一、基于TMS320LF2407的运动控制系统设计方案(论文文献综述)
彭礼圆[1](2019)在《流量表检定装置装卸机械手系统构成及控制技术研究》文中认为随着工业生产领域的自动化程度的不断提高,工业机械人已经开始广泛运用于机械制造、汽车装配、化工原料配送等各个领域,大大提高了生产效率以及降低了企业的生产加工的人力成本。本课题研究是针对生产企业流量表检定装置的升级改造之需,创新性地设计一款用于流量表检定装置上的装卸机械手。该机械手的作用主要是通过抓取待检测的流量表,将其送至检测平台并安装至流量表检测时的专用夹紧装置,待检测结束后再将其抓送至指定安放位置,这样以便后续进一步地去实现流量表从搬运、装卸并检测这一过程的自动化,极大提高流量表检定的工作效率以及降低企业的生产成本。本课题的装卸机械手的研究设计,主要由装卸机械手的机械结构设计和控制系统设计两部分组成;结构设计包括机械手关节、手臂以及执行结构的设计;而控制系统设计是整个机械手设计的极为重要部分,其功能决定了机械手工作时抓取和安装的定位精度,直接关系到机械手能否实现企业所提的要求。通过查阅国内外大量的装卸机械手的科研文献以及研究分析,本研究确定了机械手的结构整体方案为运动导轨+类SCARA机器人结构,采用三维设计软件SolidWorks制作了机械手三维模型,计算并确定各个关机驱动电机的选型;根据机械手的实际情况,设计了各个关节驱动电路的硬件电路,包括伺服电机的闭环驱动和步进电机的细分驱动;控制方面确定了工控机PC+ARM11+DSP运控模块的运动控制的整体方案;设计了嵌入式Linux控制系统的硬件模块,包括核心板设计、存储电路设计以及通信模块等;为了验证机械手轨迹规划的合理性,本文还通过D-H坐标系法建立了机械手连杆坐标系,进行了机械手正、逆运动学分析并进行了机械手动力学模型仿真;以及机械手各关节采用4-3-4模式的分段轨迹规划模式的算法,进行了机械手单关节仿真和基于MATLAB Robotic Toolbox机械手轨迹规划算法仿真,结果表明课题的机械手具有较高的控制精度,以及控制算法的正确性和有效性。理论分析和设计流量表装卸机械手,使其理论上达到了生产企业的现实要求,实现了流量表到检测平台并安放至夹紧装置过程自动化,可较大地提高生产企业的流量表检定的效率,降低人工成本;也为后续的机械手的实际应用奠定了理论基础和借鉴意义。
程小平[2](2016)在《舰载稳定平台伺服控制系统设计》文中提出舰船航行时,由于船体摇摆运动的干扰,舰船上的精密仪器、设备等通常无法正常工作,在这种情况下,舰载稳定平台由于能隔离船体扰动,精确保持平台动态姿态基准,因此被广泛应用于现代武器装备和民用设施中,如弹舰制导、雷达天线、船用移动卫星通讯等。本文从工程应用出发,以舰载稳定平台为研究对象,主要研究舰载稳定平台的伺服控制技术。本文首先给出了舰载稳定平台结构设计,然后分析了稳定平台伺服控制系统总体方案设计及原理,介绍了系统的几个关键组成部分,在此基础上给出了系统硬件电路的原理和实现方法,并完成了各功能模块的硬件逻辑及VHDL设计。在控制算法的运用上,本文首先介绍了普通PID控制算法,在此基础上分析了改进型PID控制算法,并进行了仿真分析,完成了控制软件设计。最后,对系统进行了样机试验研究,测试结果表明,系统有效的实现了设计指标,满足系统性能指标要求,同时也验证了系统设计方案的正确性以及控制算法的有效性。
王慧玲[3](2013)在《智能足球机器人控制系统设计研究》文中指出全自主足球机器人是近年来很多科研机构涉足研究的对象,因为它集中了很多前沿的科学技术于一身,例如:信息融合技术、动态监测与决策、自主路径规划、导航技术、足球机器人间角色转换和任务分配等一系列的类似于人的思维和运动功能。足球机器人更多的是用于实验室研究,它可以促进人工智能、机器人学与生命科学的发展。在足球机器人比赛中,它的各种性能的好坏就可以在实践中得以检验。本文主要设计和研究智能足球机器人的控制系统,针对控制系统的主要硬件和相应的软件进行了研究和设计,主要从以下几个内容展开:(1)了解本课题研究的背景和意义,以及目前国内外智能机器人发展的总体概况,由此而总结出智能机器人的关键技术,如:信息融合技术、导航和定位技术、路径规划技术等等,本文的控制系统控制模式采用“上位机+多轴运动控制卡”,并且给出足球机器人控制系统总体原理框图。(2)本文设计的足球机器人控制系统分为几个模块,模块与模块之间相互独立,便于更换和维修,成本降低很多。总体又可分为上位机和下位机,上位机是由高性能的笔记本电脑构成,下位机是以运动控制卡为核心来控制传感器模块、通讯模块、执行模块、运动模块、电源模块、检测模块。本文设计了各个模块的主要硬件和相对应的部分软件。(3)对本文研究的足球机器人控制系统做了部分的实验验证,检验该部分硬件和软件的设计的正确性和可靠性。实验结果表明,实验项目可行,可以实现要求功能。
张泽[4](2011)在《基于DSP的六足机器人控制系统研究》文中研究指明六足机器人研究属于仿生机器人学中的研究比较热门的领域,它相对于其它机器人在越障能力上拥有更好的表现,在科研探险、军事侦测、灾难抢险等领域都有很多应用。其是六足机器人研究领域中是一个重要的研究方向,能使机器人具有更强的野外适应能力。本文结合六足机器人在越障过程的运动特点,分析六足机器人越障控制过程,建立基于DSP的运动控制系统。首先,本文介绍了一系列用于研究而搭建的实验平台,包括机械样机、控制系统和仿真系统。样机采用基于链式机械结构的六足机器人,该结构不同于传统的六足机器人结构设计方案,它将机器人的身体结构分成三段,中间使用驱动关节相连接。控制系统采用TMS320LF2407A作为控制内核,采用分时译码方式实现将六路控制信号转化为48路控制信号,通过Max6818芯片实现对机器人足端接触信号的去抖动处理。