力相結(jié)合，具有信息處理能力強、開放程度高、運動控制方便、通用性好的特點。因此，本文通過對運動控制技術(shù)的深入研究，開發(fā)了一款以DSP和FPGA為主控單元、基于PCI總線的運動控制卡。 首先，設(shè)計了運動控制卡硬件電路，對控制卡的DSP和FPGA外圍電路、PCI總線接口電路、模擬量輸出電路、編碼器信號采集電路、通用I/O接口電路等實現(xiàn)方法進行了詳細討論。 為提高控制卡的硬件集成度和可靠性，通過對FPGA的編程設(shè)計，在FPGA中實現(xiàn)了PCI總線目標設(shè)備接口控制器、雙端口RAM、DDA精插補電路、DAC接口電路、編碼器信號處理電路和數(shù)字I/O信號處理電路。 基于改進的數(shù)字PID控制器和前饋控制，設(shè)計開發(fā)了運動控制卡的位置閉環(huán)伺服控制器，并整定了控制器參數(shù)，獲得良好的伺服控制特性。 最后，采用WinDriver開發(fā)了控制卡的驅(qū)動程序，并詳細介紹了驅(qū)動程序的開發(fā)流程。
上傳時間： 2013-08-01
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在機器人學的研究領(lǐng)域中，如何有效地提高機器人控制系統(tǒng)的控制性能始終是研究學者十分關(guān)注的一個重要內(nèi)容。在分析了工業(yè)機器人的發(fā)展歷程和機器人控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀后，本論文的主要目標是針對四關(guān)節(jié)實驗室機器人特有的機械結(jié)構(gòu)和數(shù)學模型，建立一個新型全數(shù)字的基于DSP和FPGA的機器人位置伺服控制系統(tǒng)的軟、硬件平臺，實現(xiàn)對四關(guān)節(jié)實驗室機器人的精確控制。 本論文從實際情況出發(fā)，首先分析了所研究的四關(guān)節(jié)實驗室機器人的本體結(jié)構(gòu)，并對其抽象簡化得到了它的運動學數(shù)學模型。在明確了實現(xiàn)機器人精確位置伺服控制的控制原理后，我們對機器人控制系統(tǒng)的諸多可行性方案進行了充分論證，并最終決定采用了三級CPU控制的控制體系結(jié)構(gòu)：第一級CPU為上位計算機，它實現(xiàn)對機器人的系統(tǒng)管理、協(xié)調(diào)控制以及完成機器人實時軌跡規(guī)劃等控制算法的運算；第二級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，實現(xiàn)了對機器人多個關(guān)節(jié)的高速并行驅(qū)動；第三級CPU為交流伺服驅(qū)動處理器，它實現(xiàn)了機器人關(guān)節(jié)伺服電機的精確三閉環(huán)誤差驅(qū)動控制，以及電機的故障診斷和自動保護等功能。此外，我們采用比普通UART速度快得多的USB來實現(xiàn)上位計算機．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。 機器人系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括兩個部分：一是采用VC++實現(xiàn)的上位監(jiān)控軟件系統(tǒng)，它主要負責機器人實時軌跡規(guī)劃等控制算法的運算，同時完成用戶與機器人系統(tǒng)之間的信息交互；二是采用C語言實現(xiàn)的下位DSP控制程序，它主要負責接收上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱發(fā)送的控制信號，實現(xiàn)對機器人的實時驅(qū)動，同時還能夠?qū)崟r的向上位監(jiān)控系統(tǒng)或者下位控制箱反饋機器人的當前狀態(tài)信息。 研究開發(fā)出來的四關(guān)節(jié)實驗室機器人控制器具有控制實時性好、定位精度高、運行穩(wěn)定可靠的特點，它允許用戶通過上位控制計算機實現(xiàn)對機器人的各種設(shè)定作業(yè)的控制，也可以讓用戶通過機器人控制箱現(xiàn)場對機器人進行回零、示教等各項操作。
上傳時間： 2013-04-24
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本論文對DSP和FPGA在交流伺服電機控制系統(tǒng)中的應用進行了詳細的設(shè)計，并完成了系統(tǒng)的規(guī)劃。論文完成的設(shè)計任務主要有：1、根據(jù)系統(tǒng)要求，詳細分析了運動控制系統(tǒng)，給出了運動控制系統(tǒng)的總體設(shè)計，提出了一套對已有外圍設(shè)備適用的設(shè)計方案。2、根據(jù)實際情況，提出了簡單易于實現(xiàn)、實時性好的軌跡插補算法，并給出了插補算法的軟件設(shè)計，并在DSP中得以實現(xiàn)。3、使用匯編語言進行軟件設(shè)計，完成了運動控制卡中由DSP完成的運動控制任務，即在插補計算的同時完成加減速控制和三軸聯(lián)動的協(xié)調(diào)控制，以及其后的脈沖分配數(shù)的計算。4、根據(jù)系統(tǒng)運動要求，使用FPGA芯片設(shè)計了可連續(xù)發(fā)送均勻分布脈沖的脈沖分配器，實現(xiàn)對交流伺服系統(tǒng)發(fā)送運動控制指令。并給出了VHDL在FPGA中的軟件實現(xiàn)。
上傳時間： 2013-04-24
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