固晶机数字伺服及监控系统设计

发布时间：2017-08-14 12:01

  本文关键词：固晶机数字伺服及监控系统设计

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【摘要】：我国半导体产业正在飞速发展,而封装技术则是影响半导体产业发展的非常重要的一个环节。半导体的封装技术的优劣是至关重要的竞争因素,与市场上大部分的半导体机械设备相比较,固晶机的固晶精度、速度、稳定性等有着明显的优势。伺服系统在机电设备中的地位相当高,而高性能的伺服系统又能够提供灵活、方便、精确和快速的运动控制作用。因此,研制高精高速的伺服系统可以提高国内固晶行业水平。本文首先分析了固晶机对伺服系统的功能要求,依据其功能要求对伺服系统的相关硬件及软件系统进行设计。硬件设计,由伺服系统总体结构可知运动控制模块是固晶伺服系统的主要模块,在此基础上提出伺服系统的硬件总体设计方案。设计时选用TMS320F2812为核心芯片,再依据硬件总体设计方案对伺服运动控制系统的各个部分进行具体的设计,主要包括DSP主模块、电机控制模块、PCI通信模块等。软件设计,根据固晶机对伺服系统的功能要求提出软件总体设计方案,包括DSP侧和PC侧两块的软件设计工作。DSP侧的软件设计主要包括系统驱动程序、DSP主控程序等;PC侧主要有硬件层、功能接口层及用户层等。其中硬件层实现的是处理与DSP的数据交互功能;用户层是一些接口函数,供二次开发使用;用户层是人机界面层主要完成人机界面监控和一些参数修改等功能。依据软件总体设计思路对各个模块进行软件流程或代码编写工作,进而实现梯形加减速、S形加减速、传感器搜索及位置速度检测等功能要求。人机界面的设计主要是为了实现固晶电机监控以及参数修改等功能要求。在完成软硬件的设计工作之后,整合软件和硬件部分,联合测试系统的工作性能。通过联合测试之后,可验证其平滑的运动及高精度的位置控制,此外还具有捕获原位的功能等。同时伺服系统的定位精度、最高转速、最低转速、调速范围、调速静态特性即工作稳定性都能够满足固晶设备的要求。本课题的研究使固晶机数字伺服系统在控制性能和控制精度方面有了提升,也可以显示其在固晶电机运动控制方面的优越性。同时由测试和仿真得到的结论也反映了伺服运动控制方案的可行性和稳定性。
【关键词】：固晶机 伺服系统 PCI总线 上位机监控
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN305;TP277
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-15
• 1.1 课题概述9-10
• 1.1.1 课题来源9
• 1.1.2 课题背景和意义9
• 1.1.3 国内外现状9-10
• 1.2 课题研究及应用对象介绍10-12
• 1.3 伺服系统概述12-13
• 1.3.1 伺服系统的技术要求12-13
• 1.3.2 伺服系统的分类13
• 1.4 本文主要内容13-15
• 第2章 固晶伺服系统总体设计15-21
• 2.1 系统总体设计分析15
• 2.2 运动控制卡简介15-16
• 2.3 伺服系统性能要求和设计原则16-18
• 2.4 伺服系统的硬件总体设计方案18-19
• 2.5 伺服系统软件总体设计方案19-20
• 2.6 本章小结20-21
• 第3章 伺服运动控制硬件电路设计21-34
• 3.1 伺服运动控制硬件结构21-22
• 3.2 TMS320F2812的结构及其开发平台22-23
• 3.2.1 TMS320F2812的结构及其特点22-23
• 3.2.2 TMS320F2812开发平台主要特点23
• 3.3 TMS320F2812控制平台的硬件电路设计23-25
• 3.3.1 电源电路设计23-24
• 3.3.2 时钟及锁相环电路设计24-25
• 3.3.3 JTAG电路设计25
• 3.4 电机控制模块硬件电路设计25-28
• 3.4.1 电机传感器信号转换电路设计25-27
• 3.4.2 电机位置检测电路设计27-28
• 3.5 PCI通信硬件电路设计28-31
• 3.5.1 PCI9052的主要特点28-30
• 3.5.2 PCI9052的EEPROM设计30-31
• 3.5.3 DSP和PCI总线基于双端RAM的接口电路设计31
• 3.6 硬件设计中需要注意的问题31-33
• 3.7 本章小结33-34
• 第4章 伺服系统的功能设计34-47
• 4.1 位置与速度检测34-38
• 4.2 速度的规划38-44
• 4.2.1 梯形加减速38-40
• 4.2.2 S形曲线40-42
• 4.2.3 直线插补42-44
• 4.3 传感器功能实现44-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 系统软件设计47-64
• 5.1 驱动程序开发47-50
• 5.1.1 驱动开发工具的选取47-48
• 5.1.2 Win Driver体系结构48-49
• 5.1.3 驱动程序49-50
• 5.2 DSP主控程序设计50-53
• 5.2.1 主程序模块51-52
• 5.2.2 DSP与PC机通信模块52-53
• 5.2.3 运动控制系统各功能模块测试程序53
• 5.3 监控软件功能要求53-54
• 5.4 监控软件模块设计54-63
• 5.4.1 主界面设计54-55
• 5.4.2 图形显示模块设计55-56
• 5.4.3 数据存储设计56-58
• 5.4.4 串口的创建与读写操作设计58-61
• 5.4.5 通信协议设计61-63
• 5.4.6 监控系统命令发送及数据读取63
• 5.5 本章小结63-64
• 第6章 系统调试及实验结果分析64-68
• 6.1 测试过程及结果64-66
• 6.2 遇到的困难及解决办法66-67
• 6.3 本章小结67-68
• 结论68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-71

