基于AMIC110弧焊电源从站设计和仿真研究
发布时间：2021-03-28 10:03
弧焊电源从最初的模拟焊机到数字化焊机在到如今的焊接机器人,经历了一系列技术变革,就工业现场而言,工业以太网现场总线技术的应用,为将焊接机器人接入以太网奠定了基础,基于此本文以从站控制器和从站微处理器架构,实现了基于EtherCAT弧焊电源的从站开发。其中以PC机上运行的TwinCAT软件作为主站来模拟上位机的功能,AMIC110实现从站控制器（ESC）的功能,DSP28379D实现对弧焊电源的控制功能。具体内容包括AMIC110软件设计、DSP软件设计和相关硬件设计,完成软硬件设计后本文对通信链路进行了性能测试,包括状态机测试,过程数据测试,丢包率测试等。因弧焊电源是以DSP28379D作为控制核心,所以本文采用Simulink自动代码生成技术,通过在Simulink开发环境下构建弧焊电源峰值电流双闭环控制仿真模型,包括主电路模型和控制器模型,经过参数调整、仿真验证,达到预期的结果后,以构建好的控制器模型结合C2000 DSP支持包生成可执行的嵌入式代码。经实验验证基于模型生成的代码稳定、可靠,移植起来也特别方便。
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
几种实时以太网的比较
图 1-2 传统的开发流程Fig.1-2 Traditional development process而使用了自动代码生成技术之后，软件开发流程变成如图 1-3 所示，功工程师不在需要花费大量的时间给码农解释自己的设计理念，也不需要输出 C 代码[17-20]，只需要使用特定的软件来自动生成编译图形化的代码相对于手动编写 C 代码，基于模型的设计有着明显的优势，主要包括方面。1）开发周期短、成本低、效率高等特点；2）系统和功能设计工程师可以独立完成控制软件的设计，避免了因为文档描述不准确或是歧义而导致的错误设计；3）软件功能修改后可以快速的自动生成代码而不需要经过复杂的流程农修改；4）软件的一致性会更加优良，不会出现由不同码农编写代码产生的差异5）图形化的软件设计更加易于理解，很容易对软件进行纠错，找出隐BUGS
1-3 采用自动代码生成技术的开发流pment process using automated code gen意义以下两个大方面：10+DSP28379D 架构实现 EtherCB/Simulink 强大的仿真功能，以建弧焊电源主电路模型和控制器型生成 DSP 可执行的嵌入式代码过程中涉及到 EtherCAT 协议栈在 工程中，协议栈由 TI 提供，通过和整体的运行方式，这样做的好受限于从站设备的生产厂商，有更实现更低的成本去开发从站设备
【参考文献】：
期刊论文
[1]实时工业以太网EtherCAT系统从站设计[J]. 史运涛,温艳坤,董广亮,孙德辉. 工业控制计算机. 2018(08)
[2]基于峰值电流控制的反激变换器的建模与设计[J]. 郭伟,李磊,龚坤珊,管月. 电源世界. 2017(09)
[3]峰值电流模式控制数字移相全桥变换器的分析与设计[J]. 王均,杜建华,纪婧,马皓. 电源学报. 2015(02)
[4]双闭环控制的移相全桥软开关变换器的研究[J]. 梁永清,黄志强. 现代电子技术. 2014(08)
[5]基于EtherCAT和CAN总线的柔性工装控制系统[J]. 李文强,段磊,赵明,王帅,于跃. 电光与控制. 2012(11)
[6]基于EtherCAT网络的三轴伺服控制系统设计[J]. 李志洲,郑民欣,王锦锦,郑安平. 组合机床与自动化加工技术. 2012(02)
[7]EtherCAT从站的设计与实现[J]. 马军贤,周侗,杨志家,吕岩. 自动化与仪表. 2011(08)
[8]一种峰值电流控制的全桥软开关弧焊逆变器[J]. 陈延明,陈辉华,张城,薛家祥,黄石生. 焊接学报. 2011(05)
[9]峰值电流控制在移相全桥变换器中的技术研究[J]. 李宏,荣军. 电力电子技术. 2008(01)
[10]基于峰值电流控制的全桥变换器在高频逆变焊机中的应用[J]. 雷军,刁利军,赖东林,韩亮. 电源技术应用. 2006(07)
硕士论文
[1]适用于快速/高精度DC-DC变换器的环路研究与设计[D]. 李天生.电子科技大学 2017
[2]基于实时工业以太网EtherCAT的双电机驱动控制应用研究[D]. 林梦云.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2017
[3]基于EtherCAT总线的多轴控制系统设计[D]. 谢锴.浙江大学 2017
[4]基于ARM的工业以太网EtherCAT从站设计[D]. 窦源.西南科技大学 2015
[5]EtherCAT从站软件的设计与实现[D]. 任计羽.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2014
