TMS320C31 DSP在步进电机控制中的应用

TMS320C31 DSP在步进电机控制中的应用

一、TMS320C31 DSP在步进电机控制中的应用(论文文献综述)

茅建伟[1](2020)在《超声电机驱动的航天器扫描机构控制系统研究》文中认为扫描机构作为航天器(卫星)遥感载荷的重要组成部分,驱动扫描负载实现对目标的成像。随着载荷空间分辨率需求的不断提升,对扫描机构的质量和旋转稳定度等指标要求也越来越高。实现高精度的扫描控制已成为当前的研究热点之一。由于传统电磁电机驱动的扫描机构存在体积大、重量大等问题,本文针对某型扫描机构的低速、大力矩和高控制精度的要求,构建了超声电机驱动的扫描机构,提出了专家规则整定的增量式PI算法,满足了扫描机构重量轻于5 kg、旋转稳定度低于2%的目标。本文主要研究内容和工作如下:1.针对现有扫描机构存在的问题,设计了超声电机驱动的扫描机构控制系统,新设计的扫描机构样机比现有电磁电机驱动的扫描机构减重达87.2%。2.设计实现了以DSP+FPGA为核心的控制器。控制器采用双PWM结构电路实现输出电压幅值和相位的分级控制,采用DDS技术产生高分辨率的PWM信号。实验结果表明,控制器具有精度高、动态调节范围广、控制方式灵活以及易于扩展等优点。3.为实现扫描机构的高精度高稳定度运行,对超声电机的调速机理、方法及特点进行了对比分析,引入了双PWM结构的驱动电路的两级控制。对现有增量式PID算法进行了专家规则设计以整定控制参数,提出了专家规则整定的增量式PI算法。搭建扫描机构控制系统实验平台,完成了扫描机构的速度稳定度控制实验,结果表明设计的控制算法能够达到旋转稳定度低于2%的控制效果。

李丹丹[2](2017)在《基于DSP的通用型控制器设计及在步进电机控制中的应用研究》文中提出针对典型机电系统对控制器性能的要求,详细地介绍了典型机电控制系统的组成、控制系统的分类,典型机电控制系统实例,典型机电系统控制器的分类以及性能指标。在明确控制器性能指标的前提下,本课题从可靠性、操作性、实时性、通用性以及生产成本这些方面综合考虑,设计出了一款既有强运算能力,又有较小外形,同时又具有较强扩展功能的通用型控制器。以TI公司的TMS320F2812 DSP芯片为核心设计出硬件系统,将其按照功能模块进行划分:主要包括电源电路、时钟电路、复位电路、外扩存储器电路、PWM输出电路、通信接口电路、A/D保护以及校正电路、捕获单元电路和开关量输入/输出电路。软件采用C语言编程的方式,在CCS V6.1.0开发环境下,编写出与硬件功能相应的软件。最后,在控制器的硬件设计完成之后,对硬件的各个功能模块进行调试实验,并以步进电机为控制对象,使用本控制器和步进电机驱动器相互配合完成步进电机正反转的实验,实验结果验证了本控制器设计的合理性与可靠性。

易雪梅[3](2015)在《基于DSP的数字溢流阀的控制研究》文中研究表明随着现代工业生产规模的扩大和自动化程度的提高,计算机控制系统在现代工业中的地位越来越高。由于数字阀能够直接以数字的方式进行控制,因而数字阀在现代工业中的应用越来越广泛。采用计算机直接控制的数字阀是今后液压技术发展的一个方向。本文主要对数字阀的机构以及原理进行介绍,同时对其进行简化并进行建模,并且对经典的数字阀的控制算法(矢量控制算法、双闭环控制算法)的原理以及特点进行的详细的分析。第二部分对连续跟踪算法与PID算法进行研究,对连续跟踪算法的原理和实现方式等进行了研究,同时对PID算法在数字阀中的应用进行案例分析,并根据设计需要选择了连续跟踪算法。第三部分对TMS320F2812的硬件结构进行详细介绍,并针对算法需要的PWM的硬件实现进行介绍,同时对其外设进行研究与分析,由于数字控制需要进行驱动,因此对斩波驱动进行了详细的研究分析,并将其作为驱动方式。最后一部分主要求出电机和数字溢流阀的传递函数模型,并用AMESim对数字阀进行仿真,分析阻尼孔径、导阀座孔径、主阀口进油口压力油容积和先导阀前腔压力油容积对数字阀响应特性的影响。选取最优数字溢流阀设计参数。并对基于连续跟踪算法的数字阀的动态响应进行模拟,证明连续跟踪算法的可靠性和优越性。