仿真系统是基于OpenGL的Windows应用程序,该系统参照Pro/E的建模方式和Adams的运动仿真方式,能实现模拟机体的运动过程和分析轨迹等。紧接着在对六足机器人进行了正运动学分析,将六足机器人分成机身坐标系统和机械腿坐标系统,建立了各个坐标系统的关节之间的转换矩阵,并分析了与机器人控制相关的加速度和速度,为控制系统提供数据结构支持。然后又分析六足机器人的越障控制过程和整体运动控制策略,在此基础上建立基于TMS320LF2407A的越障控制系统,该系统包括运动调节控制模块、节律控制模块和自调节控制模块,其中自调节控制模块用于实现机器人对地面及整体运动过程的自调节控制,节律控制模块用于控制机器人的步态控制,运动调节控制模块用于节律运动控制模块、自调节模块的调节。这种多层次的运动控制结构为六足机器人运动控制提供一种解决方案,为后续的研究提供一定的借鉴。在文章的最后,将控制方案加入到仿真系统进行运动过程的分析,并在样机上进行调试工作,验证该系统方案的可行性。
许闯[5](2010)在《R600 Linac运动单元位置与速度反馈控制的实现》文中研究表明为了能更好地满足肿瘤治疗临床需要,提高产品竞争力,实现肿瘤治疗中的摆位实时验证,目前本课题可以完善直线加速器,在直线加速器R600上加入EPID系统,本课题为EPID的实现提供可行的运动控制方案。本课题实现运动位置与速度反馈控制,从而为以后直线加速器其它电机控制提供改进方案。另外,EPID作为独立的部件,不但可以应用于东软的R600和未来的中高能直线加速器上,而且也可以用于其他厂家的无EPID加速器的改进,所以EPID系统的应用前景广阔。本文对EPID运动控制系统的控制板进行了深入的研究,主要包括系统控制板的总体设计方案、芯片的选择、各主要电路模块的具体实现等。本文不仅设计制作了系统控制板的硬件平台,还采用DSP的开发工具利用C语言编写了软件算法,采用CPLD的开发工具利用VHDL语言编写了逻辑控制模块,最终实现了一个比较完整的系统控制板。归纳起来本文的主要内容有:(1)对直线加速器的发展做了简要解说,分析了其发展状况,以及介绍了其关键组成之一EPID运动控制系统的研究意义。(2)分析了运动控制系统的整体结构、性能要求及其控制系统的软硬件实现的整体方案。着重研究了系统的功能和基本构成,并详细介绍了系统的工作原理,介绍了系统的每个组成部分的结构和功能。(3)较为全面的介绍了电子控制系统各个模块的硬件实现。着重阐述了硬件模块的划分及硬件总体设计,详细介绍了各个硬件模块的电路原理图模块。(4)叙述了运动控制系统的软件实现。介绍了CCS软件的特性、组成及其功能,使用C语言对硬件各模块进行配置,并介绍了CPLD器件的开发设计流程,给出了伺服电机的运动控制算法。(5)对现有的控制板使用器件进行了分析,选定了控制板主要使用的芯片。对各模块进行了整合,实现了设计的初衷。
王研[6](2010)在《CNC齿轮测量中心的随动控制系统设计》文中指出CNC齿轮测量中心作为精密测量仪器是装备制造业重点发展的项目之一。它集成了精密机械制造技术、高精度传感技术、计算机技术、精密测量理论、信息处理技术、微电子技术等先进技术。测量与控制系统是CNC齿轮测量中心的关键技术之一,本文设计的随动控制系统就是对测控系统进行改善。通过对常用运动控制方案进行分析比较,综合各方面因素选定了以DSP为核心,基于CAMAC总线的随动控制系统。该系统可以实时检测测头与被测工件之间的位置偏差,通过控制电机带动测头跟随被测工件运动,消除当前位置偏差。控制算法采用了增量式数字PID控制算法,该控制算法经参数整定后能很好地实现运动控制,具有较好的鲁棒性。文中给出了随动控制卡的硬件总体设计方案,阐述了随动控制系统的工作原理。硬件部分以TI公司的电机专用控制芯片DSP TMS320LF2407A为核心,采用了DSP+CPLD的设计方案,根据所选的控制方案对随动控制卡的各部分电路进行了具体的设计与分析,给出了详细完整的实用硬件电路解决方案,其中包括DSP最小系统电路、CPLD译码电路、电源电路、系统的切换电路等等。软件部分详细介绍了随动控制系统的软件结构,采用模块化的设计方法,给出了程序模块的设计流程图,完成了DSP主控程序、信号采集模块、PID控制模块和PWM输出模块等的程序设计。最后进行软硬件调试及仿真,验证了随动控制系统硬件电路的有效性及相应软件编写的合理性,同时提供了一些实用的硬件调试经验。本文设计的随动控制系统,有效的提高了CNC齿轮测量中心测量的可靠性。
侯鸿斌[7](2010)在《嵌入式通用运动控制系统的研究与应用》文中研究说明随着当前嵌入式系统技术的发展,以及高性能处理器芯片的广泛应用,嵌入式通用控制系统凭借其性价比高,稳定性强等优势,得到高速发展与广泛应用。在“FPC生产设备”设计项目中,需要对多个运动机构进行联动控制。为此,设计了一个体积小,功能齐全,扩展性强的嵌入式通用运动控制系统,以适应多种不同运动控制需求的场合。本课题所设计的嵌入式通用控制器系统采用飞利浦公司ARM LPC2138处理器作为主处理器,德州仪器公司DSP TMS320LF2407A处理器执行运动控制算法,ALTERA公司CPLD EPM570T144实现外围数字信号的辅助处理。该嵌入式通用运动控制器,具有应用面广,性价比高,开发周期短的优势,符合当前市场的发展趋势。本课题设计的嵌入式通用运动控制器主要就是针对目前生产设备中的脉冲控制型的运动控制场合,如伺服系统、步进系统等,具有广泛的适用性,能满足大部分开环、半闭环、闭环的控制需求。本人的研究工作主要集中在以下几个方面:1、设计由TMS320LF2407A、LPC2138、EPM570T144三大芯片组成的嵌入式运动控制器硬件系统。2、配合DSP数字信号处理器的运算特点,开发出基于TMS320LF2407A的梯形加减速控制、S曲线加减速控制、两轴联动算法。3、凭借CPLD的高速逻辑运算能力,设计出高效的脉冲发送方式。提高了DSP的运算效率,加快了算法的处理速度。4、在实际生产工艺的需求下,开发出单步执行,循环执行,手轮控制,自动运行等控制方式,方便不同场合的使用需求。5、设计基于串口的ARM与DSP的控制指令通讯传输协议。
