高速文档扫描仪电气控制系统的研究

发布时间：2017-04-14 17:11

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【摘要】：高速文档扫描仪是一种能将纸质文档信息转化为电子文档信息的重要信息化输入设备。由于目前高速文档扫描仪的控制系统存在不足,导致其出现工作效率较低,运行稳定性较差等一系列问题。为了解决这些问题,提升高速文档扫描仪的工作效率和运行稳定性,本文对高速文档扫描仪核心控制技术进行了研究,基于TI公司的TMS320C6474多核DSP处理器,完成了高速文档扫描仪电气控制系统的设计。首先,本文对无刷直流电机控制原理和数学模型进行研究和分析。建立了无刷直流电机控制相关的数学模型,对无刷直流电机存在的转矩脉动进行了分析,提出采用转矩反馈法和PWM斩波法分别抑制电磁转矩脉动和换相转矩脉动的方法。然后,对现有的高速文档扫描仪控制系统功能和所存在的问题进行分析,针对高速文档扫描仪需求,给出了其控制系统的硬件和软件整体设计方案,确定了系统使用的主要元器件和软件算法。在此基础上,本文提出将BP神经网络算法和经典的PID控制算法相结合的方法,实现对高速文档扫描仪无刷直流电机的控制,从而有效提高了高速文档扫描仪控制系统性能。最后,完成了整个高速文档扫描仪控制系统的硬件和软件详细设计,给出了各个子模块的详细设计原理图和程序工作流程图,并给出了系统实验测试设计方案。本文根据实验测试方案对高速文档扫描仪的电气控制系统进行了全面的测试。其结果表明,本文所设计的高速文档扫描仪控制系统,可有效的提高高速文档扫描仪电气控制系统性能和稳定性,对提升整个扫描仪扫描效果、工作效率和产品质量具有非常重要意义。
【关键词】：高速文档扫描仪 BP神经网络 TMS320C6474
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP273;TP334.22
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 课题研究背景8-9
• 1.2 高速文档扫描仪发展现状9-10
• 1.3 研究目的及意义10-11
• 1.4 研究内容及论文结构安排11-12
• 第2章 无刷直流电机工作及控制相关原理和技术12-22
• 2.1 无刷直流电机控制相关技术原理12-16
• 2.1.1 无刷直流电机运行原理12-14
• 2.1.2 无刷直流电机控制数学模型14-16
• 2.2 DSP控制技术简介16-18
• 2.3 转矩脉动18-21
• 2.3.1 电磁转矩脉动18-20
• 2.3.2 换相转矩脉动20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 电气控制系统总体方案设计22-32
• 3.1 电气控制系统总体需求分析22-24
• 3.1.1 控制系统功能需求分析22-23
• 3.1.2 相关性能需求分析23-24
• 3.2 硬件系统总体方案设计24-28
• 3.2.1 硬件系统总体方案设计24-25
• 3.2.2 硬件系统相关元器件选型25-28
• 3.3 软件系统总体方案设计28-31
• 3.3.1 软件系统总体方案设计28
• 3.3.2 相关控制算法选择与确定28-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第4章 电气控制系统详细设计32-52
• 4.1 硬件系统详细设计32-41
• 4.1.1 主控单元设计32-33
• 4.1.2 功率驱动电路设计33
• 4.1.3 检测电路33-37
• 4.1.4 通信接口电路设计37-39
• 4.1.5 电源转换及保护电路设计39-41
• 4.2 软件系统详细设计与实现41-48
• 4.2.1 主程序设计41-42
• 4.2.2 电流采样程序设计42-43
• 4.2.3 PWM控制程序设计43-44
• 4.2.4 控制算法程序设计44-46
• 4.2.5 通信程序设计46-48
• 4.3 软件仿真系统与测控设计验证48-51
• 4.4 本章小结51-52
• 结论52-53
• 参考文献53-58
• 致谢58-59
• 个人简历59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：306459