张高阳[4](2014)在《非硅MEMS柔性微装配线的自主式控制系统技术研究》文中进行了进一步梳理复杂三维微小型结构件及系统的装配技术水平直接影响到武器系统微小型化的研究进展,本文以目前我国军工行业亟需解决的微小型机电引信自动化微装配线控制系统技术为重点研究对象,对非硅MEMS柔性微装配线控制系统技术和相关理论及方法进行了较为深入的应用性研究,论文的主要工作如下:(1)非硅MEMS柔性微装配线的控制系统总体技术研究:分析了非硅MEMS柔性微装配线的特点和功能需求,介绍了微装配线的自主式控制方法,对比分析了自主式控制系统与中央控制式控制系统的特点与控制能力;针对现有控制系统存在的问题,提出了多自主式单元控制模块+专用显微视觉系统+多传感器+CAN总线的控制系统的开放式总体架构;该控制系统架构以可重配置的控制单元作为控制系统构建的核心控制模块,以专用显微视觉系统作为视觉检测单元,以CAN总线构建可靠的实时总线通信网络,实现了多轴运动控制、视觉反馈控制、力反馈控制、多I/O逻辑控制、多工位协调控制等控制目标;最后,介绍了控制系统可重配置方法,采用模块化方法分析了控制系统的软件功能模块。(2)控制系统的自主式单元控制模块研究:为了满足微装配线的复杂控制要求,实现控制系统的可重配置,提出了自主式控制单元的模块化设计方法,将模块化、可重配置思想引入到控制单元底层硬件的设计过程中,研制了“主控模块+逻辑扩展模块+隔离驱动模块”三级结构的控制单元模块;为了保证控制单元的可靠性与稳定性,设计实现了控制单元内部的3级自监测机制,论述了控制单元的可重配置方法,通过对控制单元的功能实验,标定了控制单元的模拟量转换精度并验证了CAN总线的通信性能,为装配过程力反馈控制以及总线控制网络的构建奠定了基础。(3)基于自主式单元控制模块的装配精度控制技术研究:介绍了自主式单元控制模块的多轴运动控制与力反馈控制方法;采用适当的等效方法建立了微动平台系统的动力学模型并推导了其数学模型,以控制系统设计为目的对其进行了适当的简化;应用双自由度控制理论设计了微动定位平台的双稳闭环控制系统,分析了双稳闭环控制系统的瞬态响应特性,通过激光干涉仪标定实验标定了微动定位系统的重复定位精度。提出了基于单元控制模块的硬件过采样加均值平滑滤波方法,通过实验验证了其应用效果;建立了力反馈装配机构的数学模型,在此基础上进行了接触力控制实验研究,应用比例微分闭环控制实现了装配过程接触力高阻尼无超调控制目标。(4)面向柔性自动化微装配的显微视觉控制技术研究:针对微装配线控制系统对视觉检测系统的特殊需求,本章提出了专用于微装配线的高精度显微视觉系统设计方法,研制了包含成像子系统、图像处理子系统二级结构的模块化显微视觉系统,保证了控制系统的柔性化与可重配置,系统指标满足了微装配线高精度快速对位检测的要求;为了对装配对位过程进行实时监控,设计实现了视觉系统底层高分辨率图像采集与显示驱动软件;对基于显微视觉的装配系统进行了运动学分析,推导了单工位视觉对位装配系统的传递函数矩阵,建立了显微视觉系统的数学模型,利用该模型进行了先看后动、看动装配、直接视觉反馈装配三种控制策略的动态响应分析,得到了视觉反馈对位装配中三种控制策略的稳定性,预测出了不同视觉反馈控制策略下视觉对位装配系统的动态响应性能。(5)步进驱动系统的大振荡机理与轨迹优化控制研究:为解决步进驱动系统运动控制中的振荡、丢步和失调等问题,改善步进驱动系统的控制性能,优化步进驱动系统的控制,通过研究步进驱动系统的微步驱动控制过程,提出了包含步进电机、驱动器、轨迹控制器的步进驱动系统的仿真建模方法,建立了步进驱动系统的仿真模型,通过仿真模型的数值模拟分析了大振荡、丢步及失调问题的产生原因并推导了步进驱动系统产生大振荡及丢步的机理模型,在此基础上进一步提出了基于稳态截止频率的速度轨迹优化控制方法.最后,通过一个实例对步进驱动系统速度轨迹优化控制方法进行了实验验证。

贾佳[5](2013)在《基于DSP多轴运动控制器在异型油罐焊接机器人中的应用》文中研究说明目前我国的原油和成品油需求量越来越大,而以前的储油罐已经不适应时代发展的要求,所以油罐正向大型化的方向发展,其中油罐体形状也多种多样,目前常见的油罐体可分圆柱形、方箱形和球形等。在油罐体焊接过程中,人工焊接的劳动强度特别大,危险性也很高,所以可代替人工作业的焊接机器人得到了广泛的应用。在应用过程中,机器人的关键技术是其控制系统,以往采用的机器人控制系统较为封闭,限制了机器人的使用范围和运动空间,不利于系统的深入开发和研究,将控制系统变得更为开放、便捷成为机器人控制系统发展的方向。因此,本课题的研究目的就是将运动控制器应用到油罐端盖焊接机器人中,通过多轴联动的方式控制机械手的运动完成面向多种类型油罐体的端盖焊接,充分利用运动控制器实时性强、精度高、稳定性好的特点。首先,介绍了运动控制器在现阶段国内外的发展状况,了解运动控制器的应用范围。同时,阐述了应用于工业生产中的焊接机器人概况,提出了将运动控制器应用于不同类型油罐体的端盖焊接中。其次,针对异型油罐焊接机器人的设计目的,采用“PC+运动控制器”的解决方案。确定该控制系统的总体方案,阐述了系统方案的设计思想和设计原则。设计了该系统的硬件部分,分析了选用运动控制器F28335的原因。该系统运用硬件控制实现三轴同步运动控制,采用“脉冲+方向”的方式来控制伺服电机。然后,依据硬件所要实现的功能,对该机器人控制系统的软件进行了设计。采用模块化的设计思想,首先设计基于F28335的控制系统的主程序。然后,设计了步进电机控制模块、插补控制模块、增强正交编码脉冲模块、错误控制模块等子模块。最后,搭建机械实验平台,对电机进行了定位测试以及速度调试测试,对运动过程中的直线插补和实现焊接机器人功能的圆弧插补进行实例测试。经过实验分析,该系统稳定性较好,并具有一定的可移植性。