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1 李生良;王毅;;用于精密跟踪的复合轴伺服系统[J];光学机械;1980年02期

2 周永清;伺服系统数字化方法[J];系统工程与电子技术;1981年09期

3 姜玉宪;;伺服系统低速跳动问题[J];自动化学报;1982年02期

4 李曼珍;伺服系统控制方法研究[J];仪器仪表用户;2005年04期

5 任鹏会,郑刚,麻红梅;双通道伺服系统的数字化实现[J];现代电子技术;2005年18期

6 穴洪刚,郭毓;转塔伺服系统的控制及仿真[J];控制工程;2005年S1期

7 李琼;王少萍;梁磊;;光控伺服系统建立、建模与仿真[J];压电与声光;2007年02期

8 Frank J Bartos;朱俭华;;伺服系统应用技巧[J];软件;2007年04期

9 赵斌;蔡开龙;谢寿生;;气动油压伺服系统的智能PID控制研究[J];微计算机信息;2007年25期

10 张彦军;于国祥;;滑模控制在低速摩擦伺服系统中的应用[J];微计算机信息;2007年34期

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1 张志远;;一种具有双模结构的智能模糊伺服系统的设计[A];第三届全国流体传动及控制工程学术会议论文集（第二卷）[C];2004年

2 张莉松;廖晓钟;;“快乐教学法”在《伺服系统》课程教学中的应用[A];第二届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（下册）[C];2004年

3 刘青松;;基于思维进化算法的被动力伺服系统的参数辨识[A];2009中国控制与决策会议论文集（1）[C];2009年

4 祁若龙;刘伟军;;高速高精度伺服系统四阶模型及参数优化[A];2008’“先进集成技术”院士论坛暨第二届仪表、自动化与先进集成技术大会论文集[C];2008年

5 杨俊义;陈彦辉;李明涛;;伺服系统执行机构研究与分析[A];2010中国仪器仪表学术、产业大会（论文集1）[C];2010年

6 王莉;赵修科;;永磁同步电动机伺服系统的模糊神经网络控制的研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年

7 李永东;梁艳;;高性能交流永磁同步电机伺服系统现状[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年

8 张志远;;一种具有双模结构的智能模糊伺服系统的设计[A];机床与液压学术研讨会论文集[C];2004年

9 宋向军;刘万兵;曹勇;;搬运装置伺服系统的改造[A];电子玻璃技术交流会论文集[C];2006年

10 黄炯;李军;陆刘兵;王执铨;;高精度伺服系统的神经元控制[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报记者 付丽娟;期待，中国伺服系统企业之“蝶变”[N];机电商报;2006年

2 ;纺机的伺服系统[N];中国纺织报;2013年

3 黄玉平;我国首次实现伺服系统“全电化”[N];中国航天报;2014年

4 中缝;如何调试和检测伺服系统[N];中国服饰报;2008年

5 石永红;抗风型光伏伺服系统研制成功[N];中国企业报;2008年

6 王雯;埃斯顿 EDB伺服系统在剑杆织机中的应用[N];中国纺织报;2009年

7 证券时报记者 水菁;汇川技术 扩充产品的“梯队化”建设[N];证券时报;2010年

8 陈淆;瓦楞纸印刷机的控制系统[N];中国包装报;2008年

9 石永红;江苏研制成功抗风型光伏伺服系统[N];大众科技报;2008年

10 辽宁 韦公远;日立637录像机伴音变调的检修[N];电子报;2003年

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1 王哲;被动式力矩伺服系统加载策略研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

2 倪志盛;被动式力矩伺服系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

3 符玉襄;空间高精度二维伺服系统控制技术研究[D];中国科学院研究生院(上海技术物理研究所);2015年

4 孙显彬;基于异类传感器融合的数控机床伺服系统故障诊断关键技术研究[D];青岛理工大学;2016年

5 谭文斌;伺服系统摩擦与温度变化干扰的建模及补偿研究[D];天津大学;2012年

6 宋彦;伺服系统提高速度平稳度的关键技术研究与实现[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

7 陈晨风;高性能交流伺服系统的智能控制策略[D];浙江大学;1997年

8 王闻宇;伺服系统柔性连接负载控制方法研究[D];华中科技大学;2012年

9 向红标;开放式伺服系统的摩擦建模与补偿研究[D];天津大学;2010年

10 孙凯;自抗扰控制策略在永磁同步电动机伺服系统中的应用研究与实现[D];天津大学;2007年

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1 何远东;天基目标探测伺服系统构型及控制系统研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

2 唐思宇;三质量伺服系统定位抖振抑制技术[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 孙淑瑞;被动式电液力伺服系统的同步结构解耦控制研究[D];河南科技大学;2015年

4 赵艳春;基于TMS320F28335的永磁交流同步伺服系统设计与研究[D];西安电子科技大学;2014年

5 何颖;横机伺服系统研究与设计[D];西安工程大学;2015年

6 江月;伺服系统的分析与辨识[D];西安电子科技大学;2014年

7 邵淦;基于以太网的伺服驱动器设计与研究[D];合肥工业大学;2015年

8 李志嘉;基于现场总线的多轴伺服系统及其应用研究[D];中国计量学院;2015年

9 路瑶;转台伺服系统非线性的补偿算法研究[D];太原科技大学;2015年

10 杨晓东;上海开通伺服系统营销策略研究[D];兰州大学;2016年

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本文编号：672528