本文關(guān)鍵詞：基于ARM的電子壓力機(jī)專用控制器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著技術(shù)的更新?lián)Q代,傳統(tǒng)壓力機(jī)已經(jīng)無法滿足汽車零部件、電子、家電等行業(yè)中軸類、銷釘?shù)妊b配對(duì)于壓力位移控制高精度的需求,電子壓力機(jī)以其全閉環(huán)精確控制及在線監(jiān)測(cè)評(píng)估等能提高產(chǎn)品合格率的優(yōu)勢(shì)成為漸受青睞的研究方向�？v觀國(guó)內(nèi)外,電子壓力機(jī)控制方式大致分為:PLC+通用伺服系統(tǒng)+電缸模式,控制、檢測(cè)、伺服驅(qū)動(dòng)一體化專用控制器模式,PC機(jī)+運(yùn)動(dòng)控制卡+伺服系統(tǒng)模式。無論是國(guó)外采用一體化專用控制器還是國(guó)內(nèi)采用PLC+伺服系統(tǒng)的控制方案,都存在各自的缺點(diǎn),且兩者對(duì)壓裝結(jié)果的判定都是通過對(duì)幾個(gè)特定位置的壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)來實(shí)現(xiàn)的,而僅靠幾個(gè)特定位置的壓力有時(shí)無法準(zhǔn)確全面反映壓裝過程中壓力的變化,極易導(dǎo)致不合格產(chǎn)品流入市場(chǎng)。國(guó)外產(chǎn)品通常都提供價(jià)格昂貴的專用力/位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng),國(guó)內(nèi)產(chǎn)品則提供基于PC機(jī)的壓力—位移監(jiān)控軟件,但這無疑都大幅度增加了企業(yè)成本。本文提出一種專用控制器+伺服的模式,研究開發(fā)了一款基于嵌入式技術(shù)的電子壓力機(jī)專用控制器,采用核心板+擴(kuò)展板的模式進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。首先,在分析電子壓力機(jī)及其控制系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上,提出一種基于嵌入式技術(shù)的電子壓力機(jī)專用控制器,在分析電子壓力機(jī)的工作原理及其功能需求之后,對(duì)比現(xiàn)有的幾種常用控制方案,完成對(duì)專用控制器軟硬件總體方案的設(shè)計(jì)。其次,對(duì)專用控制器硬件進(jìn)行詳細(xì)研究設(shè)計(jì),本文采用核心板+擴(kuò)展板的模式,所以硬件設(shè)計(jì)包括核心板ARM及擴(kuò)展板中FPGA的選型及其周圍電路設(shè)計(jì),核心板與擴(kuò)展板之間的通信實(shí)現(xiàn)以及擴(kuò)展板中伺服接口電路、PWM信號(hào)的產(chǎn)生及放大電路、位移數(shù)據(jù)采集電路、I/O開關(guān)量電路等的研究設(shè)計(jì)。然后,對(duì)電子壓力機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,并對(duì)電子壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行MATLAB/Simulink仿真模型的建立和PID控制及模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制的對(duì)比仿真,得到最終的仿真結(jié)果證明模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID明顯優(yōu)于PID控制。最后,對(duì)軟件系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行選擇和構(gòu)建,完成了Linux操作系統(tǒng)的移植、內(nèi)核和根文件的定制等,并完成設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序及包括電機(jī)控制、通信和人機(jī)交互等應(yīng)用程序的設(shè)計(jì),最后對(duì)本文中電子壓力機(jī)的保壓?jiǎn)栴}進(jìn)行分析研究。本文研究設(shè)計(jì)的電子壓力機(jī)專用控制器不僅能實(shí)現(xiàn)壓力、位移的準(zhǔn)確控制,還能夠?qū)崿F(xiàn)壓裝過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和壓力—位移的實(shí)時(shí)采集與曲線顯示,且成本低廉,對(duì)國(guó)內(nèi)外電子壓力機(jī)的控制方法的研究發(fā)展作出了一定貢獻(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：電子壓力機(jī) 專用控制器 ARM 控制策略 MATLAB/Simulink Linux操作系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG305;TP273
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 電子壓力機(jī)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國(guó)外現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀13-14
• 1.3 電子壓力機(jī)控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 研究目的及意義16-17