胡定军[6](2013)在《步进电机无位置传感器控制》文中认为尽管步进电机在数控机械等领域有着广泛的应用,但其开环控制存在失步等缺点,而且运用旋转编码器等机械传感器实现的闭环控制,往往受工作环境等影响,难以安装实现。因此研究采用无位置传感器检测步进电机转子位置和速度具有一定的现实意义和应用价值。本文以二相混合式步进电机为研究对象,基于脉动高频电压信号注入法和卡尔曼滤波原理,研究实现二相混合式步进电机的无位置传感器控制技术。本文主要工作如下:1)建立了二相混合式步进电机的数学模型,定义了电机的d-q坐标。建立了以DSP为核心的电机位置、电流双闭环控制系统模型,并实现了电机驱动、绕组电流检测等外围硬件电路。2)阐述了运用脉动高频电压信号注入法和卡尔曼滤波检测二相混合式步进电机转子位置的基本原理。基于冲量等效原理和正弦波脉宽调制原理,实现了驱动电压和高频注入电压的同时注入。运用MATLAB与DSP配合实现了FIR数字滤波和卡尔曼滤波,准确提取出了绕组电流中包含的电机转子位置信息。3)在MATLAB/Simulink环境下,建立了二相混合式步进电机无位置传感器控制系统的仿真模型,实现了步进电机无位置传感器控制的仿真;基于TMS320F2812搭建实验平台,编写了相关程序,完成了软硬件调试。仿真及试验验证了脉动高频电压信号注入法和卡尔曼滤波能够准确实时检测出低速时二相混合式步进电机转子位置,实现了步进电机的无位置传感器控制。

蒋坤[7](2013)在《固定台面式平网印花机自动对花控制系统研制》文中研究表明固定台面式平网印花机应用于纺织品的精细印花。印花工艺中的对花偏差是影响印花质量的重要因素之一,然而目前对花工作由人工来完成,生产效率低且印花质量不高。本文设计并实现了一种依靠机器视觉的面向固定台面式平网印花机的自动对花控制系统,采用上下位机分层控制结构实现对花偏差检测及校正。(1)实现了高精度的对花偏差检测图像处理算法。从算法的性能,运算量和自适应性的角度考虑,对图像的去噪,边缘检测、边缘细化和直线检测方面做了深入探讨,并在Matlab上进行了实验。(2)实现了对花偏差图像处理算法在DSP中的优化。将对花偏差检测算法移植到DSP上,并从算法级、内存级、C语言级三个方面来对图像处理算法进行优化,经过优化后的图像处理算法代码具有较快的执行速度,提高了系统的实时性,具备了工程应用价值。(3)对基于梯形加减速曲线的步进电机控制进行了理论设计和软件实现。(4)搭建了下位机平台。采用DSP作为主控芯片,利用CCD摄像机采集对花标记图像,经过视频解码后输入到DSP中,DSP通过对花偏差检测数字图像处理算法计算对花偏差,并将对花偏差信息发送到上位机。设计实现了基于DSP/BIOS实时操作系统的下位机应用程序,功能主要包括图像采集及计算任务和红外通信任务等。(5)搭建了上位机平台。采用ARM作为主控芯片,接收来自下位机的对花偏差信息并在液晶屏上显示,对花偏差信息通过PWM功能模块驱动步进电机进行对花偏差校正。设计实现了基于uCOS实时操作系统的上位机应用程序,功能主要包括图形用户界面显示任务、红外通信任务、电机控制任务等。(6)设计了上下位机之间IrDA红外通信方式的硬件电路,实现了红外通讯功能。最后对自动对花控制系统做了测试,并进行了分析。通过实验证明了该系统具有较高的对花精度。

姚刚[8](2012)在《基于DSP两相混合式步进电机矢量控制的研究》文中认为本文以当前应用最广泛的两相混合式步进电机为研究对象,介绍了一种基于DSP的步进电机驱动器设计方案。在驱动器硬件平台搭建中,以TMS320F2812为电机控制器,文中给出了包含电流采样/调理电路、过流保护电路、隔离电路在内的辅助电路及电机功率驱动电路。鉴于矢量控制策略在高性能电机控制系统中取得的良好应用效果,本文首先给出了带PI控制器的两相混合式步进电机矢量控制方案。该方案在逆变电路中采用SVPWM调制策略,dq轴电流闭环输出经由PI控制器得到基本电压矢量,坐标变换后作为PWM环节的输入。由于PI控制器无法有效应对步进电机系统非线性耦合及内外扰动干扰等影响,本文对上述方案进行了改进,提出以ADRC控制器取代PI控制器的设计方法,通过加入对系统内外扰动的动态补偿来提高电机控制性能。

陈晔[9](2011)在《基于TMS320F2812画幅式航空像机嵌入式控制系统研究》文中提出对于画幅式航空相机,提高快门速度,准确的像移补偿是提高成像质量的两个关键因素。传统的快门驱动曲线采用了线性驱动方式,驱动曲线编程简单,但是电机的输出力矩并没有充分得到利用,也不十分符合步进电机的矩频特性,没有充分发挥系统性能。为了进一步挖掘提高航空相机的性能,本文基于原有航空相机特点,在仅改变电控系统的前提下,充分考虑系统的各项功能,优化快门系统、像移补偿以及LED边缘曝光等功能,合理调配模块,分析并设计了一种基于DSP的嵌入式画幅相机控制系统。本文首先对航空相机系统进行大概介绍,研究分析原有画幅式航空相机系统的不足和缺陷,提出需要改进的关键点。其次根据需要改进的模块的特点,选择DSP芯片F2812作为主控芯片,设计出基于F2812的相机控制系统控制电路,并选择合适的仿真用步进电机和步进电机驱动器。然后通过对传统步进电机升减速曲线的研究,设计出一条适合本系统的步进电机升减速快速性驱动曲线,将该非线性曲线通过编程写入DSP控制快门开合。并总结通用的步进电机升减速曲线计算步骤。最后通过对快门、像移补偿、上位机通信、卷片、气泵、LED等各个模块的编程和融合,完善系统功能,仿真并验证嵌入式系统的性能。和传统控制方法相比较给出系统的输出信号以及调试结果,总结了系统的优缺点并展望前景。

