基于DSP的定尺飞锯控制系统研究
发布时间：2021-01-05 13:35
中国是管材生产与加工的大国,生产量和加工量均居世界前列。然而由于技术和设备的落后,相关企业的管材损耗率在切割加工时居高不下,而精度、效率和稳定性却差强人意,利润率也因此大打折扣。而以]TMS320F28069为运动控制器、由变频器驱动三相异步电动机的定尺飞锯控制系统,精度、效率和稳定性均可满足企业的要求,并且与同性能设备相比有价格优势。本文所述定尺飞锯控制系统由以TMS320F28069处理器为核心的运动控制器、伺服型变频器、触摸屏、锯车系统以及测速系统等组成。该系统引入脉冲长度简化运算和操作,提高了更换设备时的效率。测量各运动组件的速度时采用M/T加权平均过渡法来进行测速,使转速在切换处可平滑过渡,测量误差较为稳定无波动,从而提高系统的稳定性。锯车的速度控制在各个阶段采取不同的策略：加速和减速时速度控制函数分别以函数"sin2x”和“cos2x”为基础,可减小对控制电机的冲击；锯车同步调整阶段采用内环为分区式PID控制的双闭环调节策略,以满足系统较高的动态特性要求；锯车零点调整阶段采取双闭环PID调节策略。切管时,锯片转速实时调整,与锯片和管材的接触面积呈正相关,可有效减少切口毛刺。...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景以及研究意义
1.2 飞锯机的发展历史和国内外研究现状
1.3 本文研究的主要内容
2 定尺飞锯控制系统概述
2.1 定尺飞锯控制系统的组成
2.1.1 运动控制器
2.1.2 伺服型变频器
2.1.3 锯车系统
2.1.4 测速系统
2.1.5 触摸屏
2.1.6 系统的技术要求
2.2 定尺飞锯控制系统的运动状态分析
2.2.1 锯车和管材的运动状态分析
2.2.2 锯片及其主轴的运动状态分析
2.2.3 操作方式
2.2.4 其他辅助功能和注意事项
2.3 本章小结
3 系统的物理量测量和控制策略的算法分析
3.1 测量行进长度的算法分析
3.1.1 编码器位置变化的脉冲计数测量
3.1.2 脉冲长度的应用
3.1.3 行进长度的计算
3.2 测量移动速度的算法分析
3.2.1 M法和T法测速的原理
3.2.2 M/T加权平均过渡法测速的原理
3.2.3 误差分析与仿真
3.3 控制策略的算法分析
3.3.1 锯车追踪控制
3.3.2 锯车同步调整控制
3.3.3 锯车减速回零控制
3.3.4 锯片切割控制
3.4 本章小结
4 定尺飞锯控制系统的硬件设计
4.1 测量功能
4.1.1 eQEP（增强正交编码脉冲）模块
4.1.2 HRCAP（高精度捕捉）模块
4.2 通信功能
4.3 D/A输出功能
4.3.1 TLV5638
4.3.2 SPI模块
4.3.3 输出电压的计算
4.4 存储功能
4.4.1 24LC16
4.4.2 I2C总线
4.5 本章小结
5 定尺飞锯控制系统的软件设计和实验分析
5.1 上位机界面设计与操作
5.2 各模块软件设计
5.2.1 主程序模块
5.2.2 测量模块
5.2.3 通信模块
5.2.4 锯车速度控制子函数
5.2.5 其他软件设计
5.3 实验及其结果分析
5.3.1 实验平台
5.3.2 实验过程及结果分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于智能分区PID的双闭环电机调速[J]. 闵立清. 工业控制计算机. 2016(02)
[2]钢管仿形铣切飞锯机锯片的研究[J]. 任星,张玉华,宋新环,余智庭. 重型机械. 2016(01)
[3]智能分区PID控制算法在电动缸伺服系统中的研究[J]. 曾从吉,单梁,陆建荣. 计算机测量与控制. 2015(06)
[4]工业机器人在板材切割生产线的应用[J]. 王海鹏,陈和平,朱英韬,胡端. 组合机床与自动化加工技术. 2015(05)
[5]行星式自动切管机系统设计[J]. 许万,李聪,赵迪,李炯,钱应平. 湖北工业大学学报. 2015(02)
[6]基于LS-DYNA的钢管排锯机的力学参数研究[J]. 郝清军,梁义维,黄宏臣. 济南大学学报(自然科学版). 2014(06)
[7]基于模糊控制策略的位置伺服系统研究[J]. 高子龙,李志刚. 微电机. 2013(01)
[8]基于模糊自适应PID的钢管定长切割控制系统[J]. 盛强. 机电工程. 2011(11)
[9]基于DSP2812的电动机测速方法的研究[J]. 李昕奇,金勇. 电气自动化. 2011(04)
[10]Modbus协议的RS485总线通讯机的设计及应用[J]. 王书根,王振松,刘晓云. 自动化与仪表. 2011(05)
硕士论文
[1]预精焊生产线自动切管机控制系统的研发[D]. 李国松.山东大学 2015
[2]基于DSP的追剪伺服系统设计[D]. 黄艺香.南京林业大学 2014
