基于CIS的高速运动平带边缘位置检测系统研制

论文摘要

由于安装及运转中的各种原因,高速运动的平带不可避免的会出现跑偏现象,若不将平带偏移量信息及时提供给纠偏控制装置进行进一步处理,将出现极其严重的后果。本文研究了当前国内外相关位置检测技术,针对高速运行平带的跑偏控制需求,结合系统特殊的工作条件,在比较多种位移传感器检测技术的基础上,确定采用基于CIS的平带边缘位置检测方法。在充分研究CIS的工作原理和使用特点的基础上,对准确提取平带位置信息的信号处理方法进行了分析,完成基于CIS的平带边缘位置检测系统软硬件设计。系统以CIS为图像采集传感器,采用单片机作为控制处理器,配置相应的前置去噪电路和高速A/D转换器件进行信号的预处理和采集,并分别通过模拟信号和数字信号将平带边缘位置信号传送给PLC和上位工控机进行平带跑偏控制和平带位置显示。针对检测信号中因平带自身形状误差引起的测量误差,充分分析检测信号特性,从硬件及数字信号处理方面提出了准确提取平带实际横向位置信息的三种方案,并对各方案的适用性进行了讨论。基于CIS的平带边缘位置检测系统能够快速地识别高速运动平带的边缘,其性能稳定、结构简单、抗干扰能力强、功耗低、体积小、成本低,具有极高的性价比,可适用于高速运动物体的跑偏检测和宽度检测等领域。这种性能优异的新型边缘检测系统必将在现代工业生产中得到广泛的应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题的目的和意义
• 1.3 国内外概况
• 1.4 课题的研究内容
• 2 基于CIS 的高速运动平带边缘位置检测系统方案设计
• 2.1 系统设计要求
• 2.2 高速运动平带边缘位置检测系统总体方案
• 2.3 传感器选型
• 2.4 基于CIS 的高速运动平带边缘位置检测系统方案设计
• 2.5 本章小结
• 3 系统硬件电路设计
• 3.1 单片机主控模块
• 3.2 前置去噪模块电路
• 3.3 A/D 转换电路设计
• 3.4 D/A 转换电路设计
• 3.5 时序控制部分电路设计
• 3.6 通信模块电路设计
• 3.7 电压监控（看门狗定时器）模块电路
• 3.8 本章小结
• 4 系统软件设计
• 4.1 系统软件结构
• 4.2 单片机汇编程序设计
• 4.3 工控机（上位机）程序设计
• 4.4 本章小结
• 5 平带整体横向位置的确定
• 5.1 问题产生的现象及原因分析
• 5.2 确定平带整体横向位置的三种方案
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 系统电路图