沸腾式送粉器嵌入式控制系统开发

发布时间：2017-12-13 06:47

  本文关键词：沸腾式送粉器嵌入式控制系统开发

  更多相关文章： 激光增材制造 送粉器 粉体输送 数字信号处理器 PID闭环控制

【摘要】：激光增材制造是工业发展的一种新型制造技术,能够有效提高原材料的综合性能。送粉器作为激光增材制造技术设备系统的重要组成部分,粉末输送的稳定性和均匀性都会影响增材制造层的性能、尺寸精度、成形效率,本文根据激光增材制造对送粉器的需求结合国内外的发展状况,自主设计新型的沸腾式送粉器和嵌入式闭环控制系统。使用模块化方式设计送粉器粉仓内核结构,结合气压传动理论设计送粉器的气路回路,其中包括沸腾气路、输送气路、溢流气路和振动气路;通过对比沸腾气、输送气和溢流气等气流量大小对送粉速度影响的实验,探索送粉器的送粉规律和主要的性能指标,得到沸腾气流量对送粉率的影响更加显著,并且具有良好的线性关系;基于上述关系,在沸腾气路添加电磁比例阀,实验结果表明电磁比例阀的加入能显著改善沸腾气流量和送粉率线性度。在实验结论的基础之上,开发了基于dsPIC数字信号处理器为核心的嵌入式控制系统。根据实际需求制定的整体控制方案,设计了控制系统的硬件电路:主控板电路模块、线性稳压电源电路模块、显示电路模块、数据采集模块和光耦抗干扰模块的设计;然后在硬件基础上设计相应的软件驱动程序,包括模拟信号采集程序、去皮程序、抗干扰滤波程序、模数转换驱动程序、PID闭环控制程序;完成对控制系统的软硬件调试后,为辅助下位机调整PID参数,能够直观地观察实际送粉率曲线的变化,利用PC机运算能力强、速度快、显示界面好等优点,设计了基于虚拟仪器Lab VIEW的上位机,求得出粉精度最高的PID算法参数值。最后进行送粉器的稳定性实验,绘制出实验数据的误差曲线,得到送粉率在0-50g/min之间时相对误差都控制在2.5%以内,满足送粉稳定、精度高、送粉率可大范围调整的粉末输送需求。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG665;TP273

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本文编号：1284139