[3]型材定长切割系统研究与设计[D]. 吴仑.沈阳理工大学 2014
[4]基于模糊控制理论的型材在线定长切割系统研究[D]. 佟磊.河北科技大学 2013
[5]仿形铣切飞锯的运动控制[D]. 苏指南.天津理工大学 2011
[6]铜排定尺锯切系统研究[D]. 皇宇州.大连交通大学 2010
[7]钢板移动剪切机伺服控制系统设计[D]. 王翠婷.山东大学 2010
[8]钢管生产线的优化切割研究[D]. 黄超.同济大学 2007
本文编号：2958760
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景以及研究意义
1.2 飞锯机的发展历史和国内外研究现状
1.3 本文研究的主要内容
2 定尺飞锯控制系统概述
2.1 定尺飞锯控制系统的组成
2.1.1 运动控制器
2.1.2 伺服型变频器
2.1.3 锯车系统
2.1.4 测速系统
2.1.5 触摸屏
2.1.6 系统的技术要求
2.2 定尺飞锯控制系统的运动状态分析
2.2.1 锯车和管材的运动状态分析
2.2.2 锯片及其主轴的运动状态分析
2.2.3 操作方式
2.2.4 其他辅助功能和注意事项
2.3 本章小结
3 系统的物理量测量和控制策略的算法分析
3.1 测量行进长度的算法分析
3.1.1 编码器位置变化的脉冲计数测量
3.1.2 脉冲长度的应用
3.1.3 行进长度的计算
3.2 测量移动速度的算法分析
3.2.1 M法和T法测速的原理
3.2.2 M/T加权平均过渡法测速的原理
3.2.3 误差分析与仿真
3.3 控制策略的算法分析
3.3.1 锯车追踪控制
3.3.2 锯车同步调整控制
3.3.3 锯车减速回零控制
3.3.4 锯片切割控制
3.4 本章小结
4 定尺飞锯控制系统的硬件设计
4.1 测量功能
4.1.1 eQEP（增强正交编码脉冲）模块
4.1.2 HRCAP（高精度捕捉）模块
4.2 通信功能
4.3 D/A输出功能
4.3.1 TLV5638
4.3.2 SPI模块
4.3.3 输出电压的计算
4.4 存储功能
4.4.1 24LC16
4.4.2 I2C总线
4.5 本章小结
5 定尺飞锯控制系统的软件设计和实验分析
5.1 上位机界面设计与操作
5.2 各模块软件设计
5.2.1 主程序模块
5.2.2 测量模块
5.2.3 通信模块
5.2.4 锯车速度控制子函数
5.2.5 其他软件设计
5.3 实验及其结果分析
5.3.1 实验平台
5.3.2 实验过程及结果分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于智能分区PID的双闭环电机调速[J]. 闵立清. 工业控制计算机. 2016(02)
[2]钢管仿形铣切飞锯机锯片的研究[J]. 任星,张玉华,宋新环,余智庭. 重型机械. 2016(01)
[3]智能分区PID控制算法在电动缸伺服系统中的研究[J]. 曾从吉,单梁,陆建荣. 计算机测量与控制. 2015(06)
[4]工业机器人在板材切割生产线的应用[J]. 王海鹏,陈和平,朱英韬,胡端. 组合机床与自动化加工技术. 2015(05)
[5]行星式自动切管机系统设计[J]. 许万,李聪,赵迪,李炯,钱应平. 湖北工业大学学报. 2015(02)
[6]基于LS-DYNA的钢管排锯机的力学参数研究[J]. 郝清军,梁义维,黄宏臣. 济南大学学报(自然科学版). 2014(06)
[7]基于模糊控制策略的位置伺服系统研究[J]. 高子龙,李志刚. 微电机. 2013(01)
[8]基于模糊自适应PID的钢管定长切割控制系统[J]. 盛强. 机电工程. 2011(11)
[9]基于DSP2812的电动机测速方法的研究[J]. 李昕奇,金勇. 电气自动化. 2011(04)
[10]Modbus协议的RS485总线通讯机的设计及应用[J]. 王书根,王振松,刘晓云. 自动化与仪表. 2011(05)
硕士论文
[1]预精焊生产线自动切管机控制系统的研发[D]. 李国松.山东大学 2015
[2]基于DSP的追剪伺服系统设计[D]. 黄艺香.南京林业大学 2014
[3]型材定长切割系统研究与设计[D]. 吴仑.沈阳理工大学 2014
[4]基于模糊控制理论的型材在线定长切割系统研究[D]. 佟磊.河北科技大学 2013
[5]仿形铣切飞锯的运动控制[D]. 苏指南.天津理工大学 2011
[6]铜排定尺锯切系统研究[D]. 皇宇州.大连交通大学 2010
[7]钢板移动剪切机伺服控制系统设计[D]. 王翠婷.山东大学 2010
[8]钢管生产线的优化切割研究[D]. 黄超.同济大学 2007
本文编号：2958760
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2958760.html
