一、一种设计独特的步进电机接口电路(论文文献综述)
董馨雨[1](2021)在《两相混合式步进电机高精度闭环驱动控制系统及实验研究》文中研究指明
洪杨[2](2021)在《气吸式小区排种器株距电控系统设计》文中指出农业是我国根本经济支柱之一,粮食的生产是国家极其重视的。提高农作物的产量与质量一直都是农业问题的核心,特别在疫情这段时间尤为明显。种子作为具有生命力的特殊生产资料,其质量的好坏直接关系到粮食的生产量,因此推广应用良种、改善播种方式是提高生产发展的有力途径,间接决定了农业生产结构和水平。本文针对传统播种机出现的地轮打滑、漏播及控制精度低等问题,设计出一套基于西门子S7-200 SMART可编程控制器的气吸式小区排种器株距电控系统。首先选用专门的传感器检测播种机的前进速度,传感器将脉冲信息传给PLC进行处理分析,PLC输出命令给步进电机驱动器用以控制电机的启动、停止、速度和行进距离,添加多组步进电机驱动模块单独控制每个排种器的作业。同时,在步进电机上方安装霍尔元件来确定电机当前位置,PLC接收霍尔信号后,驱动排种器到达零点位置以此达到排种行一致的目的。在驾驶位上安装控制器触摸屏,可以根据实际要求设置作业速度和株距等变量,丰富了人机交互体验。最后根据西门子可编程控制器的特点,利用STEP 7-Micro/WIN V4.0软件完成对控制系统梯形图程序的编写,实现了对采集模块、驱动模块和人机交互模块的协调控制,显着地提高了排种器的控制精度。在排种器株距电控系统完成后,选用“青杂三号”大白菜种子为实验对象并将机器移至JPS-12试验台和田间进行实际检验。在台架单因素试验中,当转速在25~30r/min,真空度2.5~3k Pa区间时,排种器的各项性能指标均为优秀;在多因素组合实验中,当转速为20r/min,真空度2.2k Pa时,排种性能达到最佳,合格指数为93.02%,重播指数则3.41%,漏播指数仅有2.79%。而田间实验由于阻力和环境因素,各项性能指标大都低于实验室水平,不过结果较为接近,符合国家农作物单粒精量播种质量指标要求。
叶芙蓉[3](2021)在《丘陵山区茶园自动喷药装置研制》文中进行了进一步梳理我国是世界上茶园种植面积最大的国家,有超过60%的茶园分布在丘陵山区,丘陵山区独特的地形限制了茶园的自动化管理。茶树的病虫害防护在茶园的日常管理中尤为重要,如今茶园自动化管理中喷药作业基本靠人工完成,使得劳动力紧张,作业成本增加。传统的喷杆式喷药装置,无法实现高效、精准且低污染的喷药。为实现丘陵山区茶园自动化喷药,解决我国目前丘陵山区茶园喷药质量差、喷药效率低、人工劳动强度大、农药对土壤、环境污染严重和大中型拖拉机无法进入茶园等问题,本文通过查阅大量相关文献,分析比较国内外不同类型喷雾机的性能特点,并结合目前我国丘陵山区茶园管理的实际情况,深入调查、了解茶园管理者的实际需求,研制开发一款能够以丘陵山区为使用环境、中小型移动平台为基础、机械结构紧凑且具备自适应能力的茶园自动喷药装置。主要研究内容如下:(1)丘陵山区茶园自动喷药装置关键部件设计。根据茶园害虫喜欢在茶树中下部成熟老叶背面取食的特点,采取水平方向喷射和45°角方向喷射相结合的喷药模式;采用超声波测距模块自动对靶,实现喷头与茶树冠表层之间位置的定位。结合丘陵山区茶园实际条件、设计要求和农艺要求,并考虑茶园自动喷药装置在茶垄间的通过性和自适应性等因素,对自动喷药装置进行机械结构设计。运用Solid Works软件绘制茶园自动喷药系统三维模型,自动喷药装置的喷杆支架在垂直方向上可移动范围为0~700mm,测量并计算得到喷杆长度为1100mm,喷头间距为500mm。根据自动喷药装置喷雾性能要求,对电动泵、电磁阀和扇形喷头的使用压力和最大流量进行分析和计算,对管道内流体流动阻力能量损失和局部水流损失定量计算并进行压力补偿,确定喷药回路系统性能参数。(2)控制系统硬件设计。对主控系统进行硬件电路设计,并编写了自动控制程序。利用超声波传感器测距模块,检测茶树冠表层与喷头空间位置,提高数据准确率和对靶精度。采用车速检测模块,对自动喷药装置运行速度进行检测,以研究行走速度对喷药质量的影响。(3)喷雾性能综合试验平台试验。