王良军[8](2010)在《智能移动机器人控制系统设计与实现》文中认为随着计算机、网络、机械电子、信息、自动化以及人工智能等技术的飞速发展,移动机器人的研究进入了一个崭新的阶段。同时,太空资源、海洋资源的开发与利用为移动机器人的发展提供了广阔的空间。目前,智能移动机器人,无人自主车等领域的研究进入了应用的阶段,随着研究的深入,对移动机器人的自主导航能力,动态避障策略,避障时间等方面提出了更高的要求。地面智能机器人路径规划,是行驶在复杂,动态自然环境中的全自主机器人系统的重要环节,而地面智能机器人全地域全自主技术的研究,是当今国内外学术界面临的挑战性问题。智能移动机器人是一类能够通过传感器感知环境和自身状态,实现在有障碍物的环境中面向目标自主运动,从而完成一定功能的机器人系统。移动机器人技术研究综合了路径规划、导航定位、路径跟踪与运动控制等技术。涉及到包括距离探测、视频采集、温湿度以及声光等多种外部传感器,作为移动机器人的输入信息。移动机器人的运动控制主要是完成移动机器人的运动平台,提供一种移动机器人的控制方式。性能良好的移动机器人运动控制系统是移动机器人运行的基础,能够服务于移动机器人研究的通用开发平台。论文设计采用通用单片机实现轮式移动机器人电机驱动和闭环调速。实现了基于渡越时间法的超声波测距模块设计,为机器人提供简单方便的障碍物距离检测。DSP实时检测驱动电机的正交编码脉冲实现移动机器人的运动学定位,作为机器人一种比较粗略的定位方式,可以作为后续高精度定位方式的补充。使用模糊控制实现移动机器人路径跟踪控制,利用MATLAB的模糊控制工具箱实现路径跟踪控制决策,完成移动机器人的路径跟踪。经过实验验证,论文设计的移动机器人运行平稳,控制简单。仿真的路径跟踪结果显示路径跟踪控制规则能够使机器人较好的跟踪已知路径。可以作为简单的移动机器人实验平台使用。同时运动控制系统尚有一定局限,一些模块需要改进,软件算法需要更深入研究,提升系统性能。
周国成[9](2009)在《基于DSP的多轴运动控制器研究》文中指出运动控制器作为开放式数控系统的核心,在开放式数控系统中具有非常重要的地位,并得到越来越多的关注,已经被广泛应用到机器人、航空宇宙、医疗设备、测试测量、半导体制造以及材料处理等诸多领域。与欧美、日本等发达国家相比,我国在运动控制器领域还有较大差距。因此,研究一款开放式运动控制器具有现实意义。本文结合两自由度移动机器人运动控制需求,对基于DSP的多轴运动控制器进行了研究,主要研究内容如下:在对目前市场上主流运动控制器的体系结构进行充分调研的基础上,提出了基于DSP的两轴运动控制器的总体设计方案,并从硬件、软件两个方面对运动控制器进行了详细的设计。运动控制器硬件部分包括DSP硬件电路和复杂可编程逻辑器件(CPLD)扩展模块两个部分。其中芯片DSP采用TI公司的TMS320LF2407A,ALTERA公司的MAX系列CPLD EMP7128对运动控制器的功能进行扩展,文中给出了硬件电路各模块的详细的电路图。运动控制器软件部分包括DSP系统初始化程序和控制算法两个部分,文中给出了DSP初始化函数以及各控制算法的软件设计流程图。最后还在两自由度机器人MTR平台上,对两轴运动控制器进行了试验。为使运动控制器能够适应更复杂的领域,实现更多自由度机器人、机械臂等场合的应用,提出了基于FPGA的四轴运动控制器,给出了四轴运动控制器的体系结构,软硬件解决方案,并对FPGA内部各逻辑模块在Quartus II平台上进行了详细的设计与仿真。该四轴运动控制器采用TI公司的TMS320F2812和ALTERA公司的Cyclone II系列FPGA EP2C5Q为控制核心。这种结构将DSP数字信号处理能力与FPGA逻辑处理能力都得到充分的发挥。为解决PID控制算法在面对非线性问题时无法得到高精度的控制性能的问题,提出了基于模糊小脑模型(Fuzzy Cerebellar Model Articulation Controller,简称FCMAC)的补偿控制策略,该控制策略将FCMAC作为补偿控制器引入伺服系统的速度环当中,与模型参考控制相结合。FCMAC补偿控制器能够实时在线学习系统的非线性,对参数变化及扰动等因素进行实时补偿。仿真研究表明该控制策略能显着减小系统速度、位移跟踪误差,即使在持续正弦信号干扰下也具有良好的动静态性能。
万建军[10](2009)在《三维打印快速成型机控制系统的研发》文中提出三维打印快速成型技术是目前最具有生命力的快速成型技术之一,适用于家用电器、办公室用品、建筑模型、医学模型等领域的新产品开发。作为一种经济型快速成型技术,它具有成本低、系统可靠性高,设备体积小、噪声小、成型速度快等优点,且产品材料与颜色可多样化,具有巨大的应用潜能和广阔的市场前景。因此,开展三维打印快速成型机控制系统的研发,具有重要的现实意义。本文系统、全面地对三维打印快速成型机控制系统进行了研究,首先分析了国内外快速成型机控制系统的研究情况和发展现状,进而指出运动控制系统的发展趋势。在此基础上提出了系统的软硬件的总体结构,并按照结构化和模块化的设计方法对基于PCI总线的DSP、CPLD运动控制系统进行方案设计,确定了系统的各子模块功能。设计了控制板硬件电路,对控制板的DSP外围电路、PCI总线接口电路、模拟量输出电路、通用I/O接口电路等实现方法进行了详细讨论,阐述了实现中的技术细节。最后,在底层软件设计和控制卡驱动程序开发方面,研究设计了各程序模块单元并介绍了它们的开发流程。
