當(dāng)今超精密加工技術(shù)的迅猛發(fā)展促成微納米三坐標(biāo)測量機的誕生,其中高精度定位控制是其實現(xiàn)微納米測量的基礎(chǔ)。本文開發(fā)了一套基于微處理器DSP的運動控制系統(tǒng),該控制系統(tǒng)主要包含三個模塊:以太網(wǎng)通信模塊、位移測量模塊和運動控制模塊,其中,以太網(wǎng)通信模塊實現(xiàn)DSP與上位機數(shù)據(jù)交換;位移測量模塊對位移傳感器輸出的正交弦波信號進行計數(shù)和細分,從而實現(xiàn)位移測量;運動控制模塊可完成機臺的高精度定位控制。本文主要完成以下工作:（1）為實現(xiàn)上下位機的數(shù)據(jù)交換,本研究采用專用的網(wǎng)絡(luò)控制芯片RTL8019AS擴展DSP控制系統(tǒng)的以太網(wǎng)通信功能,編寫以太網(wǎng)通信軟件,最終實現(xiàn)了PC與DSP之間的高速數(shù)據(jù)通信。（2）采用硬件計數(shù)和軟件細分相結(jié)合的技術(shù),對位移傳感器輸出的正交弦波信號進行處理,以得到機臺實時位移。其中,硬件計數(shù)部分采用專門的計數(shù)芯片對大于四分之一周期的信號進行大數(shù)計數(shù),得到大數(shù)位移;軟件細分對小于四分之一周期的信號進行相位細分得到小數(shù)位移,最后將兩者相加即得總位移量。（3）完成運動控制模塊硬件電路的設(shè)計;采用具有自適應(yīng)特性的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法,搭配驅(qū)動電機提供的AC、GATE和DC三種模式完成高精... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 微納米三坐標(biāo)測量機研究現(xiàn)狀
    1.3 大行程微納米定位控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與發(fā)展
    1.4 嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化
    1.5 課題研究內(nèi)容
第二章 高精度位移傳感器信號處理電路
    2.1 偏振邁克爾遜激光干涉儀(PMI)
    2.2 線性衍射光柵干涉儀(LDGI)
    2.3 微型納米位移傳感器信號處理電路設(shè)計
        2.3.1 微型納米位移傳感器信號處理電路設(shè)計
        2.3.2 差分放大電路
        2.3.3 正交處理電路
    2.4 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計
    3.1 測控系統(tǒng)架構(gòu)
    3.2 以太網(wǎng)硬件接口模塊設(shè)計
        3.2.1 以太網(wǎng)接口概述
        3.2.2 RTL8019AS簡介
        3.2.3 DSP與RTL8019AS接口電路
        3.2.4 RTL8019AS與網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的接口電路
    3.3 位移測量模塊硬件基礎(chǔ)
        3.3.1 ADC模塊設(shè)計
        3.3.2 硬件大數(shù)計數(shù)模塊設(shè)計
    3.4 運動控制硬件基礎(chǔ)
        3.4.1 超聲波電機HR4簡介
        3.4.2 HR4驅(qū)動器AB2簡介
        3.4.3 電平轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
    3.5 其它外圍電路設(shè)計
        3.5.1 鍵盤接口電路
        3.5.2 HR4電機工作狀態(tài)指示
    3.6 硬件抗干擾設(shè)計
    3.7 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計
    4.1 系統(tǒng)軟件整體流程
    4.2 以太網(wǎng)通信軟件設(shè)計
        4.2.1 精簡TCP/IP協(xié)議簡介
        4.2.2 RTL8019AS驅(qū)動程序簡介
        4.2.3 數(shù)據(jù)包協(xié)議格式
        4.2.4 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通信整體流程
        4.2.5 三軸通信的實現(xiàn)
        4.2.6 上位機軟件
    4.3 位移測量模塊軟件設(shè)計
    4.4 機臺運動控制軟件設(shè)計
        4.4.1 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制算法簡介
        4.4.2 運動控制軟件流程
        4.4.3 軟件調(diào)試方法及最優(yōu)參數(shù)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)測試
    5.1 以太網(wǎng)通信測試
        5.1.1 下位機接收數(shù)據(jù)測試
        5.1.2 下位機發(fā)送數(shù)據(jù)測試
    5.2 定位控制實驗
        5.2.1 X軸定位實驗
        5.2.2 Y軸定位實驗
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 研究總結(jié)
    6.2 研究工作展望
參考文獻
附錄
    附錄1 單軸DSP運動控制板原理圖1
    附錄2 單軸DSP運動控制板原理圖2
    附錄3 單軸DSP控制板實物圖
    附錄4 三軸運動控制系統(tǒng)連接實物圖
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況
    1)參加的學(xué)術(shù)交流與科研項目
    2)發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
    3)獲得的學(xué)術(shù)獎勵


【參考文獻】：
期刊論文
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[9]基于DSP的以太網(wǎng)技術(shù)及其實現(xiàn)[D]. 盧虎.西北工業(yè)大學(xué) 2004
[10]基于運動控制卡的全閉環(huán)控制系統(tǒng)研究[D]. 孔慧勇.四川大學(xué) 2003



本文編號：3165723