运用喷雾性能综合试验平台对扇形喷头的参数、雾滴粒径大小和喷雾均匀性等指标数据进行测试。试验结果表明:在药液动力单元提供0.30MPa压力、喷头到茶树冠表层的距离为400mm的情况下,空气阻力对喷头参数不造成影响;该喷药条件下喷雾角为102.6°,雾滴粒径为89.784μm,小于100μm容易被植物叶面吸收,液量分布变异系数值均小于标准中规定的50%,满足国家标准中机动喷雾机作业质量要求。(4)茶园现场试验。当茶园自动喷药装置行驶速度在1~3m/s范围内、喷杆至茶树冠层距离在300~500mm范围内时,以雾滴平均覆盖率作为主要评价指标,沉积密度作为辅助指标,采用正交试验设计方法进行试验研究,进行三因子三水平正交试验,检验喷雾高度、行驶速度及冠层梯度对喷药质量的影响。试验结果表明:茶树不同冠层梯度下各点位雾滴平均沉积密度均大于26个/cm2,高于JB/T9782—2014《植保机械通用试验方法》对喷雾机中喷幅界定的20个/cm2要求,试验中各喷施参数对雾滴沉积密度的影响程度从大到小依次为冠层梯度、喷雾高度、行驶速度。其中,不同冠层梯度沉积密度最大为表层,冠层中、下部的雾滴沉积密度差异性相对较小,无显着性。喷雾高度越高,雾滴沉积个数越少,且高度为30cm时的雾滴数量显着多于50cm时的雾滴个数。
高阳[4](2021)在《基于插补字节流的WEDM运动控制器及伺服控制策略研究》文中研究指明随着电加工技术的不断发展,电火花线切割机床在机械制造领域所占的比重在世界范围内越来越大,与之相关的研究成果不断涌现。作为一种平价且使用范围广泛的设备,追求高效且稳定的加工成为重要的研究方向,运动控制系统作为电火花线切割机床极为重要的一部分,本课题将从这一方向出发研制一款适用于大部分电火花线切割机床且携带和使用方便的运动控制器,以实现高效率、高稳定性的加工。具体工作如下:在对运动控制技术深入研究的基础上,提出基于插补字节流的电火花线切割运动控制器。该运动控制器以FPGA作为核心处理器,采用双串口通讯,将插补运算这一功能移交上位机,并将插补后的运动数据转换为字节流的形式存储在运动控制器,进而转化为步进电机的运动信号。根据电火花线切割机床的功能需求和性能要求,对所需的硬件电路进行模块化分类。使用Altium Designer软件进行原理图设计,包括FPGA最小系统电路、通讯电路、I/O信号电路等。并且完成PCB的绘制、元器件的焊接和电路调试。基于通用性、便捷性的原则,采用“核心板+扩展板+继电器板”的内部构造形式,不仅节省控制器内部空间,而且使得该控制器可升级以及可兼容其它型号机床。从系统集成的角度出发,以FPGA芯片EP4CE10F17C8N为平台,利用编程设计实现了UART串口通讯、步进电机的精确控制、伺服进给策略的实现、脉冲电源波形的生成以及众多开关量信号的控制等。以门槛电压法为基础,提出了一种新型的电火花加工伺服进给策略。将极间的采集的平均电压转换为频率信号,根据返回的脉冲频率和预设阈值进行对比,从而判断出该检测周期内的极间放电状态,而且每一种放电状态分别对应一种伺服进给动作。为了验证该运动控制器的性能以及伺服策略的可行性,设计了如下实验:首先探索了该伺服策略中的放电伺服参数特性,得出阈值和检测周期对加工效率的影响规律以及对放电状态的影响。实验表明,相同条件下,当检测周期为0.5s时,可实现较高的加工效率;相同条件下,当加速区占比50%~60%,匀速区占比30%时,可以得到较高的加工效率。其次为了更好地验证该运动控制器的性能以及对伺服策略进行补充改进,设计了三种伺服加工模式,并且使用五种常用类型的工件进行实验,并从加工效率、工件表面粗糙度和加工过程中的实时进给速度三个方面进行分析。最后进行了完整的形状切割实验,分析了切割后工件的尺寸精度和形状完整度。本论文设计的电火花线切割运动控制器外观精美、使用方便、功能齐全,实验过程中完全实现工件的加工、伺服进给控制、开关量信号控制等功能。