二、基于TMS320LF2407的运动控制系统设计方案(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于TMS320LF2407的运动控制系统设计方案(论文提纲范文)
(1)流量表检定装置装卸机械手系统构成及控制技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 工业机器人国内外发展历程及趋势 |
1.2.1 工业机器人国内外发展历程 |
1.2.2 发展趋势 |
1.2.3 存在的问题分析 |
1.3 研究内容及章节安排 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 具体章节安排 |
第二章 机械手系统构成设计及分析 |
2.1 机械手实际运行环境介绍及方案设计 |
2.1.1 机械手运行环境介绍 |
2.1.2 机械手运动方案确定 |
2.2 机械手选型及传动方案设计 |
2.2.1 机械手结构分析及选型 |
2.2.2 伺服驱动电机的分析与选型 |
2.2.3 步进电机的分析与选型 |
2.3 谐波减速器的结构分析设计 |
2.4 末端执行器及托盘分析设计 |
2.5 机械手运动路径规划设计 |
2.6 机械手D-H参数及运动学正反解求解 |
2.7 本章小结 |
第三章 机械手运动控制方案及硬件电路设计 |
3.1 机械手运动控制系统总体方案设计 |
3.2 伺服电机驱动电路分析及设计 |
3.3 步进电机控制电路分析及设计 |
3.3.1 步进电机的介绍及细分驱动控制 |
3.3.2 步进电机驱动电路设计 |
3.4 DM542 步进电机驱动器的应用 |
3.4.1 DM542 步进电机驱动器概述 |
3.4.2 驱动器接口和接线介绍 |
3.5 手爪气缸驱动电路设计 |
3.6 机械手控制逻辑总图 |
3.7 本章小结 |
第四章 嵌入式机械手控制系统硬件设计 |
4.1 嵌入式核心板硬件设计 |
4.1.1 主控芯片S3C6410 |
4.1.2 存储电路的设计 |
4.2 电源电路设计 |
4.3 通讯电路设计 |
4.3.1 100M以太网通信模块 |
4.3.2 串口通信模块 |
4.4 液晶触摸屏 |
4.5 JTAG调试电路 |
4.6 本章小结 |
第五章 机械手控制软件设计及算法研究 |
5.1 嵌入式LINUX系统移植 |
5.1.1 嵌入式Linux系统 |
5.1.2 交叉编译环境的安装及介绍 |
5.1.3 嵌入式Linux平台的搭建 |
5.2 机械手电机控制程序的开发与挂载 |
5.3 机械手关节电机控制PID研究 |
5.3.1 PID控制算法 |
5.3.2 单神经元自适应PID控制算法 |
5.3.3 机械手单关节控制研究 |
5.4 机械手轨迹规划算法实现 |
5.5 基于MATLAB机械手轨迹仿真设计 |
5.6 本章小结 |
总结 |
致谢 |
参考文献 |
(2)舰载稳定平台伺服控制系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.2 稳定平台研究现状及发展趋势 |
1.2.1 国外研究概况 |
1.2.2 国内研究概况 |
1.2.3 稳定平台综述 |
1.3 伺服控制概述 |
1.4 本文主要内容 |
2 舰载稳定平台伺服控制系统总体设计 |
2.1 稳定平台结构设计 |
2.2 伺服控制系统总体方案及原理 |
2.3 伺服控制器主控芯片 |
2.4 测角系统 |
2.5 驱动系统 |
2.6 接口电路 |
3 控制系统硬件设计 |
3.1 硬件电路的功能与组成 |
3.2 接口板设计 |
3.2.1 接口板硬件结构 |
3.2.2 自整角机编码转换电路设计 |
3.2.3 网络接口电路设计 |
3.2.4 SDRAM电路设计 |
3.3 主控板设计 |
3.3.1 主控板硬件结构 |
3.3.2 DSP电路设计 |
3.3.3 RDC解算电路设计 |
3.3.4 D/A电路设计 |
3.4 内部双向总线设计 |
3.5 电源设计 |
3.6 电平转换设计 |
4 基于VHDL的硬件逻辑设计 |
4.1 软件设计环境简介 |
4.1.1 QUARTUS Ⅱ简介 |
4.1.2 SOPC BUILDER简介 |
4.1.3 NIOS Ⅱ IDE简介 |
4.2 接口板VHDL设计 |
4.2.1 PLL时钟模块 |
4.2.2 ZSZ解算逻辑模块 |
4.2.3 内部双向总线逻辑模块 |
4.2.4 NIOS Ⅱ处理器模块 |
4.3 主控板VHDL设计 |
4.3.1 RDC解算逻辑模块 |
4.3.2 双向总线数据交换逻辑模块 |
4.3.3 DSP总线控制逻辑模块 |
4.3.4 DA控制逻辑模块 |
5 控制系统算法及软件设计 |
5.1 软件设计环境简介 |
5.2 控制算法设计 |
5.2.1 PID算法介绍 |
5.2.2 变速积分PID控制算法 |
5.2.3 不完全微分PID控制算法 |
5.2.4 BANG-BANG控制算法 |
5.2.5 改进型PID控制算法 |
5.3 仿真分析 |
5.3.1 系统的阶跃信号响应曲线 |
5.3.2 系统的正弦信号响应曲线 |
5.4 控制器软件设计 |
5.4.1 控制器软件模块组成 |
5.4.2 控制软件程序流程 |
6 系统性能测试 |
6.1 系统性能指标 |
6.2 性能测试方法 |
6.3 测试结果分析 |
7 结束语 |
致谢 |
参考文献 |
(3)智能足球机器人控制系统设计研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及其意义 |
1.2 智能移动机器人发展概况 |
1.2.1 国内该领域的发展现状综述 |
1.2.2 国外发展状况 |
