本文關(guān)鍵詞：基于ARM的電缸控制系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：工業(yè)自動化設(shè)計(jì)是搭建驅(qū)動平臺,驅(qū)動平臺是氣缸,油缸或者電缸為基礎(chǔ)。在很多的工業(yè)應(yīng)用場合,傳統(tǒng)的液壓缸和氣缸的使用會因其自身特性受到制約,電缸卻有著無法比擬的優(yōu)勢。電缸及其派生機(jī)構(gòu)能構(gòu)成三直角坐標(biāo)機(jī)械手、圓柱機(jī)械手、桁架機(jī)械手,兩軸H型/十字并聯(lián)機(jī)械結(jié)構(gòu)、三軸滑塊式的DELTA機(jī)械結(jié)構(gòu)等復(fù)雜的機(jī)構(gòu),廣泛應(yīng)用于上下料、物料搬運(yùn)、涂膠、焊接、切割、碼垛等工業(yè)自動化設(shè)備。本文針對電缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)動特性,結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場合和工況條件,調(diào)研市場的電缸產(chǎn)品,歸納出技術(shù)參數(shù),然后提出電缸控制系統(tǒng)的功能要求和技術(shù)指標(biāo)。充分考慮性價比,再對比各種控制系統(tǒng)的構(gòu)建方案的優(yōu)劣勢后,提出了基于ARM的電缸控制系統(tǒng)的構(gòu)建。硬件電路部分,以STM32F103ZET6為核心控制單元,加上輔助的硬件模塊。包括:最小系統(tǒng)電路模塊、存儲器模塊、通信接口模塊、人機(jī)交互模塊、脈沖方向輸出模塊、限位及原點(diǎn)信號模塊、編碼器輸入模塊、數(shù)字輸入輸出模塊等。軟件系統(tǒng)部分,包括實(shí)時操作系統(tǒng)μC/OS-III移植、圖形用戶界面μC/GUI移植、LwIP是輕型IP協(xié)議棧移植、文件系統(tǒng)Fat Fs移植和應(yīng)用程序設(shè)計(jì),其中應(yīng)用程序設(shè)計(jì)主要包括通信程序設(shè)計(jì),類G工步代碼解析設(shè)計(jì),多軸運(yùn)動控制程序設(shè)計(jì),人機(jī)交互程序設(shè)計(jì),IO口監(jiān)控程序設(shè)計(jì)等。最后,對高性能的高速高平穩(wěn)的空間運(yùn)動控制的速度規(guī)劃和和插補(bǔ)算法進(jìn)行了一定的研究和驗(yàn)證。引入了快速S形加減速規(guī)律的速度規(guī)劃,進(jìn)行了詳細(xì)的算法介紹,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。借鑒現(xiàn)代的數(shù)控加工技術(shù),引入了連續(xù)微小短線段的插補(bǔ)算法,以空間圓弧過渡方式對復(fù)雜運(yùn)動軌跡進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算,進(jìn)行了較為詳細(xì)的算法介紹,并對比直接過渡方式進(jìn)行了仿真,對比分析并驗(yàn)證了算法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：電缸 運(yùn)動控制 STM32F103ZET6 μC/OS-III 速度規(guī)劃和插補(bǔ)算法
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH136;TP273
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 課題背景及研究意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 課題研究主要內(nèi)容及需解決的關(guān)鍵問題11-12
• 2 電缸控制系統(tǒng)總體方案12-20
• 2.1 電動缸結(jié)構(gòu)分析12-13
• 2.2 電缸控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)性能指標(biāo)及功能要求13-14
• 2.3 總體方案設(shè)計(jì)14-18
• 2.3.1 多種控制方案對比14-16
• 2.3.2 總體控制方案設(shè)計(jì)16-18
• 2.4 本章小結(jié)18-20
• 3 電缸控制系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計(jì)20-34
• 3.1 電缸控制系統(tǒng)的微控制單元選擇20-21
• 3.2 最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)21-25
• 3.2.1 電源及復(fù)位電路設(shè)計(jì)22-23
• 3.2.2 時鐘電路設(shè)計(jì)23-24
• 3.2.3 JTAG接口設(shè)計(jì)24-25
• 3.3 存儲器電路設(shè)計(jì)25-27
• 3.4 人機(jī)交互TF-LCD電路設(shè)計(jì)27-28
• 3.5 通信接口電路設(shè)計(jì)28-30
• 3.6 脈沖輸出電路設(shè)計(jì)30-31
• 3.7 編碼器輸入和手輪脈沖輸入電路設(shè)計(jì)31-32
• 3.8 數(shù)字輸入輸出電路設(shè)計(jì)32
• 3.9 硬件實(shí)物調(diào)試32-33
• 3.10 本章小結(jié)33-34
• 4 電缸控制系統(tǒng)軟件平臺設(shè)計(jì)34-54
• 4.1 嵌入式系統(tǒng)相關(guān)的移植34-38
• 4.1.1 電缸控制系統(tǒng)的實(shí)時操作系統(tǒng)選擇34-35
• 4.1.2 實(shí)時操作系統(tǒng)μC/OS-III移植35-36
• 4.1.3 圖形用戶界面μC/GUI移植36
• 4.1.4 輕量型TCP/IP協(xié)議棧LwIP移植36-37
• 4.1.5 文件系統(tǒng)FatFs移植37-38
• 4.2 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)38-51
• 4.2.1 通信程序設(shè)計(jì)38-40
• 4.2.2 類G工步代碼解析設(shè)計(jì)40-44
• 4.2.3 多軸運(yùn)動控制程序設(shè)計(jì)44-48
• 4.2.4 人機(jī)交互程序設(shè)計(jì)48-51
• 4.3 電缸控制系統(tǒng)的上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 5 速度規(guī)劃和插補(bǔ)算法在電缸空間運(yùn)動中的研究與驗(yàn)證54-74
• 5.1 速度規(guī)劃54-66
• 5.1.1 運(yùn)動控制前瞻處理55-57
• 5.1.2 基于加減速時間控制的快速S形加減速規(guī)律的速度規(guī)劃57-64
• 5.1.3 快速S形加減速算法驗(yàn)證和分析64-66
• 5.2 空間圓弧過渡的連續(xù)微小短線段插補(bǔ)算法66-72
• 5.2.1 空間圓弧過渡轉(zhuǎn)接模型67-69
• 5.2.2 轉(zhuǎn)接速度約束條件69
• 5.2.3 過渡轉(zhuǎn)接參數(shù)計(jì)算69-71
• 5.2.4 空間圓弧過渡方式的算法分析與仿真驗(yàn)證71-72
• 5.3 本章小結(jié)72-74
• 6 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 本文總結(jié)74
• 6.2 展望74-76
• 致謝76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 附錄82
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間取得的科研成果82

【相似文獻(xiàn)】

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