刘天颖[5](2021)在《激光水平仪组模自动调校装备的研究与开发》文中指出激光水平仪是一种为建筑行业和机电设备安装行业提供水平度和垂直度基准标定的设备。但是目前大部分的激光水平仪校准精度低、调校工序复杂、人为因素影响比较大。由于缺乏激光水平仪的自动化生产设备的研发,国内各激光水平仪生产企业长期依赖劳动密集型生产方式,产量无法提高,人工成本居高不下。因此激光水平仪产业向智能化自动化升级是当前各大生产厂商亟待解决的问题。本文首先对激光水平仪的装配过程中激光组模的调校工艺进行了研究,设计出了一种以可编程控制器(programmable logic controller,PLC)为控制核心的自动调校系统。该系统采用电荷耦合元件(charge-coupled device,CCD)阵列为核心的激光检测光靶对激光水平度、垂直度偏移量进行采集并输入至PLC,由PLC计算出步进电机的调节量,进而调整激光组模调节螺丝的旋转角度和圈数。通过三维坐标定位系统对激光组模调节螺丝进行位置寻位和换位。经PID控制系统的不断修正,直至激光组模的水平精度以及铅垂精度均控制在±0.2mm误差范围之内,正交精度则控制在±2°的误差范围之内,从而达到修正激光水平度和垂直度的目的。系统整体工作流程由CCD检测、组模分步初调、正交统调、PID微调四个阶段组成。系统原型机采用了国产三菱FX3U可编程控制器、57系列两相步进电机、TCD1206SUP线阵CCD传感器等。性能测试结果表明本系统的精确度和鲁棒性符合激光组模的调校工艺要求。本研究通过智能化检测和自动化调校工艺初步解决了激光水平仪人工调校工艺误差大、出错率高的问题,一定程度上提高了企业的生产效率。
张明维[6](2021)在《基于旋转法的磁化率张量仪研制》文中研究表明磁化率是表示物体在外磁场作用下,能被磁化的难易程度的物理量,是物质的固有性质。目前在井中和实验室测量中大多还是测量其岩矿石磁化率标量信息。磁化率作为标量时,不仅在古地磁、岩石磁学方面有显着作用,在环境磁学方面也有研究价值。比如,随着工业化快速发展和人类活动日益频繁,导致土壤污染日益严重,其中含有大量重金属元素,故表现磁化率比本身磁化率高很多,可测量土壤磁化率来判断工业污染情况。但磁化率标量信息不够丰富,无法解释条带状矿产的磁异常问题以及无法对岩石剩磁矢量进行研究。磁化率张量作为岩矿石的磁性特征之一,蕴含着很多与地质、地球物理和古地磁有关的信息。利用磁化率张量能对磁异常进行定量解释;可分析岩矿石的沉积层面、沉积环境、叶理、流线性质、应变受力与构造形式等问题,且磁化率张量测量能作为地面和井中磁法勘探的重要辅助手段。不同于磁化率标量的测量,磁化率张量测量是将测试样本放在样品盒中,然后按照设定好的位置绕旋转轴进行测量,得到被测样本在不同位置上的磁化率,将此磁化率与旋转矩阵相乘,可得到磁化率张量信息。旋转法的优点在于只需一个传感器即可得到磁化率张量信息,大大简化了系统的复杂度。论文以磁化率标量测量原理为基础,推导验证了旋转法磁化率张量测量原理的可行性。然后根据旋转法磁化率张量测量原理设计测量电路和旋转机械结构,完成整个磁化率张量仪的设计和研制工作。其中包括传感器设计与仿真、测量电路设计与仿真、旋转运动机械结构设计、微控制器设计、数据采集卡设计与上位机软件设计等。最后设计并实施矿石磁化率测定实验,磁化率张量仪标定实验,矿石磁化率张量测量实验,磁梯度张量仪验证实验和磁化率张量仪指标测试实验。利用捷克SM30磁化率仪测定的矿石磁化率值对磁化率张量仪进行标定,标定好的磁化率张量仪再对铁矿石样本进行磁化率测量,测量结果与SM30仪器测量结果基本一致。设计的磁化率张量仪测量范围在550000×10-4SI,测量误差在4%左右。磁梯度张量仪验证实验中所测得的磁梯度张量数据,经过矩阵运算反演出磁化率张量值,与磁化率张量仪测得的张量值结果一致,再次证明了磁化率张量仪的正确性。
