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基于ARM的织机送经和卷取控制系统的设计

2020-12-01阅读(927)

基于ARM的织机送经和卷取控制系统的设计

论文摘要

目前,织机向着高速化、智能化方向发展,无梭织机也越来越占主导地位,开发中高档织机控制系统是当前纺织机械领域的重要课题。织机的电子送经和卷取控制系统是中高档织机控制的关键技术之一,同时它也是无梭织机优越于有梭织机的重要特征之一,因此研究送经和卷取控制系统具有重要意义。本文研究的内容是织机的送经和卷取控制系统,主要目的是保证织机在织造过程中纱线张力的动态稳定。主要工作如下:(1)在分析送经卷取系统原理和功能的基础上,提出了一种用较低成本完成所需控制功能的解决方案——以ARM嵌入式处理器S3C44B0为中心构建硬件平台,以嵌入式操作系统uClinux为基础构建软件平台。(2)利用嵌入式处理器S3C44B0丰富的硬件资源,对电子送经卷取控制系统进行硬件设计:包括以S3C44B0为核心的最小系统电路的设计、与上位机通讯接口电路的设计、经纱张力检测与采样电路的设计、伺服电机驱动接口电路的设计和编码器接口电路的设计等。(3)利用嵌入式操作系统uClinux高实时、多任务等优点,对电子送经卷取控制系统进行软件设计:●在分析uClinux系统的特点和功能的基础上,完成了在硬件电路板上的移植;●在分析系统引导程序功能的基础上,完成了Boot Loader的设计;●完成了系统设备驱动程序的设计:包括串口驱动程序设计、A/D驱动程序的设计和IIC驱动程序的设计等;●在对织机工艺了解的基础上,以模块化的思想完成了系统应用程序的设计:包括张力传感器数据采集模块、控制算法模块和通讯模块等;(4)详细介绍了整个控制系统的调试过程。本文设计的系统能使控制的经纱张力恒定,反应快速,控制精度高,很好地解决了开车痕等问题,能满足中高档织机的要求,具有实际应用价值。

论文目录

  • 致谢
  • 摘要
  • Abstract
  • 目次
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题的研究背景
  • 1.1.1 概况
  • 1.1.2 送经和卷取控制系统的发展
  • 1.2 课题的研究意义
  • 1.3 课题的主要研究内容和关键技术
  • 1.4 本文的组织结构
  • 第2章 系统的总体设计
  • 2.1 原理介绍
  • 2.1.1 织造原理概述
  • 2.1.2 送经卷取原理
  • 2.2 系统整体框架
  • 2.2.1 总体功能
  • 2.2.2 硬件部分
  • 2.2.3 软件部分
  • 第3章 送经和卷取控制系统的硬件设计
  • 3.1 ARM控制器的设计思想
  • 3.1.1 主芯片的选择
  • 3.1.2 控制器电路板结构
  • 3.2 控制器最小系统电路的设计
  • 3.2.1 外扩存储系统
  • 3.2.2 IIC EEPROM接口
  • 3.2.3 JTAG调试接口
  • 3.2.4 电源和复位电路
  • 3.2.5 时钟电路
  • 3.3 通信接口电路
  • 3.3.1 UART串行接口
  • 3.3.2 Ethernet电路模块
  • 3.4 经纱张力检测与采样模块
  • 3.4.1 经纱张力的检测
  • 3.4.2 经纱张力的采样
  • 3.5 电机驱动接口电路
  • 3.6 编码器接口电路
  • 3.7 其他接口电路
  • 3.7.1 与底板输入输出信号的对应接口电路
  • 3.7.2 辅助电路
  • 第4章 送经和卷取控制系统的软件设计
  • 4.1 uClinux的简介
  • 4.2 uClinux在本课题电路板上的移植
  • 4.2.1 增加和机型相关的代码
  • 4.2.2 添加中断系统
  • 4.2.3 增加其它相关代码
  • 4.2.4 修改Makefile和配置菜单
  • 4.3 系统引导程序设计
  • 4.3.1 Boot Loader的作用
  • 4.3.2 Blob在本课题电路板上的移植
  • 4.4 设备驱动设计
  • 4.4.1 设备驱动概念
  • 4.4.2 设备驱动设计中的重要数据结构
  • 4.4.3 设备驱动程序的实现步骤
  • 4.4.4 I/O口驱动程序
  • 4.4.5 外部编码器的驱动程序
  • 4.4.6 IIC驱动程序
  • 4.4.7 定时器驱动
  • 4.4.8 A/D驱动
  • 4.4.9 串口驱动程序
  • 4.4.10 网络RTL驱动程序和实时时钟
  • 4.5 应用程序的设计
  • 4.5.1 总体软件模块图
  • 4.5.2 织机工艺相关
  • 4.5.3 通讯协议设计
  • 4.5.4 系统管理模块
  • 4.5.5 张力传感器数据采集模块
  • 4.5.6 系统信息通讯模块
  • 4.5.7 控制算法模块
  • 4.5.8 其它子模块
  • 第5章 系统的调试
  • 5.1 硬件测试
  • 5.2 交叉编译环境的建立
  • 5.3 添加设备驱动
  • 5.4 添加应用程序到文件系统
  • 5.5 配置和编译uClinux
  • 5.6 下载到电路板调试
  • 5.7 控制策略的调试
  • 第6章 总结与展望
  • 6.1 总结
  • 6.2 展望
  • 参考文献
  • 作者简历及在学期间所取得的科研成果

    • 相关论文文献

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