【摘要】：伴隨著電子產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸屏等輸入輸出設(shè)備大量出現(xiàn)并被廣泛使用。這些設(shè)備在使用過程中,需要受到隨機的或者持續(xù)的外力按壓。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量,需要模擬不同的按壓力度來測試產(chǎn)品。因此一個可調(diào)節(jié)的,精密的壓力輸出設(shè)備是必不可少的,本課題研究的就是這樣一個精密壓力控制系統(tǒng)。該精密壓力控制系統(tǒng)主要包括上位機軟件,微控制器電路板,下位機軟件,精密壓力傳感器,精密直線電機以及電機驅(qū)動器等幾大部分。系統(tǒng)的主要目標(biāo)是在收到上位機壓力控制命令后,快速調(diào)整電機運行參數(shù)從而在規(guī)定的時間內(nèi)達到設(shè)定的壓力輸出。本系統(tǒng)的研究內(nèi)容主要包括上位機軟件設(shè)計,硬件電路原理圖設(shè)計,硬件PCB布板,下位機軟件設(shè)計,系統(tǒng)搭建,調(diào)試與測試等。上位機軟件在Windows環(huán)境下開發(fā),基于Visual Studio集成開發(fā)環(huán)境,使用C#編程語言;硬件電路圍繞STM32F103微控制器與24位精度ADC搭建;測試系統(tǒng)選擇LSB200系列精密壓力傳感器,響應(yīng)迅速,測量精度小于±1g;執(zhí)行機構(gòu)選擇東方馬達精密直線電機DRL20G及其配套脈沖序列輸入型電機驅(qū)動器LRD503-K,步進精度最高可達8nm。該系統(tǒng)可以通過上位機軟件設(shè)置測試壓力等參數(shù),下位機軟件運用位置式數(shù)字PID算法實現(xiàn)壓力輸出的閉環(huán)控制。經(jīng)過系統(tǒng)測試,該系統(tǒng)最終的壓力曲線上升沿時間小于150ms,壓力穩(wěn)定性小于±2g,壓力下降沿時間小于80ms,技術(shù)參數(shù)符合設(shè)計要求,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,簡單易用,適合工業(yè)使用。
【圖文】：

件級別以及整機出廠測試過程中加入壓力測試要求，壓力（F）、上升沿時間（t_rising）、下降沿時間（t_falling）等參數(shù)必須符合公司質(zhì)量要求。圖1.1 智能手機觸摸屏壓力控制曲線示意圖1.2 研究現(xiàn)狀壓力是工業(yè)過程控制過程中經(jīng)常需要控制的一個技術(shù)參數(shù)，這方面的技術(shù)看似非常成熟，但作者實際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域，氣體壓力控制系統(tǒng)確實非常多，但涉及施加到固體設(shè)備上的壓力控制就比較少，尤其在要求 1Kg 以下的小壓力控制范圍以及±2g 壓力控制精度的情況下，作者基本上沒有發(fā)現(xiàn)相關(guān)研究成果。工業(yè)壓力控制系統(tǒng)有很多種，最常見是根據(jù)控制精度和有無反饋來分類的：開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。要求簡單粗糙的場合大多使用開環(huán)壓力控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)一般情況下沒有壓力反饋，或者只有壓力臨界值報警反饋，成本低廉，，能滿足基本使用要求；而壓力控制要求嚴(yán)格的場合大多使用閉環(huán)控制系統(tǒng)

STM32微控制器最小系統(tǒng)原理框圖
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP311.52;TP273

【參考文獻】

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本文編號：2525667