李金洪[10](2010)在《基于DSP的光电伺服系统研究》文中提出目前应用于光电跟踪设备的伺服控制器主要采用PC104结构的工控机,要组成高精度的伺服控制器必需利用多块板卡叠加,这增加了系统的体积,同时也降低了系统的可靠性。由于传统的光电伺服系统的这些不足,本文基于实际工程项目中的光电控制系统应用研究,分析并设计了一种基于DSP的伺服控制系统。本文首先对光电跟踪设备的控制系统进行大概的介绍。结合项目需求,分析了构成光电控制系统的基本要素。其次根据项目需求,研究基于DSP+FPGA的控制系统的特点,总结了一些基于DSP+FPGA的系统设计方法。同时构建了应用于项目的DSP+FPGA的光电控制系统,包括原理图及PCB板的设计。然后本文研究了目前应用于光电伺服系统的一些控制算法。内容主要包括传统的PID控制;同时介绍了其它先进的控制算法,如复合控制,动态高型控制,智能控制等。最后根据项目上使用的控制系统平台,给出程序的实现流程图以及调试结果,展望了系统的升级空间。

二、TMS320C31 DSP在步进电机控制中的应用(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、TMS320C31 DSP在步进电机控制中的应用(论文提纲范文)

(1)超声电机驱动的航天器扫描机构控制系统研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 扫描机构
        1.2.2 超声电机
        1.2.3 驱动与控制技术
    1.3 研究目的和主要内容
第二章 扫描机构的结构方案与工作原理
    2.1 引言
    2.2 扫描机构的结构方案
        2.2.1 超声电机
        2.2.2 光电编码器
    2.3 扫描机构的工作原理
    2.4 本章小结
第三章 控制系统软硬件设计
    3.1 引言
    3.2 控制系统总体设计方案
    3.3 控制系统硬件设计
        3.3.1 电源模块
        3.3.2 驱动电路设计
        3.3.3 控制电路设计
        3.3.4 串口通信模块
    3.4 控制系统PCB设计及调试
    3.5 控制系统软件设计
        3.5.1 MATLAB控制界面设计
        3.5.2 CCS软件设计
        3.5.3 QuartusⅡ软件设计
        3.5.4 DSP与 FPGA通信
        3.5.5 基于DDS技术的PWM
    3.6 本章小结
第四章 控制技术研究与实验
    4.1 引言
    4.2 调速原理与方法
        4.2.1 调速方法
        4.2.2 两级控制
        4.2.3 实验结果
    4.3 控制算法研究与实验
        4.3.1 增量式PID算法
        4.3.2 基于专家规则的增量式PI控制
    4.4 实验结果
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文的主要工作
    5.2 本文的主要创新点
    5.3 后续工作与展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
附录 A 驱动电路原理图
附录 B 控制板原理图

(2)基于DSP的通用型控制器设计及在步进电机控制中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
        1.2.3 通用型控制器的发展趋势
    1.3 论文主要研究的内容
第二章 典型机电系统对控制器性能的要求
    2.1 典型机电系统的组成
    2.2 控制系统的分类
    2.3 典型机电控制系统的主要形式
        2.3.1 伺服系统
        2.3.2 数控机床
        2.3.3 工业机器人
    2.4 典型机电一体化系统的控制器
        2.4.1 典型机电系统控制器的分类及性能指标
        2.4.2 机电系统对控制器性能的要求
    2.5 本章小结
第三章 系统总体方案设计
    3.1 通用型控制器的总体结构设计
    3.2 DSP核心控制芯片
        3.2.1 控制芯片选择
        3.2.2 TMS320F2812芯片性能
        3.2.3 DSP控制芯片开发工具的选择
    3.3 本章小结
第四章 基于DSP的通用型控制器的硬件设计
    4.1 DSP主控芯片电路
    4.2 电源电路的设计
    4.3 时钟电路的设计
    4.4 复位电路设计
    4.5 外部存储器扩展设计
        4.5.1 外扩RAM电路设计
        4.5.2 外扩Flash电路的设计
    4.6 PWM信号处理电路的设计
    4.7 通信接口电路的设计
        4.7.1 JTAG接口电路的设计
        4.7.2 SCI串口通信电路的设计
        4.7.3 CAN接口电路的设计
    4.8 A/D保护及校正电路的设计
    4.9 捕获单元电路的设计
    4.10 开关量输入/输出电路设计
    4.11 PCB设计
        4.11.1 设计软件介绍
        4.11.2 PCB的设计流程
        4.11.3 PCB设计的基本原则
    4.12 本章小结
第五章 控制器的测试实验及在步进电机控制中的应用分析
    5.1 软件的开发环境介绍
    5.2 DSP最小系统硬件测试
    5.3 JTAG接口调试
    5.4 串行通信口SCI发送/接收数据的调试
    5.5 PWM波形的调试
    5.6 A/D校正电路的调试
    5.7 外扩RAM数据读/写实验调试
    5.8 外扩Flash数据读/写调试实验
    5.9 CAN通信接口电路的调试
    5.10 开关量调试实验
    5.11 步进电机正反转实验
    5.12 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
致谢