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)及主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第二章 電子壓力機(jī)專用控制器總體設(shè)計(jì)18-26
• 2.1 電子壓力機(jī)工作原理18-19
• 2.2 功能需求分析19-21
• 2.3 整體方案設(shè)計(jì)21-25
• 2.3.1 現(xiàn)有控制方案對(duì)比21-22
• 2.3.2 硬件整體設(shè)計(jì)22-23
• 2.3.3 軟件總體設(shè)計(jì)23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 電子壓力機(jī)專用控制器硬件設(shè)計(jì)26-42
• 3.1 ARM和FPGA選型26-28
• 3.1.1 ARM選型26-27
• 3.1.2 FPGA芯片選型27
• 3.1.3 引腳資源配置27-28
• 3.2 專用控制器核心板設(shè)計(jì)28-34
• 3.2.1 ARM處理器簡(jiǎn)介29-30
• 3.2.2 核心板主要電路設(shè)計(jì)30-34
• 3.3 專用控制器擴(kuò)展板設(shè)計(jì)34-41
• 3.3.1 電源電路35-36
• 3.3.2 ARM和FPGA通信36-37
• 3.3.3 伺服接口電路37-38
• 3.3.4 PWM信號(hào)放大電路38-39
• 3.3.5 位移數(shù)據(jù)采集電路39-40
• 3.3.6 I/O開關(guān)量電路40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 電子壓力機(jī)專用控制算法研究42-61
• 4.1 位置伺服系統(tǒng)控制策略研究42-44
• 4.1.1 位置伺服系統(tǒng)構(gòu)成42
• 4.1.2 位置伺服系統(tǒng)控制策略研究現(xiàn)狀42-44
• 4.2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的原理44-50
• 4.2.1 模糊PID控制器44-45
• 4.2.2 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器45-46
• 4.2.3 算法實(shí)現(xiàn)46-50
• 4.3 電子壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)建模50-54
• 4.3.1 位置調(diào)節(jié)器數(shù)學(xué)模型50
• 4.3.2 伺服驅(qū)動(dòng)器數(shù)學(xué)模型50-51
• 4.3.3 伺服電機(jī)數(shù)學(xué)模型51-52
• 4.3.4 位置檢測(cè)器數(shù)學(xué)模型52
• 4.3.5 速度反饋環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)模型52-53
• 4.3.6 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型53-54
• 4.4 仿真實(shí)驗(yàn)54-60
• 4.4.1 電子壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)仿真55-57
• 4.4.2 控制算法的對(duì)比仿真57-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第五章 軟件設(shè)計(jì)61-70
• 5.1 軟件系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境的確定61-63
• 5.1.1 Bootloader移植61-62
• 5.1.2 根文件系統(tǒng)制作62
• 5.1.3 配置編譯Linux內(nèi)核62-63
• 5.2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)63-65
• 5.2.1 觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)63-64
• 5.2.2 PWM驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)64-65
• 5.3 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)65-68
• 5.3.1 伺服電機(jī)控制模塊設(shè)計(jì)65-66
• 5.3.2 控制系統(tǒng)通信設(shè)計(jì)66-67
• 5.3.3 人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)67-68
• 5.4 保壓設(shè)計(jì)68-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 第六章 工作總結(jié)與展望70-72
• 6.1 總結(jié)70-71
• 6.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-74
• 致謝74-75
• 附錄A 作者攻讀碩士學(xué)位期間的主要成果75-76
• 附錄B 電路原理圖76-78

【相似文獻(xiàn)】

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