1.3 智能移动机器人的关键技术 |
1.3.1 传感器技术 |
1.3.2 智能控制技术 |
1.3.3 路径规划与导航技术 |
1.3.4 人机接口技术 |
1.4 智能足球机器人控制系统平台 |
1.5 课题研究的主要内容及章节安排 |
第二章 智能足球机器人控制系统体系结构 |
2.1 智能移动机器人控制系统的功能分析 |
2.2 智能足球机器人控制模式设计 |
2.2.1 控制系统主要控制方式选择 |
2.2.2 控制系统具体实施方案设计 |
2.3 智能足球机器人控制系统总体结构原理框图 |
2.3.1 DSP 的选型 |
2.3.2 可编程逻辑器件的选择 |
2.3.3 智能足球机器人各个控制环节介绍 |
2.4 本章小结 |
第三章 智能足球机器人控制系统硬件设计 |
3.1 智能足球机器人控制系统硬件总体结构设计 |
3.2 电源模块设计 |
3.2.1 电源模块的选型及设计 |
3.2.2 电源电压电路设计 |
3.3 运动模块设计 |
3.3.1 运动控制系统总体设计 |
3.3.2 电机选型 |
3.3.3 机器人驱动系统设计 |
3.3.4 全向轮运动原理 |
3.4 传感器模块 |
3.4.1 传感器测距原理和布局 |
3.4.2 传感器模块硬件设计 |
3.4.3 超声波和红外传感器数据融合模块 |
3.5 检测电路模块设计 |
3.5.1 电流检测电路设计 |
3.5.2 轮速检测单元 |
3.6 执行机构设计研究 |
3.6.1 踢球装置设计研究 |
3.6.2 盘球装置设计研究 |
3.7 机器人控制系统通讯模块 |
3.7.1 PC 机与 DSP 通讯模式选择 |
3.7.2 伺服电机 CAN 总线通讯 |
第四章 智能足球机器人控制系统应用程序设计 |
4.1 引言 |
4.2 软件开发环境 |
4.3 主程序设计 |
4.4 PC 机与 DSP 通讯软件设计 |
4.4.1 上位机 PC 机的软件设计 |
4.4.2 DSP 软件设计 |
4.5 底层控制系统通讯 CAN 总线软件设计 |
4.6 超声测距模块软件流程图 |
4.7 传感器数据融合模块软件设计 |
第五章 智能足球机器人控制系统的实验验证 |
5.1 上位机与运动控制卡通信方式实验 |
5.2 超声波传感器和红外传感器数据融合算法实验 |
总结与展望 |
全文总结 |
研究展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(4)基于DSP的六足机器人控制系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究目的及意义 |
1.2 足式机器人控制系统的国内外研究现状 |
1.2.1 国内研究现状 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.2.3 国内外主要研究方向与发展趋势 |
1.3 本论文的主要研究工作 |
1.4 本论文结构 |
第二章 基于DSP 的六足机器人样机及其仿真系统设计 |
2.1 六足机器人样机设计 |
2.1.1 结构布局 |
2.1.2 腿部结构 |
2.1.3 整机模型及实物 |
2.2 基于DSP 的六足机器人运动控制器系统设计 |
2.2.1 运动控制系统常用实现方案及其比较 |
2.2.2 本文的六足机器人运动控制器设计方案 |
2.2.3 控制电路设计 |
2.2.4 电路板实物图 |
2.3 基于OpenGL 的仿真系统设计 |
2.3.1 仿真系统整体介绍 |
2.3.2 显示模块 |
2.3.3 装配模块 |
2.3.4 通讯模块 |
2.3.5 仿真模块 |
2.4 本章小结 |
第三章 六足机器人运动学分析 |
3.1 六足机器人运动坐标系建立 |
3.1.1 刚体齐次转换坐标系 |
3.1.2 机身运动坐标系 |
3.1.3 机械腿运动坐标系 |
3.1.4 各个关节有效活动范围确定 |
3.2 速度分析 |
3.2.1 刚体速度分析 |
3.2.2 六足机器人机身和单腿协调运动速度分析 |
3.3 加速度分析 |
3.3.1 刚体加速度分析 |
3.3.2 六足机器人加速度分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 六足机器人越障过程控制研究 |
4.1 越障过程控制整体策略 |
4.2 三角步态选择及其运动分析 |
4.3 越障过程控制分析 |
4.4 基于TMS320LF2407A 的越障控制系统研究 |
4.4.1 底层控制模块 |
4.4.2 自调节控制模块 |
4.4.3 节律控制模块 |
4.4.4 运动调节模块 |
4.5 本章小结 |
第五章 实验研究及其分析 |
5.1 基于仿真系统的运动分析 |
5.1.1 蹬腿过程的关节的自调节分析 |
5.1.2 WT 曲线运动仿真分析 |
5.2 基于实物样机调试 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 本文总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录1 控制系统部分程序代码 |
附录2 控制系统部分电路图 |
致谢 |
攻读硕士学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
(5)R600 Linac运动单元位置与速度反馈控制的实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.1.1 医用加速器 |
1.1.2 电子射野影像系统(EPID) |
1.2 本文研究内容和意义 |
1.3 本文的结构安排 |
第2章 控制系统的整体方案设计 |