(3)基于DSP的数字溢流阀的控制研究(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 数字阀控制技术概况
    1.2 数字阀控制系统特点及其应用
        1.2.1 数字阀液压控制系统
        1.2.2 数字阀控制系统的特点及应用概况
    1.3 数字阀控制技术的国内外研究现状
    1.4 数字阀控制目前存在的问题
    1.5 本课题的研究内容及研究创新点
        1.5.1 课题研究内容
        1.5.2 课题研究创新点
2 数字阀控制的总体方案设计
    2.1 数字阀
        2.1.1 数字式电液控制阀
        2.1.2 数字溢流阀
        2.1.3 数字溢流阀参数及三维模型
    2.2 经典数字阀控制算法
        2.2.1 矢量控制算法
        2.2.2 双闭环控制算法
    2.3 数字阀控制算法方案
    2.4 本章小结
3 数字阀控制算法设计
    3.1 控制算法理论依据
    3.2 步进电动机输出角位移的连续跟踪控制方法
        3.2.1 角位移的连续跟踪控制算法分析
        3.2.2 PMW技术与实现分析
    3.3 PID控制算法
        3.3.1 PID算法
        3.3.2 数字PID增量式算法
        3.3.3 PID在数字阀控制中的应用
    3.4 控制算法系统设计
    3.5 本章小结
4 DSP硬件架构及实现
    4.1 DSP硬件架构设计
    4.2 控制系统核心DSP电路设计
        4.2.1 TMS320F2812 概况
        4.2.2 ADC转换模块分析
        4.2.3 DSP事件管理模块分析
        4.2.4 SPI接口设计分析
        4.2.5 DSP的电路控制板介绍
    4.3 典型数字阀驱动方式分析
    4.4 位置闭环电路设计分析
    4.5 电源的选择
    4.6 本章小结
5 数字阀控制系统仿真
    5.1 二相混合式步进电动机传递函数
        5.1.1 电流环部分传递函数
        5.1.2 位置环部分传递函数
        5.1.3 二相混合式步进电机开环传递函数
    5.2 数字溢流阀的传递函数
        5.2.1 动态特性支配方程
        5.2.2 方程拉式变换
    5.3 数字溢流阀建模仿真
        5.3.1 主阀阻尼孔径对数字溢流阀响应特性的影响
        5.3.2 导阀座孔径对响应特性的影响
        5.3.3 主阀进油口压力油容积对响应特性的影响
        5.3.4 不同弹簧刚度对溢流阀响应特性的影响
        5.3.5 不同预压缩力对溢流阀响应特性的影响
    5.4 最优化参数选取
    5.5 基于连续跟踪算法对数字阀动态模拟
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 后续展望
致谢
参考文献

(4)非硅MEMS柔性微装配线的自主式控制系统技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 本论文研究的目的和意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的和意义
    1.2 微装配控制系统技术国内外研究现状
        1.2.1 微装配的控制系统总体技术
        1.2.2 微装配的运动控制与过程控制技术
        1.2.3 微装配的显微视觉系统及其控制技术
        1.2.4 微装配的装配精度控制技术
    1.3 论文主要内容及结构安排
第2章 非硅 MEMS 柔性微装配线的控制系统总体技术
    2.1 柔性微装配线的特点及控制需求分析
        2.1.1 柔性微装配线的特点
        2.1.2 柔性微装配线的功能及技术要求
        2.1.3 柔性微装配线的系统组成
    2.2 微装配线控制系统的总体技术
        2.2.1 微装配线对控制系统的要求
        2.2.2 控制系统的开放式总体架构技术
        2.2.3 控制系统的模块化与可重配置
    2.3 控制系统的模块化软件技术
        2.3.1 控制系统软件的总体架构
        2.3.2 控制系统的控制软件模块
    2.4 本章小结
第3章 控制系统的自主式单元控制模块研究
    3.1 自主式控制单元的模块化设计
        3.1.1 控制单元的模块化总体架构
        3.1.2 单元内部的主控制模块
        3.1.3 单元内部的硬逻辑扩展模块
    3.2 控制单元的可重配置与可靠性设计
        3.2.1 控制单元的可重配置方法
        3.2.2 控制单元的可靠性与稳定性设计
    3.3 控制单元的功能实验
        3.3.1 控制单元 A/D 的校准与标定
        3.3.2 控制单元的总线性能验证
    3.4 本章小结
第4章 基于自主式单元控制模块的装配精度控制方法
    4.1 单元控制模块的复合控制方法
        4.1.1 开闭环兼容的多轴联动运动控制
        4.1.2 基于控制单元的高速实时过程控制
    4.2 X-Y 微动平台精密定位运动控制
        4.2.1 X-Y 微动定位控制系统的构建
        4.2.2 X-Y 微动定位系统的动力学分析
        4.2.3 X-Y 微动定位系统的双稳闭环控制
        4.2.4 X-Y 微动定位系统的瞬态响应分析
        4.2.5 X-Y 微动定位系统的重复定位精度标定
    4.3 装配机器人的接触力过程控制
        4.3.1 力反馈装配系统硬件组成
        4.3.2 力传感器的去噪与滤波
        4.3.3 力传感器接触力的标定
        4.3.4 接触力反馈控制实验研究
    4.4 本章小结
第5章 面向柔性自动化微装配的显微视觉控制技术
    5.1 微装配线的专用显微视觉系统设计方法
        5.1.1 显微视觉系统的总体方案
        5.1.2 显微视觉系统的设计原理
        5.1.3 显微视觉系统的硬件实现
    5.2 高分辨率原始图像采集与显示驱动技术
        5.2.1 RAW 格式图像采集驱动方法
        5.2.2 XGA 格式图像显示驱动方法
    5.3 显微视觉系统测量精度与速度的标定
        5.3.1 像素比例系数与测量精度标定方法
        5.3.2 显微视觉系统测量精度的标定
        5.3.3 显微视觉系统的时间消耗与测量速度
    5.4 视觉对位装配系统运动学分析与建模
        5.4.1 单工位视觉对位装配系统的建立
        5.4.2 视觉对位装配系统的运动学分析
        5.4.3 显微视觉系统的建模
    5.5 基于视觉的对位装配控制策略分析
        5.5.1 静态先看后动对位控制系统分析
        5.5.2 基于视觉的动态反馈对位控制方法
        5.5.3 双闭环视觉反馈对位控制系统分析
        5.5.4 直接视觉反馈对位控制系统分析
    5.6 本章小结
第6章 步进驱动系统大振荡机理与轨迹优化控制
    6.1 现代步进驱动系统建模方法
        6.1.1 现代步进驱动系统的控制结构
        6.1.2 两相混合步进电机及负载模型
        6.1.3 步进电机驱动器建模方法
        6.1.4 速度轨迹控制器建模方法
        6.1.5 步进驱动系统仿真模型的建立
    6.2 步进驱动系统速度轨迹优化控制
        6.2.1 步进驱动系统的稳态、振荡与失调
        6.2.2 步进驱动系统的大振荡与丢步机理分析
        6.2.3 步进驱动系统速度轨迹优化控制方法
    6.3 步进驱动摆臂系统的速度轨迹优化控制
        6.3.1 步进驱动摆臂系统
        6.3.2 摆臂系统的速度轨迹产生方法
        6.3.3 摆臂系统速度轨迹优化控制实验
    6.4 本章小结
7 总结与展望
    7.1 全文工作总结
    7.2 课题的主要创新点
    7.3 建议与展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢

(5)基于DSP多轴运动控制器在异型油罐焊接机器人中的应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的背景
    1.2 运动控制器研究现状
        1.2.1 国外发展现状
        1.2.2 国内发展现状
    1.3 焊接机器人研究概况
    1.4 研究的目的及意义
    1.5 研究的内容及工作安排
第二章 基于 DSP 的异型油罐焊接机器人总体方案及硬件设计
    2.1 异型油罐焊接机器人系统总体方案设计
        2.1.1 总体设计思想
        2.1.2 系统结构设计原则
    2.2 异型油罐焊接机器人硬件设计
    2.3 运动控制器的选择
        2.3.1 运动控制器的特点
        2.3.2 TMS320F28335 控制芯片简介
        2.3.3 TMS320F28335 芯片的工作原理
    2.4 接口电路设计
    2.5 本章小结
第三章 基于 DSP 的异型油罐焊接机器人伺服控制系统
    3.1 步进电机的工作原理
    3.2 步进电机控制系统的特点
    3.3 步进电机的控制方法
    3.4 驱动电路设计
    3.5 本章小结
第四章 基于 DSP 的异型油罐焊接机器人软件设计
    4.1 系统软件总体设计
    4.2 系统开发环境介绍
    4.3 系统程序结构
        4.3.1 步进电机控制
        4.3.2 增强型脉宽调制模块
        4.3.3 模数 A/D 转换
        4.3.4 插补控制子模块
        4.3.5 增强正交编码脉冲模块
        4.3.6 错误控制子模块
    4.4 本章小结
第五章 系统调试及实验分析
    5.1 步进电机定位实验
    5.2 步进电机调速实验
    5.3 步进电机插补运动实验
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录

