徐从启[1]2004年在《基于PCI总线的旋转轴系运动控制器的研究》文中研究指明随着科学技术的进步,传统的运动控制系统由于本身的特性限制难以满足现代工业的要求,研究和开发具有开放式结构的高性能运动控制器已成为当前运动控制领域的重要发展方向。 课题设计开发了一种基于数字信号处理器DSP(ADSP-21061)和现场可编程门阵列FPGA(EPF6016)的PCI总线型运动控制器KDMC-H。这种以高速DSP芯片为核心的运动控制系统,能大大提高系统的采样频率,同时能实现更复杂的运动轨迹规划和更先进的控制算法。由于硬件组成上使用了FPGA可编程逻辑阵列,使该控制系统集成度更高,可靠性更好,也便于控制器的开发和改型。 论文首先介绍了运动控制器的硬件整体结构,重点介绍了PCI总线接口部分的硬件设计,从芯片选型、寄存器配置到电路设计都作了较详细的说明;第叁章详细讨论了PCI总线型运动控制卡的WDM驱动程序的设计原理、方法、编译安装及在设计中的注意事项,并实现了运动控制器的具有内存和I/O读写及中断处理的WDM驱动程序;第四章从理论上定量的分析运动控制器应用对象——叁轴转台框架间的动力学耦合并通过严密的数学推导给出了动力学模型,在此基础上利用非线性解耦理论对其进行了解耦研究,得到一个线性模型,并利用MATLAB对其进行数学仿真;第五章介绍了转台干扰观测器的设计;最后提出了课题进一步研究的方向与内容。
左序涛[2]2008年在《CNC锥齿轮单项误差测量仪的研制》文中进行了进一步梳理锥齿轮是各种齿轮中较为复杂的一种齿轮。它能够完成两相交(或交错)轴之间的传动,同时具有载荷均匀、传动平稳、振动小、噪声低等特点,因而在现代机械动力传动系统中得到广泛的应用。随着现代齿轮加工精度控制要求的不断提高,对锥齿轮齿面几何形状和精度的测量需求也不断上升。论文针对国内尚无锥齿轮单项误差专用测量设备这一现状,在分析锥齿轮单项误差测量原理的基础上,研制了CNC锥齿轮单项误差测量仪。论文主要工作如下:(1)总结分析了锥齿轮单项误差测量方法和测量仪器的特点,确定了锥齿轮单项误差测量原理。(2)根据测量原理确定了测量仪器的工作原理,提出了仪器设计技术指标和系统总体构成方案。(3)研制了CNC锥齿轮单项误差测量仪器的样机。该样机主要包括机械主机、测控系统、信号采集与处理系统叁个部分。(4)分析了仪器测控系统的自动测量模型,开发出测控系统软件,实现了仪器的自动测量。实验结果表明:本文提出的测量原理是可行的,研制的测量装置是高效可靠的。
于新华[3]2011年在《基于DSP+FPGA的多电机同步控制系统研究》文中认为随着电力电子技术、微型电子与计算机技术、传感器技术以及稀土永磁材料与电机控制理论的发展，从机械主轴到电子轴控制方式，从模拟控制到数字系统，从传统PID控制到人工智能算法，多电机的同步控制技术取得了长足的进步。因此，深入研究多电机的同步控制，提高其控制精度具有重要意义。本文针对多电机的同步控制问题，以多色卷筒纸印刷机为应用对象，在分析了机械主轴控制、非交叉耦合控制、交叉耦合控制等控制方式的优缺点的基础上，进行了以下研究工作：(1)确定基于FPGA+DSP硬件平台上的交叉耦合控制方式，设计平均误差算法的同步控制方案。(2)硬件上采用当前运动控制专用DSP芯片TMS320F2812来进行算法实现，使一片TMS320F2812芯片控制两台永磁同步电动机，充分利用硬件资源，节省开发成本。(3)采用XC95144XL来实现逻辑控制，分担DSP芯片任务量，从而实现较高效率的控制。(4)在软件方面，本设计采用基于平均误差的交叉耦合控制方式，该方式结合模糊PID控制，引入平均误差作为系统同步误差，使系统快速同步的同时减小振荡，最终使用PID算法消除系统稳态误差，从而达到高精度的同步控制。实验结果表明，在DSP+FPGA硬件平台上的基于平均误差的模糊PID算法的多电机同步控制系统，不仅在硬件成本有较大优势，而且在算法复杂度不高的情况下得到了较好的同步控制效果。
