本文關(guān)鍵詞：CAN總線技術(shù)在電機控制系統(tǒng)中的應用研究

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【摘要】：隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和芯片技術(shù)的發(fā)展以及控制芯片性能的較大提高，以現(xiàn)場總線為代表的控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)控制中占據(jù)著不可缺少的位置。CAN總線作為近年來非常流行的幾種現(xiàn)場總線之一，在眾多工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛應用。在電機控制方面，控制方法及所用芯片的種類都是多種多樣的，數(shù)字信號處理器與電機相結(jié)合已成為控制領(lǐng)域的主流趨勢，這種結(jié)合方式實現(xiàn)了電機的數(shù)字化控制，已成為控制領(lǐng)域研究的熱點之一。 針對工業(yè)領(lǐng)域中需要對多臺電機控制的情況，本文設(shè)計并實現(xiàn)一種基于CAN總線的多電機控制系統(tǒng)。全文從硬件和軟件兩部分入手，對整個系統(tǒng)進行了分析與設(shè)計。首先，通過分析CAN總線的一般結(jié)構(gòu)，給出系統(tǒng)的整體設(shè)計框圖，設(shè)計USB-CAN轉(zhuǎn)換器和CAN節(jié)點的硬件電路。其中下位機電機控制芯片選用TMS320F2812型號的數(shù)字信號處理器（DSP），研究其增強型CAN模塊與外圍電路。 軟件方面，在CAN總線CAN2.0B協(xié)議的基礎(chǔ)上，確定適合本系統(tǒng)的報文幀格式和報文濾波機制，并制定CAN總線的應用層協(xié)議，給出上位機主要函數(shù)的定義以及報文發(fā)送和接收流程，通過分析ADC模塊的采樣過程，設(shè)計出適合本系統(tǒng)的ADC模塊設(shè)置。本文特別給出應用于矢量控制中的旋轉(zhuǎn)角度模塊的計算方法。在最后，選用Delphi軟件設(shè)計上位機人機交互界面，操作面板包含轉(zhuǎn)速設(shè)置，電機的采樣數(shù)據(jù)等，其中為避免因多臺電機同時起動的起動電流過大問題而設(shè)計的電機延時起動功能是設(shè)計的一大特點。 為方便驗證系統(tǒng)設(shè)計的可行性，本文以3臺永磁同步電機作為被控對象，，在實驗室現(xiàn)有條件下，分別進行單機測試和多機測試。一方面可以對電機轉(zhuǎn)速進行控制，同時可以使電機進行加速減速和正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)操作，一方面可以采集電機的運行參數(shù)。本文設(shè)計的多電機延時起動功能簡單易行，適用于大型工業(yè)控制場所。
【關(guān)鍵詞】：CAN總線 電機控制 數(shù)字信號處理器 Delphi
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM301.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題的背景及意義9
• 1.2 電機控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢9-10
• 1.3 現(xiàn)場總線概述10-12
• 1.3.1 現(xiàn)場總線的特點10-11
• 1.3.2 幾種常見的現(xiàn)場總線11-12
• 1.3.3 CAN 總線的發(fā)展和現(xiàn)狀12
• 1.4 論文的研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排12-14
• 第2章 CAN 總線及其通信技術(shù)14-18
• 2.1 CAN 總線協(xié)議的結(jié)構(gòu)模型14-15
• 2.2 CAN 總線的通信方式15-16
• 2.3 CAN 總線特點16-17
• 2.4 CAN 總線的拓撲結(jié)構(gòu)17
• 2.5 CAN 總線的傳輸介質(zhì)17
• 2.6 本章小結(jié)17-18
• 第3章 基于 CAN 總線的多電機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計18-29
• 3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)18-19
• 3.2 系統(tǒng)上位機 CAN 轉(zhuǎn)換器的硬件設(shè)計19-21
• 3.3 下位機電機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計21-28
• 3.3.1 DSP 外圍電路設(shè)計22-23
• 3.3.2 數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計23-26
• 3.3.3 增強型控制器局域網(wǎng)接口 eCAN26-27
• 3.3.4 CAN 總線接口電路設(shè)計27-28
• 3.4 本章小結(jié)28-29
• 第4章 基于 CAN 總線的多電機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計29-47
• 4.1 CAN 總線應用層協(xié)議設(shè)定29-32
• 4.1.1 CAN 協(xié)議的設(shè)置29-31
• 4.1.2 報文濾波機制31-32
• 4.2 數(shù)據(jù)采集的實現(xiàn)32-37
• 4.2.1 ADC 模塊工作原理32-33
• 4.2.2 ADC 的時鐘控制33-34
• 4.2.3 ADC 模塊采樣34-37
• 4.3 CAN 軟件設(shè)計37-40
• 4.3.1 CAN 通信模塊的初始化37-39
• 4.3.2 報文的接收與發(fā)送39-40
• 4.4 系統(tǒng)上位機人機交互功能設(shè)計40-45
• 4.4.1 報文的函數(shù)說明41-42
• 4.4.2 報文的發(fā)送與接收42-45
• 4.5 電機控制方式45-46
• 4.6 本章小結(jié)46-47
• 第5章 系統(tǒng)試驗測試及分析47-53
• 5.1 單機測試47-48
• 5.2 多機同步測試48-50
• 5.3 多機延時控制測試50-52
• 5.4 本章小結(jié)52-53
• 第6章 結(jié)論53-55
• 參考文獻55-58
• 在學研究成果58-59
• 致謝59

【參考文獻】

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本文編號：666099