2.1 引言 |
2.2 系统概述 |
2.2.1 交流伺服电机简介 |
2.2.2 关键芯片介绍 |
2.3 运动控制器工作原理 |
2.4 本章小结 |
第3章 系统的硬件设计 |
3.1 硬件设计概述 |
3.1.1 原理图设计系统的特点 |
3.1.2 原理图的设计步骤 |
3.1.3 印制电路板(PCB)设计特点 |
3.1.4 印制电路板(PCB)的设计步骤 |
3.2 控制系统硬件结构及模块划分 |
3.2.1 模块化电路设计的概念 |
3.2.2 模块化电路设计的优点 |
3.2.3 控制系统硬件结构模块划分 |
3.3 CPU模块 |
3.3.1 DSP电路 |
3.3.2 电源转换及时钟电路 |
3.3.3 JTAG仿真接口电路 |
3.4 逻辑控制模块 |
3.4.1 CPLD连接电路 |
3.4.2 CAN总线电路 |
3.4.3 CPLD的JTAG电路 |
3.5 底板接口模块 |
3.6 存储单元扩展模块 |
3.7 电平转换模块 |
3.8 电机抱闸控制模块 |
3.9 外围电路 |
3.9.1 复位电路 |
3.9.2 滤波电路 |
3.10 控制板实物图 |
3.11 本章小结 |
第4章 系统的软件设计 |
4.1 CCS 3.3简介 |
4.1.1 CCS 3.3的特性和组成 |
4.1.2 CCS 3.3代码生成工具 |
4.1.3 CCS 3.3集成开发环境介绍 |
4.2 关键工程文件的编写 |
4.2.1 头文件的编写 |
4.2.2 中断向量定义文件的编写 |
4.2.3 链接命令文件的编写 |
4.3 系统初始化设计 |
4.4 通用I/O端口控制 |
4.5 中断系统设计 |
4.6 产生PWM信号 |
4.7 CAN模块配置 |
4.8 CPLD模块设计 |
4.8.1 CPLD开发设计流程 |
4.8.2 VHDL语言简介 |
4.8.3 主要功能介绍 |
4.9 数学模型的建立 |
4.10 本章小结 |
第5章 系统调试 |
5.1 硬件调试 |
5.1.1 第一阶段 |
5.1.2 第二阶段 |
5.2 软件的调试 |
5.2.1 软件测试概述 |
5.2.2 测试环境 |
5.3 系统联调 |
5.4 性能测试 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与讨论 |
6.1 讨论 |
6.2 结论 |
参考文献 |
致谢 |
(6)CNC齿轮测量中心的随动控制系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外发展现状 |
1.2.1 随动系统发展及其应用 |
1.2.2 CNC齿轮测量中心的发展现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
1.4 论文的组织与各章内容安排 |
1.5 本章小结 |
2 系统总体设计方案 |
2.1 随动控制系统总体设计 |
2.2 系统控制原理 |
2.3 常用运动控制方案的比较 |
2.4 基于DSP和CPLD的方案 |
2.5 本章小结 |
3 系统硬件平台设计 |
3.1 DSP及外围器件的选型 |
3.1.1 DSP芯片的选型及特点 |
3.1.2 电源管理芯片的选型 |
3.1.3 CPLD的选型 |
3.2 DSP外围电路的实现 |
3.2.1 时钟电路 |
3.2.2 工作方式选择电路 |
3.2.3 复位电路 |
3.2.4 JTAG仿真器接口电路 |
3.3 电压变换电路 |
3.4 电源管理模块的设计 |
3.5 V/F转换模块设计 |
3.6 CAMAC总线接口电路 |
3.6.1 CAMAC工作原理 |
3.6.2 CAMAC接口电路 |
3.7 切换电路 |
3.8 硬件电路设计注意事项 |
3.9 本章小结 |
4 系统的软件设计 |
4.1 软件开发工具 |
4.1.1 软件开发的环境 |
4.1.2 软件开发的流程 |
4.1.3 DSP主要代码生成工具 |
4.2 软件总体设计思想 |
4.3 主程序设计 |
4.4 PWM中断服务程序 |
4.4.1 信号采集模块 |
4.4.2 PID控制模块 |
4.4.3 PWM输出模块 |
4.5 本章小结 |
5 调试 |
5.1 硬件的装配与调试 |
5.2 软件调试设计 |
6 结论 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
附录A:CAMAC接口电路原理图 |
附录B:切换系统原理图 |
附录C:随动控制板电路原理图 |
附录D:随动控制板PCB图 |
(7)嵌入式通用运动控制系统的研究与应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 FPC 生产设备介绍 |
1.3 运动控制器介绍与发展 |
1.3.1 运动控制器的分类 |
1.3.2 嵌入式运动控制器的优势 |
1.4 本课题研究意义以及研究内容 |
1.5 章节安排 |
第二章 嵌入式通用运动控制器系统分析与模块设计 |
2.1 嵌入式通用运动控制器功能需求 |
2.2 系统结构分析与设计 |
2.2.1 系统结构分析与子系统 |
2.2.2 伺服电机驱动器控制方式 |
2.2.3 基于嵌入式的通用运动控制器系统设计 |
2.2.4 系统辅助模块 |
2.3 开关电源模块 |
2.3.1 开关电源介绍 |
2.3.2 开关电源基本原理 |
2.3.3 电源模块设计 |
2.3.4 基于LM2596 的BUCK 降压电路设计 |
2.4 数据保密模块 |
2.4.1 数据保密模块介绍 |
2.4.2 数据保密芯片 AT88SC0104 |
2.4.3 数据保密模块设计 |
2.5 高速DA 转换模块 |