[6]实时EtherCAT通讯的交流伺服驱动器研究[D]. 郭忺.华南理工大学 2014
[7]基于DSP的EtherCAT工业以太网从站驱动设计[D]. 高鹏.北京交通大学 2012
[8]基于EtherCAT的从站微处理器的设计与实现[D]. 李玉杰.武汉理工大学 2012
[9]工业以太网EtherCAT通信系统的研究与仿真[D]. 汪雅楠.北京交通大学 2011
本文编号：3105359
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
几种实时以太网的比较
图 1-2 传统的开发流程Fig.1-2 Traditional development process而使用了自动代码生成技术之后，软件开发流程变成如图 1-3 所示，功工程师不在需要花费大量的时间给码农解释自己的设计理念，也不需要输出 C 代码[17-20]，只需要使用特定的软件来自动生成编译图形化的代码相对于手动编写 C 代码，基于模型的设计有着明显的优势，主要包括方面。1）开发周期短、成本低、效率高等特点；2）系统和功能设计工程师可以独立完成控制软件的设计，避免了因为文档描述不准确或是歧义而导致的错误设计；3）软件功能修改后可以快速的自动生成代码而不需要经过复杂的流程农修改；4）软件的一致性会更加优良，不会出现由不同码农编写代码产生的差异5）图形化的软件设计更加易于理解，很容易对软件进行纠错，找出隐BUGS
1-3 采用自动代码生成技术的开发流pment process using automated code gen意义以下两个大方面：10+DSP28379D 架构实现 EtherCB/Simulink 强大的仿真功能，以建弧焊电源主电路模型和控制器型生成 DSP 可执行的嵌入式代码过程中涉及到 EtherCAT 协议栈在 工程中，协议栈由 TI 提供，通过和整体的运行方式，这样做的好受限于从站设备的生产厂商，有更实现更低的成本去开发从站设备
【参考文献】：
期刊论文
[1]实时工业以太网EtherCAT系统从站设计[J]. 史运涛,温艳坤,董广亮,孙德辉. 工业控制计算机. 2018(08)
[2]基于峰值电流控制的反激变换器的建模与设计[J]. 郭伟,李磊,龚坤珊,管月. 电源世界. 2017(09)
[3]峰值电流模式控制数字移相全桥变换器的分析与设计[J]. 王均,杜建华,纪婧,马皓. 电源学报. 2015(02)
[4]双闭环控制的移相全桥软开关变换器的研究[J]. 梁永清,黄志强. 现代电子技术. 2014(08)
[5]基于EtherCAT和CAN总线的柔性工装控制系统[J]. 李文强,段磊,赵明,王帅,于跃. 电光与控制. 2012(11)
[6]基于EtherCAT网络的三轴伺服控制系统设计[J]. 李志洲,郑民欣,王锦锦,郑安平. 组合机床与自动化加工技术. 2012(02)
[7]EtherCAT从站的设计与实现[J]. 马军贤,周侗,杨志家,吕岩. 自动化与仪表. 2011(08)
[8]一种峰值电流控制的全桥软开关弧焊逆变器[J]. 陈延明,陈辉华,张城,薛家祥,黄石生. 焊接学报. 2011(05)
[9]峰值电流控制在移相全桥变换器中的技术研究[J]. 李宏,荣军. 电力电子技术. 2008(01)
[10]基于峰值电流控制的全桥变换器在高频逆变焊机中的应用[J]. 雷军,刁利军,赖东林,韩亮. 电源技术应用. 2006(07)
硕士论文
[1]适用于快速/高精度DC-DC变换器的环路研究与设计[D]. 李天生.电子科技大学 2017
[2]基于实时工业以太网EtherCAT的双电机驱动控制应用研究[D]. 林梦云.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2017
[3]基于EtherCAT总线的多轴控制系统设计[D]. 谢锴.浙江大学 2017
[4]基于ARM的工业以太网EtherCAT从站设计[D]. 窦源.西南科技大学 2015
[5]EtherCAT从站软件的设计与实现[D]. 任计羽.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2014
[6]实时EtherCAT通讯的交流伺服驱动器研究[D]. 郭忺.华南理工大学 2014
[7]基于DSP的EtherCAT工业以太网从站驱动设计[D]. 高鹏.北京交通大学 2012
[8]基于EtherCAT的从站微处理器的设计与实现[D]. 李玉杰.武汉理工大学 2012
[9]工业以太网EtherCAT通信系统的研究与仿真[D]. 汪雅楠.北京交通大学 2011
本文编号：3105359
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3105359.html
