基于PC控制的开放式数控快速带传输系统的研究与实现

论文摘要

数控技术和数控装备是制造业现代化的重要基础,直接影响到一个国家的经济发展和综合国力,关系到一个国家的战略地位。传统的数控系统大多采取封闭式设计,由此导致的系统间的彼此不兼容使得数控系统难以进行结构的改变和功能的扩展。开放式数控系统解决了这一问题。我们设计的快速带传输设备不同于一般的数控机床,不能采用现成的数控系统,该项目由于其过程控制的特殊性,只能根据工艺的要求,重新设计应用程序。本文通过对开放式数控系统的理论研究,并通过选择各种硬件,实现对快速带传输设备的高速、高精度控制。我们不仅要着重考虑传送时间,传送距离的准确性,而且要考虑在多种实验条件下,系统的柔性和操作的简单性。为了实现这样的性能要求,我们采用PC机和运动控制器实现对伺服电机的调速控制。本文的主要工作如下:(1)对基于PC机控制的开放式数控系统进行系统研究,选择适应与该系统的控制方式,对控制算法进行深入研究,为系统选择该系统的控制算法。(2)根据高速高精度的数控系统对硬件的要求,深入研究了伺服电机和驱动器的性能,以及各个厂家伺服电机的性能区别和有关情况,选择适合本系统的伺服电机和运动控制卡。(3)根据实际要求,设计电路图。(4)根据工艺的特殊要求,编制满足实际应用的程序。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 插图索引
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 课题的研究意义
• 1.3 国内外的控制研究近况
• 1.3.1 国内近况
• 1.3.2 国外近况
• 1.4 本课题工作
• 第2章 开放式数控系统
• 2.1 开放式数控系统的概念
• 2.2 开放式数控系统的国内、外现状及其特点
• 2.2.1 开放式数控系统的国内、外研究的进展
• 2.2.2 开放式数控系统的特点
• 2.3 几种基于PC的开放式数控系统的比较
• 2.4 本章小结
• 第3章 模糊PID控制的设计
• 3.1 系统控制和工艺流程
• 3.2 模糊控制理论
• 3.3 PID控制理论
• 3.4 模糊自整定PID控制器的设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 硬件系统设计
• 4.1 硬件设计原则
• 4.2 系统总体结构设计
• 4.3 系统工作原理
• 4.4 步进电机和伺服电机优缺点比较
• 4.5 伺服电机选取
• 4.6 运动控制卡选取
• 4.7 本章小结
• 第5章 控制电路设计
• 5.1 电源设计
• 5.2 伺服电机与伺服驱动电路设计
• 5.3 运动控制器与伺服驱动电路设计
• 5.4 I/O与操作面板按钮及指示灯的连接
• 5.5 本章小结
• 第6章 控制软件设计
• 6.1 Visual C++6.0的特点
• 6.2 界面及程序设计
• 6.2.1 进入系统界面设计
• 6.2.2 功能选择界面设计
• 6.2.3 点动界面设计
• 6.2.4 运行界面设计
• 6.3 本章小结
• 第7章 系统测试及试运行
• 7.1 系统主要参数计算及试运行
• 7.2 本章小结
• 总结和展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文