基于FreeRTOS实时系统的电火花线切割电源设计与实现
本文选题:电火花线切割加工 切入点:脉冲电源 出处:《山东大学》2017年硕士论文
【摘要】:脉冲电源系统作为电火花线切割加工机床的重要组成部分,是影响线切割加工能量利用率与加工质量的重要因素之一。通过对合作厂家设备传统有阻脉冲电源的分析,发现在节能降耗与提高实时性方面有较大改进空间,基于先进的ARM内核芯片与嵌入式实时系统对传统线切割电源控制系统进行改进,具有现实的工程意义与商业价值。本文研究国内外相关文献,综合整理逐代嵌入式技术在电火花线切割电源控制领域的应用历程,重点分析了基于分立元件、集成电路、单片机编程三个技术方案背景下的典型方案特点,提出了基于嵌入式实时系统FreeRTOS的高效节能脉冲电源系统设计方案,并完成了系统的软硬件设计、系统移植与搭建、测试调试的工作。本文主要研究内容与创新点如下:使用硬件电路基于先进的ARM芯片设计,利用集成外设实现基于DDS技术的梳形波生成方案,基于软件控制,能够灵活的生成复杂的梳型锯齿波;软件平台基于嵌入式实时系统FreeRTOS,并进行了合理的移植与优化,依据科学的任务划分与优先级配置原理进行了系统设计;引入并联功放模块强制均流技术,均匀多路并联功放模块的功耗,改善了系统的稳定性与使用寿命。利用电火花线切割机床进行电火花线电源控制系统的测试实验,结果表明脉冲电源波形控制性能良好,电源电能利用率明显提高,达成了设计指标。该工艺实验验证了该节能脉冲电源方案的可行性与实用性。
[Abstract]:As an important part of WEDM machine tool, pulse power supply system is one of the important factors that affect the energy utilization and machining quality of WEDM. It is found that there is much room for improvement in energy saving and real-time performance. Based on the advanced ARM core chip and embedded real-time system, the traditional wire-cutting power supply control system is improved. It has practical engineering significance and commercial value. This paper studies the related literature at home and abroad, synthetically arranges the application course of embedded technology generation by generation in the field of EDM power supply control, and emphatically analyzes the integrated circuit based on discrete components, integrated circuits, etc. This paper presents a design scheme of high efficiency and energy saving pulse power supply system based on embedded real-time system FreeRTOS, and completes the design of software and hardware of the system, the transplantation and construction of the system. The main contents and innovations of this paper are as follows: using hardware circuit based on advanced ARM chip design, using integrated peripherals to realize comb wave generation scheme based on DDS technology, based on software control, Flexible generation of complex comb sawtooth wave, software platform based on embedded real-time system FreeRTOS, and reasonable transplantation and optimization, according to scientific task division and priority configuration principle of the system design; The power sharing technology of parallel power amplifier module is introduced, and the power consumption of uniform multiple parallel power amplifier module is introduced. The stability and service life of the system are improved. The test experiment of EDM power supply control system is carried out by using EDM machine tool. The results show that the waveform control performance of the pulse power supply is good, the utilization ratio of the power supply is obviously improved, and the design index is achieved. The feasibility and practicability of the energy-saving pulse power supply scheme are verified by the process experiment.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG484
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,本文编号:1686749
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