多关节机器人在工业上已经得到了非常广泛的应用,并且以后会用在越来越多的其他领域。多轴控制系统作为多关节机器人的核心,发展也十分迅速。传统的多轴控制器体积比较庞大,扩展性不好。在工业4.0的时代,多轴控制系统也越来越智能,同时体积也在逐步减小,并且能够联网。EtherCAT现场总线是一种新兴工业实时以太网总线,经过多年的技术发展,在通讯速度,拓扑结构等领域已经具有非常独特的优势。本课题的工作主要是将EtherCAT现场总线技术应用在多轴控制系统中,利用其技术优势,进一步提高多轴控制器的扩展性和灵活性,使控制系统网络化。 本研究首先分析了多轴控制系统的现状以及发展趋势,介绍了EtherCAT现场总线技术,在此基础上,确立了多轴控制系统的开发架构以及开发方法。然后,课题设计完成了基于ET1100的通讯板。在此通讯板的基础上,使用STM32单片机作为EtherCAT应用层控制芯片,设计并完成了数字输入输出部分和模拟输入输出部分的软硬件。同时,为了达到工业现场的要求,设计着重考虑了安装的便利性,热插拔功能以及抗干扰性。接着,课题以实验室雕刻机为控制对象,以PC机作为EtherCAT主站,在主站上的TwinCAT软件中设计实现了雕刻机的正逆运动学算法,并设计实现人机界面。同时,课题使用ADS通讯接口与C#高级语言进行通讯,实现了数据的交互。为了更加方便实现人机交互,课题也基于.NET架构设计了人机界面,这样方便Windows平台对多轴系统的直接或者远程控制。最后,在雕刻机平台上对设计的多轴控制系统进行调试和实验,同时对多轴之间的同步性能进行测试,完成了雕刻机的单轴运动,点动运动,多轴联动以及示教运动,并且多轴之间的实时性在微秒级。
上传时间: 2022-05-29
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随着微电子技术和电力电子技术的发展,伺服运动控制系统已经从模拟控制发展到全数字控制,其性能不断提高,在工业机器人、数控机床等设备中获得了广泛应用.基于现场总线网络的伺服运动控制系统以其高可靠性、快速性和稳定性成为伺服运动控制系统的发展趋势。德国倍福公司提出的EtherCAT工业以太网技术在数据链路层采用了实时调度的软件核,并提供了过程数据传输的独立通道,提高了系统的实时性:该网络还具有灵活的拓扑结构,简单的系统配置,较低的构建成本等特点,适合应用于运动控制领域。目前,该网络受到了运动控制开发商的广泛关注。本文以海洋研究领域的造波机系统开发为背景,利用EtherCAT从站接口控制器ET1100和DSP芯片TMS320F28335开发了EtherCAT从站设备,构建了一主一从的EtherCAT网络结构实现了伺服系统精确的位置控制。论文首先对伺服运动控制系统的概念、特点进行了介绍,对其各个组成部分进行了详细分析,并结合实践经验给出了自己的观点,就目前广泛应用于网络运动控制中的两种总线网络进行了介绍。其次,详细分析了EtherCAT网络的原理、技术特点及主从站关键技术。结合本文的系统设计,介绍了1公司最新推出的用于1业控制的DSP片-TMS320F28335,分析了系统设计中用到的几个运动控制模块与通讯模块,并给出了相应寄存器配置。最后在对EtherCAT网络和DSP芯片TMS320F28335研究基础上,开发了EtherCAT从站设备,避免了造波机系统中脉冲+方向位置控制方式长线传输的缺点,给出了开发系统的总体框架及主从站实现的关键细节,并给出了相应的实验结论。本设计充分发挥了EtherCAT工业以太网络实时数据传输的功能和TMS320F28335 DSP芯片运动控制功能,实现了运动系统高精度的位置控制。
上传时间: 2022-06-01
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本次设计为一个基于单片机的饮水机的温度控制系统,该系统可以实时检测饮水机水箱的水温,并且可以通过数码管显示饮水机水箱水温度数,可以通过键盘或开关选择制冷或加热,可以人为设置水的温度的上下限,如加热,当温度在设定的范围内时正常工作,当低于水温下限时控制加热器加热;如制冷,当温度高于水温上限时控制压缩机制冷,温度检测范围0~95℃,精度±1℃,当温度超过设定值时具有示警功能。
上传时间: 2022-06-08
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针对目前我国已经存在的温室控制系统成本高、网络化不足以及测量环境因子单一等问题,文中开发了一套基于STM32的温室远程控制系统。该系统通过利用STM32单片机作为温室内的控制器以及MFC编写的控制软件实现对温室内空气温度、空气湿度、光照强度和CO2浓度多个环境因子的远程监测和控制。 系统的硬件电路设计包括STM32控制器、数据采集模块、设备控制模块、网络接口模块、实时显示模块以及数据存储模块等。其中数据采集模块采用DHT11、MG811以及BH1750传感器进行环境因子的测量,设备控制模块通过控制继电器通断来控制温室内的加热系统和光照系统等执行设备,STM32通过ENC28J60接入网络实现远程控制,显示模块实现各个环境因子的实时显示,数据存储模块采用外接SD卡的方式进行数据的存储。在STM32的程序设计中采用了库函数的开发方式设计了测量程序、显示程序以及控制程序。