基于DSP的氣動伺服控制系統(tǒng)設(shè)計與研究
發(fā)布時間:2022-08-07 22:09
近年來在氣動控制領(lǐng)域特別引人注目的發(fā)展趨勢之一是通過氣動技術(shù)與電子技術(shù)以及機械技術(shù)的有機結(jié)合,實現(xiàn)氣-電-機一體化的氣動伺服技術(shù)。由于氣動技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合,以及周邊技術(shù)的成熟,在工業(yè)自動化領(lǐng)域里,氣動技術(shù)的實用性己經(jīng)充分體現(xiàn)出來。因此氣動伺服定位技術(shù)一出現(xiàn),就受到工業(yè)界和學術(shù)界的高度重視,為氣動技術(shù)大規(guī)模進入工業(yè)自動化領(lǐng)域開辟了新的途徑。數(shù)字信號處理是一門以眾多學科為理論基礎(chǔ)而廣泛應用于許多領(lǐng)域的新興學科。它對信號進行分析、處理,側(cè)重于理論分析、算法確定、及軟件實現(xiàn),如快速傅立葉變換、卷積、數(shù)字濾波等。要實時地完成某種算法,就需要有特殊的硬件支持,這種硬件支持最佳的方案之一就是數(shù)字信號處理器(DSP)。本文主要是針對氣動伺服定位進行研究,設(shè)計了一個基于DSP的氣動伺服控制器,突破傳統(tǒng)氣動僅能夠兩點定位,實現(xiàn)了多點高精度的定位。基于DSP的控制系統(tǒng),與基于工控機的控制系統(tǒng)和基于單片機的控制系統(tǒng)相比,具有很強的優(yōu)勢。它首先克服了工控機控制系統(tǒng)的系統(tǒng)龐大,成本高,控制復雜,不便用于工業(yè)現(xiàn)場等缺點;又克服了單片機運算速度慢,不適合做比較復雜的算法,控制精度不可能達到很高等缺點。該系統(tǒng)最大的...
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 氣動技術(shù)概述
1.1.1 氣動技術(shù)特點
1.1.2 氣壓伺服系統(tǒng)的特點
1.1.3 氣動技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1.4 氣動伺服的研究現(xiàn)狀
1.1.5 氣動技術(shù)的應用
1.2 數(shù)字信號處理器(DSP)概述
1.2.1 DSP 的一般概念
1.2.2 數(shù)字信號處理的幾種方法比較
1.2.3 DSP 芯片特點
1.3 本課題的研究意義及研究內(nèi)容
1.3.1 本課題的研究意義
1.3.2 課題的研究內(nèi)容
1.4 本章小結(jié)
2 氣動伺服控制器硬件設(shè)計
2.1 氣動位置伺服總體方案確定
2.2 控制方案選擇及CPU 確定
2.2.1 控制方案確定
2.2.2 CPU 的確定
2.2.3 DSP 芯片選型
2.3 基于TMS320LF2407A 氣動伺服控制器的硬件設(shè)計
2.3.1 時鐘及存儲器
2.3.2 A/D 及D/A 轉(zhuǎn)換電路
2.3.3 人機交互模塊
2.3.4 電源模塊
2.3.5 通信模塊設(shè)計
2.3.6 SPI 擴展EEPROM
2.3.7 中斷及復位電路
2.3.8 印制電路板
2.4 可靠性及抗干擾能力研究
2.5 本章小結(jié)
3 閥控型氣壓伺服控制系統(tǒng)理論分析
3.1 系統(tǒng)控制原理圖及方框圖
3.2 開環(huán)閥控氣缸系統(tǒng)理論分析
3.3 閥控缸數(shù)學模型的建立
3.4 本章小結(jié)
4 控制策略研究
4.1 各種控制策略概述
4.1.1 目前采用的一些控制策略
4.1.2 本課題所選用控制策略
4.2 智能模糊PID
4.2.1 經(jīng)典PID 控制
4.2.2 模糊控制
4.2.3 智能模糊PID
4.3 本章小結(jié)
5 實驗分析
5.1 調(diào)試環(huán)境
5.1.1 CCS 概述
5.1.2 仿真器
5.2 軟件設(shè)計
5.2.1 系統(tǒng)程序流程圖
5.2.2 軟件總體結(jié)構(gòu)
5.2.3 命令文件及中斷向量文件
