基于STM32微控制器的精密压力控制系统的研究与设计
发布时间:2019-08-12 10:57
【摘要】:伴随着电子产业的迅猛发展,鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备大量出现并被广泛使用。这些设备在使用过程中,需要受到随机的或者持续的外力按压。为了保证产品质量,需要模拟不同的按压力度来测试产品。因此一个可调节的,精密的压力输出设备是必不可少的,本课题研究的就是这样一个精密压力控制系统。该精密压力控制系统主要包括上位机软件,微控制器电路板,下位机软件,精密压力传感器,精密直线电机以及电机驱动器等几大部分。系统的主要目标是在收到上位机压力控制命令后,快速调整电机运行参数从而在规定的时间内达到设定的压力输出。本系统的研究内容主要包括上位机软件设计,硬件电路原理图设计,硬件PCB布板,下位机软件设计,系统搭建,调试与测试等。上位机软件在Windows环境下开发,基于Visual Studio集成开发环境,使用C#编程语言;硬件电路围绕STM32F103微控制器与24位精度ADC搭建;测试系统选择LSB200系列精密压力传感器,响应迅速,测量精度小于±1g;执行机构选择东方马达精密直线电机DRL20G及其配套脉冲序列输入型电机驱动器LRD503-K,步进精度最高可达8nm。该系统可以通过上位机软件设置测试压力等参数,下位机软件运用位置式数字PID算法实现压力输出的闭环控制。经过系统测试,该系统最终的压力曲线上升沿时间小于150ms,压力稳定性小于±2g,压力下降沿时间小于80ms,技术参数符合设计要求,系统稳定可靠,简单易用,适合工业使用。
【图文】:
件级别以及整机出厂测试过程中加入压力测试要求,压力(F)、上升沿时间(t_rising)、下降沿时间(t_falling)等参数必须符合公司质量要求。图1.1 智能手机触摸屏压力控制曲线示意图1.2 研究现状压力是工业过程控制过程中经常需要控制的一个技术参数,这方面的技术看似非常成熟,但作者实际调研发现,在工业控制领域,气体压力控制系统确实非常多,但涉及施加到固体设备上的压力控制就比较少,尤其在要求 1Kg 以下的小压力控制范围以及±2g 压力控制精度的情况下,作者基本上没有发现相关研究成果。工业压力控制系统有很多种,最常见是根据控制精度和有无反馈来分类的:开环控制系统和闭环控制系统。要求简单粗糙的场合大多使用开环压力控制系统,这种系统一般情况下没有压力反馈,或者只有压力临界值报警反馈,成本低廉,,能满足基本使用要求;而压力控制要求严格的场合大多使用闭环控制系统
STM32微控制器最小系统原理框图
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP311.52;TP273
本文编号:2525667
【图文】:
件级别以及整机出厂测试过程中加入压力测试要求,压力(F)、上升沿时间(t_rising)、下降沿时间(t_falling)等参数必须符合公司质量要求。图1.1 智能手机触摸屏压力控制曲线示意图1.2 研究现状压力是工业过程控制过程中经常需要控制的一个技术参数,这方面的技术看似非常成熟,但作者实际调研发现,在工业控制领域,气体压力控制系统确实非常多,但涉及施加到固体设备上的压力控制就比较少,尤其在要求 1Kg 以下的小压力控制范围以及±2g 压力控制精度的情况下,作者基本上没有发现相关研究成果。工业压力控制系统有很多种,最常见是根据控制精度和有无反馈来分类的:开环控制系统和闭环控制系统。要求简单粗糙的场合大多使用开环压力控制系统,这种系统一般情况下没有压力反馈,或者只有压力临界值报警反馈,成本低廉,,能满足基本使用要求;而压力控制要求严格的场合大多使用闭环控制系统
STM32微控制器最小系统原理框图
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP311.52;TP273
【参考文献】
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5 张媛媛;姜岩峰;;Σ-Δ模拟/数字转换器综述[J];微电子学;2006年04期
6 张鑫,郭清南,李学磊;压力传感器研究现状及发展趋势[J];电机电器技术;2004年04期
本文编号:2525667
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