付文平[4]2006年在《目标模拟器控制性能的研究》文中研究说明目标模拟器系统是在实验室条件下模拟导弹目标平面运动姿态的仿真设备。在仿真设备使用以前,武器研制上采用的方法比较落后。而随着仿真设备的大量应用,武器研制周期、成本都大大降低,系统精度越来越高。技术先进的美国、法国等发达国家在武器研制方面都采用了仿真设备来降低成本、加快武器研制速度。随着电力电子技术的发展和应用技术的不断进步,使得交流永磁同步电机的控制技术有了显着提高,并且在数控机床、机器人等高性能伺服场合得到了广泛的应用,从而为研制目标模拟器系统提供了技术上的可行性。本文在此技术背景下提出了电机驱动和控制方案,并完成了目标模拟器系统的相关研究。本文通过对目标模拟器系统技术要求进行分析,完成了目标模拟器系统的机械结构的工程性设计,利用有限元软件分析了机械结构的变形、应变及固有频率,根据电机交流传动系统的特点,分析了电磁干扰的主要因素和传递途径,并结合控制系统的实际情况,完成了电磁干扰抑制设计,有效地抑制了电磁干扰。本文根据系统各部分的数学模型,建立了目标模拟器系统的数学模型,通过位置控制系统的开环、闭环频率特性对位置控制系统的稳定性、精度和快速性进行了分析。在理论分析和仿真的基础上,通过试验验证了控制系统设计的可行性,并且对系统的低速特性、最大速度、最大加速度和频响等进行了试验研究。
郭海[5]2017年在《车辆发动机曲轴自动检测系统设计与研究》文中研究表明曲轴是发动机的核心部件之一,曲轴制造质量影响着发动机的综合性能,因此其加工质量的检测要求也非常严格。但因曲轴外形复杂等原因,近年来我国在曲轴检测技术滞后于快速发展的曲轴加工技术。曲轴检测大部分还是采用手工抽检的方式,这种方式对曲轴加工质量的管理有着严重不足。为此本文设计了一套发动机曲轴自动检测系统,通过本系统可以准确有效的完成曲轴主要的形位误差的测量。通过参阅大量参考文献并根据现实条件,本文在柱坐标系的基础上设计了一套合适的曲轴自动测量方案。文章主要包括以下几个方面:(1)根据曲轴结构特点,首先完成柱坐标法曲轴测量模型的建立,明确曲轴测量流程方案和曲轴测量中数据的采样方法。(2)对现有的凸轮测量设备进行改进,实现了叁个轴系的独立运动控制及数据采集功能。在水平轴X轴增加了机械测头+电感测头的测微装置,提高测量精度。(3)根据设计的曲轴测量方案搭建硬件平台,完成了控制系统硬件的选型与搭建,控制系统的电路设计与调试。(4)基于Visual C++语言开发测量控制软件,根据曲轴测量运动控制方案完成曲轴主要形位误差的测量,并实现数据的可视化,同时在测量过程中对各轴的运动参数进行实时监测。(5)曲轴测量项目中有的项目参数并不能直接测量得到,为此建立曲轴数据处理模型,通过数据处理模型对采集数据进行分析。其次还对测量过程中涉及到的测量误差进行误差补偿。最后实验验证中,采用本论文中设计的曲轴测量方案、曲轴数据处理模型、曲轴测量控制方式所得到的数据结果证明本自动测量系统基本满足了曲轴检测方面的要求,也验证了论文中曲轴测量方案的可行性。
