本文關鍵詞：基于嵌入式技術的開放式數(shù)控實驗教學平臺研究

  更多相關文章： X-Y工作臺 STC89C54單片機控制板 步進電機 PWM 插補運算

【摘要】：隨著數(shù)控技術的發(fā)展,推動了社會對數(shù)控專業(yè)人才的需求,傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式存在許多弊端,為了更好更經(jīng)濟地培養(yǎng)數(shù)控技術人員,本文開發(fā)了一套適用于數(shù)控初級教育的開放式數(shù)控實驗平臺。平臺的結構簡單、模塊開放、控制方便、適用于高等院校和高職院校進行數(shù)控技術的實驗教學。系統(tǒng)由PC機、單片機控制板、步進電機驅(qū)動器、反饋裝置及X-Y工作臺等部件組成。本文主要對單片機控制板和步進電機驅(qū)動電路進行了模塊化設計、制作和實驗調(diào)試,并深入分析了步進電機的驅(qū)動原理和控制方法。建立了包含步進電機、PID控制算法、PWM脈寬調(diào)制技術在內(nèi)的閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)學模型,驗證了基于Matlab/Simulink仿真平臺的數(shù)控仿真系統(tǒng)的可行性。系統(tǒng)硬件設計采用Altium Designer軟件平臺設計了基于STC89C54單片機控制板的開放式數(shù)控仿真系統(tǒng)的硬件電路,包括主控芯片電路、電源電路、電機驅(qū)動電路、限位電路、按鍵電路、編碼器接口電路、RS485通信電路和輔助電路。借助Altium Designer強大的原理圖庫和器件封裝庫設計制作了單片機控制板的PCB板。系統(tǒng)軟件設計利用ARM公司的集成開發(fā)工具keil C51開發(fā)了適用于X-Y工作臺的開放式數(shù)控系統(tǒng)的控制程序,完成了通信技術、插補技術、步進電機控制技術及C語言編譯技術的研究。利用逐點比較法的圓弧插補原理,構建了適用于X-Y工作臺走整圓軌跡的C語言控制程序,并利用keil C51的在線調(diào)試模塊進行仿真調(diào)試。系統(tǒng)經(jīng)過整合與調(diào)試,確定了控制系統(tǒng)的運行參數(shù)�；趉eil C51編譯了圓弧插補算法的C語言控制程序,分析了在程序驅(qū)動下的X-Y工作臺的運行軌跡與NC規(guī)則下的插補軌跡的重合度,驗證了開放式數(shù)控實驗仿真平臺的實用價值。
【學位授予單位】：西安工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG659

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本文編號：1180209