本文關(guān)鍵詞：基于USM60電機(jī)的精密平臺(tái)設(shè)計(jì)與控制算法研究

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【摘要】：精密加工技術(shù)對(duì)微電子、生物、醫(yī)療、航空、航天等方面都有至關(guān)重要的作用,高精密加工、定位技術(shù)也已成為科研工作的重要內(nèi)容,若沒(méi)有精密定位工作臺(tái)將無(wú)法開(kāi)展相應(yīng)的檢測(cè)與研究。為滿足高精度加工與定位要求,減小人為誤差,增強(qiáng)設(shè)備的自動(dòng)化程度,本文設(shè)計(jì)了一套功能完善的二維精密定位平臺(tái)控制系統(tǒng)。針對(duì)二維精密定位控制平臺(tái),本文進(jìn)行了一系列的研究。首先,針對(duì)定位平臺(tái)的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)選擇并安裝合適的硬件,選用USM60超聲電機(jī)作為平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)單元,平臺(tái)位置測(cè)量部分選用光柵尺位移傳感器實(shí)時(shí)采集位置信息；其次,采用LabVIEW編程軟件為該系統(tǒng)編寫(xiě)控制程序,通過(guò)Matlab仿真,分析并比較不同類型PID控制算法,軟件主要用來(lái)采集平臺(tái)的位置數(shù)據(jù)及控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn),含有人機(jī)交互、測(cè)試、數(shù)據(jù)處理與顯示等一系列內(nèi)容；再次,比較實(shí)際使用中在文中提出的不同控制算法下平臺(tái)的響應(yīng)結(jié)果,根據(jù)響應(yīng)速度、超調(diào)量、穩(wěn)態(tài)誤差等方面的比較,選擇控制效果最好的變速積分式PID控制算法作為本系統(tǒng)最優(yōu)控制策略；最后,分析系統(tǒng)存在的誤差,找到減小或消除誤差的辦法,對(duì)最優(yōu)控制策略下平臺(tái)在不同目標(biāo)、不同負(fù)載時(shí)的響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行分析,合理記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并分析控制精度。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證,該平臺(tái)的工作性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求,可以對(duì)平臺(tái)位置進(jìn)行快速、穩(wěn)定的控制,并且系統(tǒng)控制精度高,操作方便。
【關(guān)鍵詞】：定位平臺(tái) 光柵傳感器 控制算法 LabVIEW 誤差分析
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH703;TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-12
• 1.1 課題研究的背景及意義7-8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外平臺(tái)技術(shù)研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3 本課題研究意義及主要研究?jī)?nèi)容10-11
• 1.3.1 研究意義10
• 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容10-11
• 1.4 本章小結(jié)11-12
• 2 定位平臺(tái)總體方案設(shè)計(jì)12-15
• 2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求12-13
• 2.2 總體設(shè)計(jì)方案13-14
• 2.2.1 系統(tǒng)組成13
• 2.2.2 系統(tǒng)的工作原理13-14
• 2.3 本章小結(jié)14-15
• 3 平臺(tái)硬件設(shè)計(jì)15-25
• 3.1 平臺(tái)三維設(shè)計(jì)15-18
• 3.1.1 平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15-16
• 3.1.2 平臺(tái)導(dǎo)軌副設(shè)計(jì)16-18
• 3.2 絲杠與聯(lián)軸器的選型18
• 3.3 電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的選型18-20
• 3.3.1 驅(qū)動(dòng)模型的建立19-20
• 3.4 位移測(cè)量傳感器20-22
• 3.5 平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)22-24
• 3.6 本章小結(jié)24-25
• 4 軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)25-48
• 4.1 端口配置程序25-26
• 4.2 平臺(tái)功能設(shè)計(jì)26-36
• 4.2.1 系統(tǒng)主程序界面26-28
• 4.2.2 檢測(cè)外設(shè)子程序28-30
• 4.2.3 系統(tǒng)手動(dòng)控制界面30-32
• 4.2.4 系統(tǒng)自動(dòng)控制界面32-36
• 4.3 平臺(tái)控制算法設(shè)計(jì)36-46
• 4.3.1 增量式PID控制算法37-40
• 4.3.2 變速積分PID控制算法40-42
• 4.3.3 模糊PID控制算法42-46
• 4.4 可執(zhí)行文件的生成46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 5 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)及分析48-60
• 5.1 定位平臺(tái)速度控制48-51
• 5.2 定位平臺(tái)空載實(shí)驗(yàn)51-53
• 5.3 定位平臺(tái)負(fù)載實(shí)驗(yàn)53-58
• 5.3.1 5kg負(fù)載實(shí)驗(yàn)53-57
• 5.3.2 10kg負(fù)載實(shí)驗(yàn)57-58
• 5.4 定位平臺(tái)綜合調(diào)節(jié)58-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 6 誤差分析60-69
• 6.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算和處理60-63
• 6.2 誤差定性分析63-67
• 6.3 本章小結(jié)67-69
• 7 結(jié)論69-72
• 7.1 論文總結(jié)69-70
• 7.2 研究展望70-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 附錄77

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1 黃穎;;云計(jì)算與運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)平臺(tái)變革[J];電子制作;2013年19期

2 鄭金輝;;高職院校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)的構(gòu)建[J];成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2008年03期

3 鄭依華;南凱;楊德婷;董科軍;;面向會(huì)議活動(dòng)的科研協(xié)同云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年S1期

4 黃山;陸化普;錢臻;;城際交通信息平臺(tái)軟件的數(shù)據(jù)管理模式研究[J];交通與計(jì)算機(jī);2005年06期

5 楊鵬;;基于C++語(yǔ)言的跨平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)[J];硅谷;2014年04期

6 張大坤,田s，

本文編號(hào)：705206