通过在STM32中移植μC/OS-Ⅱ操作系统实现多任务的运行,移植LwIP协议使STM32可以接入网络,实现控制的网络化。在VC6.0平台下利用MFC设计了控制软件,控制软件和STM32之间通过TCP/IP协议进行数据和命令的传输。控制软件的主要功能是对温室内的多个环境因子进行远程监测和对执行设备进行远程控制。在控制软件设计中,采用面向对象的方法将相关的操作函数封装到类中,便于对系统进行升级,采用多线程的方法解决了多个任务同时运行的状况。将控制过程中产生的数据保存到数据库中,可以对系统运行产生的数据进行分析和利用。 为了对系统进行测试,在文中搭建了一个小型的温室并将控制器安装在温室内。经过测试,文中设计的温室控制系统可以实现对温室内空气温度、空气湿度、光照强度和CO2浓度的远程实时监测,数据每秒更新一次。当上述的环境因子超过控制软件上设置的上下限范围时,系统会报警,此时可以在控制软件上控制执行设备的通断来调节该因子使其到达设置的范围内。
上传时间: 2022-06-09
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本文所研究的课题为电磁感应加热控制系统的设计与实现。文章介绍了电磁感应加热的工作原理,系统预设功能要求及具体实现方案,分析了系统硬件电路和控制软件设计的整个过程,最终研制出一款功能完备、人机交互友好、工作稳定、性能优良的电磁感应加热系统。 该系统硬件电路部分主要包括主工作电路,IGBT驱动电路,同步电路和功率整定电路,锅具检测电路,电源电路,各种保护电路及主控制电路。保护电路具体包括上电延时保护IGBT,整流桥输出过压保护,IGBT集电极过压保护,市电过压、欠压保护,负荷电流过大保护,IGBT过温保护,锅底过温保护。主控制电路采用三星单片机作为主控芯片,通过调节PWM信号占空比控制输出功率。系统主要实现了功率控制、定时/预约、无锅检测、暂停、异常报警(无锅报警、市电过压/欠压报警、负荷电流过大报警、IGBT温度传感器失效报警、IGBT温度过高报警、锅底温度传感器失效报警、锅底温度过高报警)等功能,设置了6个按键可供用户操控,配置的液晶显示屏可以实时显示系统当前状态信息。 该系统控制软件设计部分,依据模块化程序设计思想,把系统预设功能需求划分为各个功能模块,然后分别设计了各功能模块的软件,最终完成了系统控制软件的设计。实现了系统的智能化,包括功率自动调节匹配,锅具自动检测,定时控制,预约时间到自动开机,异常自动保护报警,液晶屏实时显示系统状态信息。经过反复对系统软硬件联调,测试系统性能,结果表明本控制系统运行安全、稳定、可靠,达到了设计要求。
上传时间: 2022-06-09
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摘要:设计了一种基于STM32和uC/OS-ll的二维数控X-Y工作台控制系统。为使该数控系统具有良好的实时性和稳定性,以嵌入式STM32Fl03VET6为控制核心,采用实时操作系统uC/OS-lⅡ,设计任务间的通信方式,集中管理软硬件资源,提高系统的整体性能。本设计支持简单G代码输入并对G代码编程,实现数控X-Y工作台步进电机直线插补和圆弧插补,完成平面轮廓加工.使数控工作台加工实时性和稳定性进一步提高。关键词:STM32;uC/OS-ll;数控;实时性;插补以计算机(PC机)作为基础的数字控制机床(CNC),解决了大量硬件制约问题,同时使很多应用软件得到兼收,为我国CNC开发和应用带来了新的机遇。然而,发展迅速的基于PC的数控系统也有着不足之处:由于PC的体积限制,这种数控系统不能够装人对体积有严格要求的微型或小型数控系统,且价格昂贵;另外,基于PC的CNC功能强大,对于一些功能要求单一的简单系统,就难以发挥其所有功能,造成资本浪费等问题。而嵌入式系统的涌现,正好弥补了基于PC的数控的不足,为数控技术提供了一种灵活方便、廉价的控制系统。目前,嵌入式数控系统的研究开发与应用,已经成为一个新的发展方向
上传时间: 2022-06-25
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摘 要:针对传统工业机器人控制系统开放性差、内部结构复杂和技术升级困难等弊端,在保证系统实时性和稳定性的前提下,构建了基于ROS和LinuxCNC的工业机器人控制系统软件架构。根据系统的功能要求和所选平台的特点.软件分为三部分:任务调度模块、实时任务模块和EtherCAT主站模块。通过实验证明原型控制系统具备控制工业机器人完成基本工作的能力。
上传时间: 2022-07-12
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MATLAB语言与自动控制系统设计
上传时间: 2013-05-15
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图解PLC控制系统梯形图及指令表
上传时间: 2013-06-14
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数字控制系统——原理、硬件与软件
上传时间: 2013-06-12
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