2.5.1 高速数模转换芯片 TLV5604ID |
2.5.2 高速数模D/A 转换模块电路设计 |
2.5.3 TLV5604ID 数模转换程序设计 |
2.6 本章小结 |
第三章 运动控制数字信号处理系统设计 |
3.1 数字信号处理器 |
3.1.1 数字信号处理器介绍 |
3.1.2 数字信号处理器的优势 |
3.2 DSP TMS320LF2407A 性能概述 |
3.2.1 TMS320LF2407A 在运动控制上的优势 |
3.2.2 TMS320LF2407A 外设介绍 |
3.2.3 DSP 软件开发环境 CCS3.1 |
3.2.4 数字信号处理器软件开发流程 |
3.2.5 TMS320LF2407A 工作状态配置 |
3.3 TMS320LF2407A 事件管理器概述 |
3.4 控制信息通讯系统设计 |
3.4.1 SCI 通讯方式原理 |
3.4.2 TMS320LF2407A 串口设计 |
3.4.3 通讯协议定义 |
3.4.4 FIFO 数据接收发送数据结构 |
3.5 本章小结 |
第四章 运动控制算法研究及应用 |
4.1 DSP 浮点运算Q 格式的应用 |
4.1.1 Q 格式定标概念 |
4.1.2 Q 格式数值表示范围 |
4.1.3 Q 格式数值运算规则 |
4.1.4 Q 格式在运动控制计算中的应用 |
4.2 加减速控制研究与实现 |
4.2.1 梯形曲线加减速控制 |
4.2.2 S 形曲线加减速控制 |
4.3 多轴联动控制 |
4.3.1 插补算法在控制器中的实现 |
4.3.2 多轴联动加减速控制 |
4.4 本章小结 |
第五章 运动控制逻辑信号处理系统设计 |
5.1 逻辑信号处理系统的规划与设计 |
5.2 增量式编码器周期计数器设计 |
5.2.1 增量式编码器 |
5.2.2 基于状态机的去抖动机制 |
5.2.3 有限状态机在CPLD 中的实现 |
5.2.4 高稳定周期可变计数器系统的实现 |
5.3 脉冲发送计数器规划与应用 |
5.4 本章小结 |
结论与工作展望 |
参考文献 |
附录 S 曲线加减速规划算法程序实现 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(8)智能移动机器人控制系统设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景、目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 课题研究内容 |
1.3.1 控制系统结构功能概述 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 论文内容安排 |
第2章 控制系统硬件设计 |
2.1 控制系统概述 |
2.1.1 控制系统硬件结构概述 |
2.1.2 控制系统硬件器件选型 |
2.2 主控板硬件设计 |
2.2.1 TMS329LF2407A 片内外设电路 |
2.2.2 主控板控制器外围电路 |
2.3 电机驱动模块硬件设计 |
2.4 超声波测距模块硬件设计 |
2.4.1 超声波及系统超声波信号的生成 |
2.4.2 超声波测距的驱动 |
2.4.3 超声波测距的信号调理 |
2.4.4 超声波测距的选通控制 |
2.5 本章小结 |
第3章 运动控制软件设计 |
3.1 主控板软件设计 |
3.2 电机驱动软件设计 |
3.3 超声波测距软件设计 |
3.4 本章小结 |
第4章 运动控制系统实验验证 |
4.1 移动机器人整体性能测试 |
4.2 超声波测距模块实验验证 |
4.2.1 超声波测距模块性能 |
4.2.2 超声波测距模块存在问题 |
4.3 电机驱动模块实验验证 |
4.3.1 直线运动实验 |
4.3.2 圆形运动实验 |
4.3.3 电机驱动模块存在问题 |
4.4 本章小结 |
第5章 路径跟踪控制算法设计 |
5.1 基于电机码盘的移动机器人定位 |
5.1.1 移动机器人的定位技术 |
5.1.2 基于电机码盘的相对定位 |
5.2 移动机器人的路径跟踪模糊控制 |
5.2.1 移动机器人的位置跟踪控制 |
5.2.2 移动机器人的姿态跟踪控制 |
5.2.3 移动机器人的路径跟踪控制实现 |
5.3 仿真结果与分析 |
5.3.1 两个路径点的路径跟踪仿真 |
5.3.2 离散化路径的跟踪 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
(9)基于DSP的多轴运动控制器研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 开放式数控系统及其研究现状 |
1.2.1 开放式数控系统的概念 |
1.2.2 开放式数控系统的研究现状 |
1.3 运动控制器的研究现状 |
1.3.1 运动控制器概述 |
1.3.2 运动控制器的研究现状 |
1.3.3 运动控制器的分类 |
1.3.4 运动控制技术的发展趋势 |
1.4 本文的研究内容及结构安排 |
第2章 运动控制器的硬件设计及实现 |
2.1 两轴运动控制器的设计需求 |
2.2 运动控制器的总体方案 |
2.2.1 运动控制系统设计流程 |
2.2.2 运动控制系统总体方案 |
2.2.3 运动控制器的总体规划 |
2.3 DSP 硬件电路设计 |
2.3.1 最小系统设计 |
2.3.2 扩展部分设计 |
2.4 CPLD 功能模块设计 |
2.4.1 地址译码模块 |
2.4.2 电机控制接口模块 |
2.4.3 通用I/O 扩展模块 |
2.5 硬件电路抗干扰设计 |
2.6 小结 |
第3章 运动控制器的软件设计 |
3.1 运动控制器软件架构 |