(6)步进电机无位置传感器控制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
注释表
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 步进电机概述
        1.1.2 步进电机分类
        1.1.3 步进电机应用中的问题
    1.2 无位置传感器研究现状
        1.2.1 步进电机无位置传感器控制研究现状
        1.2.2 基于高频信号注入法的无位置传感器控制研究现状
    1.3 本文的主要研究内容和结构
        1.3.1 本文主要研究内容
        1.3.2 本文内容结构
第二章 步进电机闭环控制
    2.1 二相混合式步进电机的数学模型
    2.2 二相混合式步进电机的闭环控制
        2.2.1 基于 DSP 的步进电机闭环控制
        2.2.2 双极性驱动
        2.2.3 绕组电流检测
    2.3 本章小结
第三章 步进电机无位置传感器控制
    3.1 脉动高频信号注入法
        3.1.1 脉动高频信号注入法基本原理
        3.1.2 位置信息提取
    3.2 卡尔曼滤波器
    3.3 高频电压注入法的 PWM 实现
        3.3.1 高频电压信号注入实现
        3.3.2 PWM 的 TMS320F2812 实现
    3.4 IQMATH 库
    3.5 本章小结
第四章 步进电机控制中的数字信号处理
    4.1 绕组电流 A/D 转换
        4.1.1 ADC 转换原理
        4.1.2 ADC 时钟的定标
        4.1.3 ADC 模块误差分析
    4.2 数字滤波
        4.2.1 数字滤波器概述
        4.2.2 FIR 数字滤波器设计方法
        4.2.3 FIR 滤波器基本结构
        4.2.4 FIR 滤波器的实现
        4.2.5 数字滤波器误差分析
    4.3 本章小结
第五章 步进电机无位置传感器控制仿真及试验结果分析
    5.1 MATLAB 仿真
        5.1.1 仿真模型建立
        5.1.2 仿真结果分析
    5.2 软件开发平台
        5.2.1 CCS
        5.2.2 MATLAB 与 CCS 接口
    5.3 试验结果
        5.3.1 电机电流波形
        5.3.2 电机转子位置及速度检测结果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文的工作总结
    6.2 课题的前景展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(7)固定台面式平网印花机自动对花控制系统研制(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本课题的研究内容
    本章小结
2 自动对花控制系统的硬件平台
    2.1 上位机简介
    2.2 下位机简介
    2.3 上位机与下位机的通信
        2.3.1 通信方式选择
        2.3.2 IrDA简介
        2.3.3 IrDA通信的硬件实现
    2.4 步进电机运动控制
        2.4.1 步进电机及细分驱动
        2.4.2 上位机步进电机控制的硬件实现
    本章小结
3 对花偏差图像检测算法原理的实现
    3.1 对花偏差的图像检测算法概述
    3.2 数字图像处理技术基础
    3.3 图像去噪
    3.4 边缘检测
    3.5 边缘细化
    3.6 图像分割
    3.7 直线检测
        3.7.1 直线提取
        3.7.2 直线拟合
    3.8 摄像机标定
    本章小结
4 自动对花控制系统的软件设计
    4.1 自动对花控制系统的软件设计概述
    4.2 上位机和下位机的软件设计
        4.2.1 实时操作系统简介
        4.2.2 基于实时操作系统的上位机软件设计
        4.2.3 基于实时操作系统的下位机软件设计
    4.3 上位机与下位机的通信
        4.3.1 上位机与下位机的通信协议
        4.3.2 通信协议的上位机实现
        4.3.3 通信协议的下位机实现
    4.4 基于上位机ARM的步进电机运动控制
        4.4.1 步进电机的变频控制
        4.4.2 步进电机变频控制的软件设计
    本章小结
5 对花偏差图像检测算法在DSP上的优化
    5.1 对花偏差图像检测算法优化概述
    5.2 算法执行速度的评价方法
    5.3 算法级优化
    5.4 内存级优化
    5.5 C语言级优化
        5.5.1 基于C编译器的优化
        5.5.2 数据的定点化计算与整数除法
    本章小结
6 自动对花控制系统的测试
    6.1 自动对花控制系统的测试平台
    6.2 摄像机标定
    6.3 对花偏差检测的图像处理算法测试
    6.4 自动对花控制系统的对花偏差校正测试
    本章小结
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 本文主要创新成果
    7.3 展望
参考文献

(8)基于DSP两相混合式步进电机矢量控制的研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
目录
1 绪论
    1.1 论文选题背景
    1.2 步进电机驱动器设计概述
        1.2.1 常用电机控制芯片
        1.2.2 步进电机典型驱动方式
        1.2.3 步进电机控制策略概述
    1.3 论文结构安排
2 两相混合式步进电动机原理及其特性分析
    2.1 混合式步进电机
    2.2 两相混合式步进电动机工作原理
    2.3 步进电机运行特性分析
        2.3.1 静态转矩特性
        2.3.2 动态转矩特性
        2.3.3 暂态转矩特性
    2.4 两相混合式步进电机数学模型
    2.5 本章小结
3 两相混合式步进电机矢量控制方案
    3.1 两相混合式步进电机矢量控制原理
        3.1.1 电机 dq 轴坐标定义
        3.1.2 矢量控制坐标变换
    3.2 两相电压 SVPWM 技术
        3.2.1 两相电压 SVPWM 的特点
        3.2.2 两相 SVPWM 设计思路
    3.3 系统 Simulink 建模分析
    3.4 本章小结
4 自抗扰技术在步进电机矢量控制方案中的应用
    4.1 自抗扰控制
    4.2 电流自抗扰控制器结构设计
    4.3 电流自抗扰控制器参数整定
    4.4 系统 Smiulink 建模分析
    4.5 本章小结
5 基于 DSP 的步进电机驱动器硬件电路设计
    5.0 控制器芯片 F2812 最小系统设计
        5.0.1 时钟电路
        5.0.2 复位电路
        5.0.3 电源电路
        5.0.4 JTAG 接口电路
    5.1 功率驱动电路
    5.2 驱动器辅助电路
        5.2.1 电流采样/调理电路
        5.2.2 过流保护电路
        5.2.3 其它电路设计
    5.3 电路元件参数选择及性能分析
    5.4 本章小结
6 系统测试
    6.1 驱动器软件实现
        6.1.1 主程序设计
        6.1.2 定时器中断服务子程序设计
        6.1.3 其它中断子程序设计
    6.2 实验结果分析
    6.3 本章小结
总结与展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(9)基于TMS320F2812画幅式航空像机嵌入式控制系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
目录
第一章 引言
    1.1 相机发展概述
    1.2 航空相机概述
    1.3 航空相机国内发展外研究现状
    1.4 本课题研究意义
    1.5 论文的研究内容和结构安排
第二章 航空相机系统综述
    2.1 画幅式航空相机简介
    2.2 画幅式航空相机结构
        2.2.1 光学系统
        2.2.2 感光成像系统
        2.2.3 控制系统与传输系统
    2.3 航空相机功能模块
        2.3.1 胶片卷片机构
        2.3.2 快门曝光机构
        2.3.3 像移补偿机构
        2.3.4 胶片负压展平机构
        2.3.5 其他功能模块
    2.4 本文主要研究改进的功能
        2.4.1 像移补偿
        2.4.2 快门曝光
第三章 系统硬件设计与实现
    3.1 DSP原理及简介
        3.1.1 DSP发展及性能特点
        3.1.2 TI公司DSP芯片TMS320F2812 功能简介
        3.1.3 DSP开发流程和开发工具
    3.2 基于F2812 的DSP嵌入式控制系统
    3.3 外围电路设计
        3.3.1 电源设计
        3.3.2 寄存器扩展
        3.3.3 人机交互界面
        3.3.4 数据传输
        3.3.5 LED数码管曝光装置
第四章 系统软件算法设计与实现
    4.1 快门快速性优化
        4.1.1 快门往复运动分析
        4.1.2 步进电机往复运动驱动曲线改进算法
        4.1.3 快门驱动程序实现
    4.2 像移补偿及卷片算法
    4.3 SCI串口通信
    4.4 快门、光圈可调
    4.5 LED数码管曝光
    4.6 其他指令
第五章 系统实现及实验结果分析
    5.1 电机及驱动器选用介绍
    5.2 实验板及其他器件
    5.3 实验结果及分析
第六章 总结与展望
    6.1 完成的工作及研究成果
    6.2 前景展望
参考文献
发表的文章记录
致谢

