主动隔振系统的控制器设计与实现

发布时间：2017-05-05 22:16

  本文关键词：主动隔振系统的控制器设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着精密测量仪器、精密加工装备的日益发展，其测量和加工精度越来越高，环境振动成为影响实现其功能的重要因素。本论文依托国家重大科研专项，面向重大工程的实际需求，针对精密隔振系统中通道数多和速度要求高的主动隔振系统控制器进行分析和设计，使得控制器满足精密隔振系统控制要求，进一步提高精密隔振系统的性能和降低生产成本，满足精密隔振系统在不同场合下的应用需求。 首先，本文以主动隔振系统为控制对象，分析了六自由度精密主动隔振台的工作原理，对隔振台的机械结构、信号传输硬件、传感器及信号调理方法进行了论述。在此基础上提出了基于DSP+FPGA双核架构的控制器设计方案和控制策略，解决了精密主动隔振系统中高速度、高精度与多通道三者间的矛盾。 随后，完成了主动隔振系统控制器的硬、软件设计。控制器的硬件包括：DSP子系统、FPGA子系统、数模转换模块、模数转换模块、数字I/O接口、RS-232通信、TCP/IP局域网通信、高速并行总线接口以及电源等电路。控制器的软件包括：下位机中运行的气路环控制、位置环控制、速度环控制、控制算法与滤波处理、实时通信等功能模块；上位机中运行的用户界面、参数设置、状态显示以及串口通信等应用模块。 最后，搭建了主动隔振系统的实验平台，设计了验证主动控制器有效性的测试方案。分别采用减振器内部速度传感器和外部加速度测试了隔振器的定位误差、速度稳定性以及振动传递率曲线。验证了控制器的可行性和控制性能。 本文所设计的主动隔振控制器具有一定的通用性。隔振率为44%（大于2Hz时）和82%（大于30Hz时），定位误差与速度稳定性均能满足使用要求。
【关键词】：主动隔振 控制器 电路设计 软件设计 测试实验
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB535.1;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 1.绪论9-16
• 1.1 课题来源9
• 1.2 课题的背景和意义9-10
• 1.3 隔振系统控制器的发展现状10-12
• 1.4 隔振控制系统介绍12-14
• 1.5 论文章节安排14-16
• 2.主动隔振控制系统的设计16-27
• 2.1 主动隔振系统的机械设计16-22
• 2.2 主动隔振系统的电气设计22-25
• 2.3 隔振系统架构25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3.控制器硬件设计27-40
• 3.1 控制器硬件的框架设计27-28
• 3.2 主控制芯片 DSP 与 FPGA 接口28-34
• 3.3 多通道模数转换接口设计34-37
• 3.4 多通道数模转换接口设计37-38
• 3.5 通信模块电路设计38-39
• 3.6 本章小结39-40
• 4．控制器软件设计40-53
• 4.1 隔振系统的软件架构40-41
• 4.2 控制器下位机软件设计41-50
• 4.3 控制器上位机软件设计50-52
• 4.4 本章小结52-53
• 5.实验与控制效果分析53-58
• 5.1 实验平台的搭建53-54
• 5.2 测试系统的搭建54
• 5.3 隔振系统的控制实验与分析54-57
• 5.4 本章小结57-58
• 6.总结与展望58-60
• 6.1 本文总结58-59
• 6.2 展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-65
• 附录 攻读学位期间发表学术论文目录65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈媛,黄贤英;嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ中任务控制的实现方法[J];重庆工学院学报;2004年01期

2 康伟;路秀芬;詹哲军;;基于ADS8365的高速同步数据采集系统[J];电脑开发与应用;2009年04期

3 姜楠;马迎建;冯翔;;DSP和FPGA并行通信方法研究[J];电子测量技术;2008年10期

4 陈勇华;;微机电系统的研究与展望[J];电子机械工程;2011年03期

5 唐贵基,刘玉秋;基于LabVIEW虚拟测试分析仪的信号分析功能设计[J];仪器仪表用户;2004年01期

6 吕志刚;王鹏;;DAC7714在嵌入式激光跟踪仪中的应用[J];电子设计工程;2012年07期

7 贺平平;张保军;;SOPC技术构建高性能DSP应用分析[J];装备制造技术;2008年07期

8 丁海飞;王红亮;张会新;洪应平;李健楠;;基于ADS8365的多路数据采集存储系统设计[J];化工自动化及仪表;2012年01期

9 陈旭红;高文学;;Qt/Embedded串口类的设计及应用[J];湖北汽车工业学院学报;2010年04期

10 闫金瑾;;基于DSP和uC/OS-II的一种新型消弧过电压保护装置控制器[J];经济师;2011年05期

  本文关键词：主动隔振系统的控制器设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：347201