3.2 DSP 程序 |
3.2.1 时钟控制 |
3.2.2 看门口控制 |
3.2.3 中断控制 |
3.2.4 串行通信模块 |
3.3 控制算法的实现 |
3.3.1 PID 控制 |
3.3.2 插补算法 |
3.4 运动控制器试验 |
3.5 小结 |
第4章 基于FPGA 的四轴运动控制器 |
4.1 四轴运动控制器的设计方案 |
4.2 FGPA 总体设计 |
4.2.1 VHDL 介绍及FPGA 开发流程 |
4.2.2 FPGA 总体设计 |
4.3 FPGA 各模块设计 |
4.3.1 直线插补模块 |
4.3.2 圆弧插补模块 |
4.3.3 连续插补模块 |
4.3.4 编码器信号反馈模块 |
4.4 小结 |
第5章 FCMAC 补偿控制策略 |
5.1 FCMAC 理论基础 |
5.1.1 人工神经网络基本概念 |
5.1.2 FCMAC 基本原理和结构 |
5.2 系统模型 |
5.3 补偿控制策略 |
5.3.1 补偿控制策略 |
5.3.2 FCMAC 训练算法 |
5.4 仿真研究 |
5.4.1 具有FCMAC 补偿器的跟踪性能 |
5.4.2 抗扰动性能 |
5.4.3 动态跟踪性能 |
5.5 小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 本文工作总结 |
6.2 待进一步研究的问题 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目 |
一、学术论文 |
二、科研项目 |
详细摘要 |
(10)三维打印快速成型机控制系统的研发(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 三维打印快速成型技术的工作原理 |
1.3 三维打印快速成型技术的特点 |
1.4 三维打印快速成型机控制系统研究现状和发展趋势 |
1.4.1 三维打印快速成型机控制系统研究现状 |
1.4.2 三维打印快速成型机控制系统发展趋势 |
1.5 三维打印快速成型机控制系统 |
1.5.1 硬件电路系统 |
1.5.2 软件系统 |
1.6 本文所做工作及组织结构 |
1.6.1 本课题研究目标及研究内容 |
1.6.2 本文组织结构安排 |
2 三维打印快速成型机控制系统设计方案 |
2.1 系统硬件可供选择的总体设计方案 |
2.1.1 方案一:采用专用的DSP 运动控制芯片 |
2.1.2 方案二:采用通用的DSP 芯片和CPLD/FPGA 芯片 |
2.1.3 方案三:只采用CPLD/FPGA 芯片 |
2.1.4 总体设计方案确定 |
2.1.5 所选方案的开发难点 |
2.2 系统的软件总体设计方案 |
2.3 系统的关键技术 |
2.4 本章小结 |
3 三维打印快速成型机控制系统的硬件设计 |
3.1 PCI 总线接口模块电路设计 |
3.1.1 PCI 总线概述 |
3.1.2 PCI 总线的特点 |
3.1.3 PCI 总线接口实现方案 |
3.1.4 PCI9052 概述 |
3.1.5 PCI 总线接口电路设计 |
3.2 DSP 主控模块电路设计 |
3.2.1 DSP 芯片概述 |
3.2.2 TMS320LF2407A 芯片概述 |
3.2.3 DSP 的硬件设计 |
3.3 CPLD 模块电路设计 |
3.3.1 可编程逻辑器件概述 |
3.3.2 Altera CPLD 概述 |
3.3.3 Altera 器件的开发软件 |
3.3.4 VHDL 语言 |
3.3.5 CPLD 硬件设计 |
3.4 硬件电路设计中的注意事项 |
3.5 本章小结 |
4 三维打印快速成型机控制系统的底层软件设计 |
4.1 TMS320LF2407 的软件开发环境CC2.1 简介 |
4.1.1 CCS 软件简介 |
4.1.2 CCS 软件配置 |
4.2 底层软件的总体设计 |
4.3 汇编语言与C 语言的混合编程 |
4.3.1 DSP 芯片的软件开发方式 |
4.3.2 用C 模块和汇编模块接口的方法进行混合编程的关键问题 |
4.4 本章小结 |
5 三维打印快速成型机运动控制卡的驱动程序开发 |
5.1 Win Driver 简介及其特点 |
5.2 Win Driver 的体系结构及工作原理 |
5.3 控制卡 Win Driver 驱动程序的开发 |
5.4 本章小结 |
6 结论 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
四、基于TMS320LF2407的运动控制系统设计方案(论文参考文献)
- [1]流量表检定装置装卸机械手系统构成及控制技术研究[D]. 彭礼圆. 杭州电子科技大学, 2019(01)
- [2]舰载稳定平台伺服控制系统设计[D]. 程小平. 南京理工大学, 2016(06)
- [3]智能足球机器人控制系统设计研究[D]. 王慧玲. 长安大学, 2013(06)
- [4]基于DSP的六足机器人控制系统研究[D]. 张泽. 浙江理工大学, 2011(06)
- [5]R600 Linac运动单元位置与速度反馈控制的实现[D]. 许闯. 东北大学, 2010(03)
- [6]CNC齿轮测量中心的随动控制系统设计[D]. 王研. 西安工业大学, 2010(04)
- [7]嵌入式通用运动控制系统的研究与应用[D]. 侯鸿斌. 华南理工大学, 2010(03)
- [8]智能移动机器人控制系统设计与实现[D]. 王良军. 哈尔滨工程大学, 2010(05)
- [9]基于DSP的多轴运动控制器研究[D]. 周国成. 杭州电子科技大学, 2009(03)
- [10]三维打印快速成型机控制系统的研发[D]. 万建军. 西安科技大学, 2009(07)