5.3 實驗分析
5.3.1 系統(tǒng)組成
5.3.2 階躍信號響應曲線
5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 研究總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]氣動伺服定位系統(tǒng)在機間輸送機上的研制[J]. 于今,謝朝夕. 液壓與氣動. 2005(03)
[2]多功能全氣控氣動系統(tǒng)教學實驗臺設(shè)計[J]. 曹玉平,閻祥安,張承譜,馮洪江. 液壓與氣動. 2000(01)
碩士論文
[1]氣動比例伺服系統(tǒng)控制算法及實驗研究[D]. 閔為.重慶大學 2006
[2]氣動伺服定位系統(tǒng)的理論研究與應用[D]. 謝朝夕.重慶大學 2005
本文編號:3671133
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 氣動技術(shù)概述
1.1.1 氣動技術(shù)特點
1.1.2 氣壓伺服系統(tǒng)的特點
1.1.3 氣動技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1.4 氣動伺服的研究現(xiàn)狀
1.1.5 氣動技術(shù)的應用
1.2 數(shù)字信號處理器(DSP)概述
1.2.1 DSP 的一般概念
1.2.2 數(shù)字信號處理的幾種方法比較
1.2.3 DSP 芯片特點
1.3 本課題的研究意義及研究內(nèi)容
1.3.1 本課題的研究意義
1.3.2 課題的研究內(nèi)容
1.4 本章小結(jié)
2 氣動伺服控制器硬件設(shè)計
2.1 氣動位置伺服總體方案確定
2.2 控制方案選擇及CPU 確定
2.2.1 控制方案確定
2.2.2 CPU 的確定
2.2.3 DSP 芯片選型
2.3 基于TMS320LF2407A 氣動伺服控制器的硬件設(shè)計
2.3.1 時鐘及存儲器
2.3.2 A/D 及D/A 轉(zhuǎn)換電路
2.3.3 人機交互模塊
2.3.4 電源模塊
2.3.5 通信模塊設(shè)計
2.3.6 SPI 擴展EEPROM
2.3.7 中斷及復位電路
2.3.8 印制電路板
2.4 可靠性及抗干擾能力研究
2.5 本章小結(jié)
3 閥控型氣壓伺服控制系統(tǒng)理論分析
3.1 系統(tǒng)控制原理圖及方框圖
3.2 開環(huán)閥控氣缸系統(tǒng)理論分析
3.3 閥控缸數(shù)學模型的建立
3.4 本章小結(jié)
4 控制策略研究
4.1 各種控制策略概述
4.1.1 目前采用的一些控制策略
4.1.2 本課題所選用控制策略
4.2 智能模糊PID
4.2.1 經(jīng)典PID 控制
4.2.2 模糊控制
4.2.3 智能模糊PID
4.3 本章小結(jié)
5 實驗分析
5.1 調(diào)試環(huán)境
5.1.1 CCS 概述
5.1.2 仿真器
5.2 軟件設(shè)計
5.2.1 系統(tǒng)程序流程圖
5.2.2 軟件總體結(jié)構(gòu)
5.2.3 命令文件及中斷向量文件
5.3 實驗分析
5.3.1 系統(tǒng)組成
5.3.2 階躍信號響應曲線
5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 研究總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]氣動伺服定位系統(tǒng)在機間輸送機上的研制[J]. 于今,謝朝夕. 液壓與氣動. 2005(03)
[2]多功能全氣控氣動系統(tǒng)教學實驗臺設(shè)計[J]. 曹玉平,閻祥安,張承譜,馮洪江. 液壓與氣動. 2000(01)
碩士論文
[1]氣動比例伺服系統(tǒng)控制算法及實驗研究[D]. 閔為.重慶大學 2006
[2]氣動伺服定位系統(tǒng)的理論研究與應用[D]. 謝朝夕.重慶大學 2005
本文編號:3671133
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