李永勃[6]2018年在《一种螺旋伞齿轮齿距偏差的测量方法》文中研究表明螺旋伞齿轮具有传动平稳、结构紧凑、传动噪声低、承载能力强等优点,被广泛的应用到汽车、高铁、航空航天、船舶等机械设备中。机械设备的生产制造水平很大一部分原因是由螺旋伞齿轮的质量和性能决定的。齿距偏差是评价齿轮传动性能的重要指标,直接影响齿轮的传动精度和传动平稳性,因此螺旋伞齿轮齿距偏差检测是极其重要的。由于螺旋伞齿轮的形状较为特殊,从而造成目前广泛使用的针对圆柱齿轮和直齿轮提出的测量设备无法对其进行精确的检测,制约了我国螺旋伞齿轮制造水平的提高与发展。目前针对螺旋伞齿轮的检测方法多为接触式测量,接触式测量需要预先设置测量路径,在测量过程中测头与工件表面接触,容易导致工件表面磨损,并且需要对测头半径进行位置补偿。本文提出一种基于激光叁角位移传感器的螺旋伞齿轮齿距偏差非接触式测量方法,主要研究内容如下:首先,将激光叁角位移传感器作为主要测量工具,构建基于激光叁角位移传感器的螺旋伞齿轮齿距偏差非接触式测量系统。完成测量系统的总体结构设计,将激光叁角位移传感器和带动齿轮旋转的旋转平台配合使用,实现对螺旋伞齿轮齿宽中部齿廓的高精度测量,并对测量系统的硬件设计与选型进行详细阐述。其次,对本论文提出的非接触式测量系统给出对应的测量原理。测量过程中激光叁角位移传感器的读数和圆光栅尺的读数作为一组数据存储到数据文件中,上位机数据处理系统首先去除由于外界环境和测量系统本身等多种因素影响产生的个别畸变测量数据,然后用改进的叁次B样条法对测量数据进行齿廓曲线拟合,拟合齿廓与分度圆方程联立求解可以求出实际齿廓与分度圆的交点_iP,便可进一步求出实际齿距,通过与理论齿距进行比较,获得齿距偏差数据。最后,分析螺旋齿轮齿距偏差测量过程中影响测量系统精度的主要误差因素,如测量环境误差、随机误差、测量系统本身误差。针对不同的误差因素提出相应的补偿措施。使用本论文提出测量系统进行测量实验,并与齿轮测量中心的测量结果进行对比验证论文提出的测量方法的可行性与正确性。
颜运涛[7]2013年在《船舶柴油机轴系扭振测试系统的开发》文中研究表明船舶柴油机轴系扭转振动是影响船舶安全航行的重要因素。为了避免柴油机轴系扭转振动破坏事故的产生,柴油机及其轴系不仅在设计阶段应进行详细的扭振计算,而且在第一台柴油机或船舶制造完工后,就应及时进行扭振测量。本文的目的是开发一款用于船用柴油机扭振测量信号后处理的软件程序。目前,轴系扭转振动测量按拾振装置与轴系接触与否可分为接触式测量和非接触式测量两种。非接触式扭振测量常用的方法是通过测量轴上码盘、齿盘等等分机构产生的脉冲信号的周期,从中拾取扭振信息。采用数字化测量的扭振系统,不需要对信号进行标定,通过软件对采样信息的处理就可以得到扭振信息。本文对扭振的产生机理进行了阐述,对非接触数字化测量影响扭振测量精度的主要因素进行了分析,并探讨了消除影响的方法。文中对扭振信号的提取和利用软件插值方法提高扭振测量精度的方法进行了相关的研究和分析。本文通过对扭振测量方法进行研究,根据非接触式扭振测量的原理和扭振数字化测量的方法产生的信号类型,以虚拟仪器软件开发工具LabVIEW为平台,以模块化设计的方式,开发了一套扭振测量系统统软件,软件包括系统设置、信号采集、信号处理、数据分析和试验报告五个功能模块。每个功能模块通过独立编程实现相应的功能,对实现软件功能的主要子程序用仿真信号进行了验证,结果表明子程序完全符合数据处理的要求。
参考文献：
[1]. 基于PCI总线的旋转轴系运动控制器的研究[D]. 徐从启. 国防科学技术大学. 2004
[2]. CNC锥齿轮单项误差测量仪的研制[D]. 左序涛. 北京工业大学. 2008
[3]. 基于DSP+FPGA的多电机同步控制系统研究[D]. 于新华. 北京印刷学院. 2011
[4]. 目标模拟器控制性能的研究[D]. 付文平. 哈尔滨工业大学. 2006
[5]. 车辆发动机曲轴自动检测系统设计与研究[D]. 郭海. 西安理工大学. 2017
[6]. 一种螺旋伞齿轮齿距偏差的测量方法[D]. 李永勃. 燕山大学. 2018
[7]. 船舶柴油机轴系扭振测试系统的开发[D]. 颜运涛. 大连海事大学. 2013