(10)基于DSP的光电伺服系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 研究背景及选题意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 选题来源及意义
    1.2 光电跟踪系统的发展概述
        1.2.1 发展现状
        1.2.2 存在的问题
        1.2.3 光电跟踪中伺服系统的现状及趋势
    1.3 论文研究的主要内容安排
第2章 中线摄像的控制方案设计
    2.1 中线摄像的任务需求分析
        2.1.1 主要性能指标分析
        2.1.2 控制系统指标设计
    2.2 系统的平台设计
        2.2.1 中线摄像方案设计组成
        2.2.2 系统的整体结构设计
    2.3 伺服控制平台构建及各单元的设计
        2.3.1 滤光片的切换控制实现
        2.3.2 反射摆镜的定位控制实现
        2.3.3 伺服电机工作原理及控制
        2.3.4 角度测量单元设计
        2.3.5 系统通信设计
        2.3.6 伺服控制器的选择
第3章 DSP+FPGA 的伺服控制硬件平台设计
    3.1 DSP 的原理简介
        3.1.1 DSP 的发展
        3.1.2 DSP 的特点
        3.1.3 TMS320F2812 的功能简介
    3.2 DSP 和 FPGA 协同处理系统研究
        3.2.1 DSP+FPGA 的平台的优势
        3.2.2 DSP+FPGA 的平台的设计流程
        3.2.3 DSP+FPGA 的协同系统的调试方法及注意事项
    3.3 基于 DSP+FPGA 的伺服控制系统硬件平台设计
        3.3.1 DSP 的外围电路设计
        3.3.2 FPGA 与 DSP 协同电路设计
第4章 伺服控制的算法研究
    4.1 PID 控制算法的应用分析
        4.1.1 位置型 PID 的数字实现
        4.1.2 增量型 PID 算法实现
        4.1.3 两种 PID 算法的对比
        4.1.4 PID 算法在工程应用中的改进
    4.2 复合控制
        4.2.1 复合控制原理及设计
        4.2.2 等效复合控制
        4.2.3 基于速度,加速度补偿的复合控制
        4.2.4 共轴跟踪技术
    4.3 复合轴控制
    4.4 动态高型控制
    4.5 智能 PID 控制
第5章 中线控制系统分析与改进
    5.1 控制系统的软件实现
        5.1.1 DSP 集成开发平台 CCS 简介
        5.1.2 控制程序设计
        5.1.3 串口通信中断程序设计
        5.1.4 步进电机程序设计
        5.1.5 力矩电机程序设计
    5.2 控制系统分析
        5.2.1 控制性能分析
        5.2.2 系统误差分析处理
    5.3 控制系统的总结
第6章 总结与展望
参考文献
发表的文章记录
附录一: 控制系统硬件图
致谢

四、TMS320C31 DSP在步进电机控制中的应用(论文参考文献)

  • [1]超声电机驱动的航天器扫描机构控制系统研究[D]. 茅建伟. 南京航空航天大学, 2020
  • [2]基于DSP的通用型控制器设计及在步进电机控制中的应用研究[D]. 李丹丹. 长安大学, 2017(03)
  • [3]基于DSP的数字溢流阀的控制研究[D]. 易雪梅. 重庆大学, 2015(06)
  • [4]非硅MEMS柔性微装配线的自主式控制系统技术研究[D]. 张高阳. 北京理工大学, 2014(04)
  • [5]基于DSP多轴运动控制器在异型油罐焊接机器人中的应用[D]. 贾佳. 济南大学, 2013(06)
  • [6]步进电机无位置传感器控制[D]. 胡定军. 南京航空航天大学, 2013(06)
  • [7]固定台面式平网印花机自动对花控制系统研制[D]. 蒋坤. 浙江大学, 2013(S2)
  • [8]基于DSP两相混合式步进电机矢量控制的研究[D]. 姚刚. 辽宁工程技术大学, 2012(05)
  • [9]基于TMS320F2812画幅式航空像机嵌入式控制系统研究[D]. 陈晔. 中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所), 2011(06)
  • [10]基于DSP的光电伺服系统研究[D]. 李金洪. 中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所), 2010(06)

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TMS320C31 DSP在步进电机控制中的应用
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