王二锐[7](2021)在《基于深度学习的前胡除草机部件设计与试验》文中指出前胡是一种具有较高药用价值的中草药材,田间茂盛的杂草严重影响前胡了生长。目前宁国前胡种植规模的不断扩大,但胡除草机械化、智能化水平较低,针对这个问题,本文主要研究基于深度学习的前胡除草技术。针对现有的杂草目标检测和定位问题,通过计算机视觉技术进行杂草识别的方法,识别、定位杂草。本文以宁国前胡生产过程中的除草环节为课题背景,以杂草识别定位和除草这以研究作为切入点,研究了基于深度学习神经网络目标检测,搭建了Delta并联机械臂运动控制的除草试验平台。本文针对计算机视觉除草技术,查阅大量文献对各类基于计算机视觉技术除草原理进行深入分析。建立杂草和前胡的数据样本集,提出了基于YOLO V4卷积神经网络模型进行杂草识别的方法。通过数据增强技术增加网络训练的复杂性,提高检测准确性,实现杂草识别和定位的视觉系统。提出了基于Delta并联型机械臂实现对靶机械旋刀式除草的方式。研究了Delta并联型机械臂的运动学方程和建模。设计了采用STM32F407芯片的Delta机械臂的硬件控制电路,完成整体电路PCB的制作。根据Delta并联机械臂的机械结构原理,利用keil-MDK软件使用C语言编写了机械臂的控制和通信程序,确定了电气设备的选型,搭建完成Delta机械臂除草试验平台。确定试验目的和要求,建立了以工业相机、计算机、Delta并联型机械臂的杂草实时检测定位除草一体的试验平台,通过深度学习网络训练得到了对杂草识别。完成了基于深度学习卷积神经网络技术的杂草特征提取,最后验证了构建的基于卷积神经深度学习的前胡除草试验台的可行性。
曹俊[8](2021)在《桌面式电火花线切割平台与实时控制技术研究》文中指出电火花线切割加工具有非接触、无毛刺、低应力、精度高等特点,在特种加工领域占据重要地位。在中国制造2025的时代背景下,研制一款结构小巧、功能完善的桌面式电火花线切割平台,符合现代机床小型化、绿色化的发展趋势。基于嵌入式多核处理器的线切割数控系统具有多实时任务并行、任务间通信频繁的特点,因此多核实时任务的调度成为了高性能线切割数控系统开发过程中必须解决的问题。此外,由于往复走丝线切割加工中电极丝损耗和断丝难以避免,因此结合电火花线切割加工机理,实现对断丝与电极丝损耗的实时预测和控制,对提高线切割系统的加工效率有着重要的意义。本文根据电火花线切割工艺需求,将桌面式电火花线切割平台划分为走丝模块、伺服进给模块、脉冲电源模块以及工作液循环模块。针对传统走丝机构张紧力调整不便的劣势,设计了张紧力稳定且灵活可调的双丝筒重锤式走丝机构;设计并校核了基于滚珠丝杠的伺服进给模块,并利用步进电机结合编码器实现伺服进给的闭环控制;通过总结传统脉冲电源的优劣,设计了一种基于BUCK电路的脉冲电源,该电源采用电感作为限流元件,电能利用率高。桌面式电火花线切割平台的数控系统采用ARM+STM32的结构,ARM与STM32通过CAN总线通信。其中ARM芯片作为上位机,控制伺服进给模块并运行数控软件;STM32作为下位机,负责控制走丝模块、脉冲电源模块以及工作液循环模块。线切割数控软件采用安全,高效的多进程架构,软件各进程通过共享内存、有名管道和信号实现加工数据的交换与加工流程的同步,各进程同步运行且互不干扰。为了发挥多核处理器的性能优势,提高数控系统实时性,对线切割数控系统进行了任务分析,建立了多核任务分配问题的抽象模型描述;采用处理器负载约束改良模拟退火法,实现了线切割数控系统多核任务分配寻优算法,该算法可快速收敛到最优分配方案,同时兼顾线切割数控系统多任务并发与周期执行的要求,充分发挥了处理器的多核运算能力,提升数控系统实时性能。针对桌面式电火花线切割平台的断丝问题,根据其断丝前出现密集电弧放电的特征,结合实验分析其断丝机理,得到了脉冲宽度与电弧放电概率及其电流峰值呈正相关的规律。基于该规律,提出了通过电流脉冲梯度曲线检测电弧脉冲,并采用多种手段抑制电弧脉冲,以减小电极丝损伤的断丝控制方案。经实验验证,该断丝控制方案能够抑制电弧放电的出现,提高加工稳定性,延缓断丝发生。根据电火花线切割加工的微观机理与电极丝损耗理论,得到了峰值电流、脉冲宽度二者与电极丝损伤呈正相关的规律,研究了基于循环神经网络的峰值电流预测技术。选取峰值电流和脉宽作为样本特征,通过STM32完成样本数据的采集与预处理。分析了循环神经网络的特点,利用Python语言对训练数据进行时间序列化处理后,建立并训练基于LSTM-RNN的峰值电流预测模型,最后利用Tensor Flow Lite将模型部署到数控系统上位机中,结合相应控制手段,提前抑制大峰值电流放电,降低了电极丝的损耗。
孙建其[9](2021)在《基于FPGA的皮肤打印机控制系统设计与研究》文中提出近年来,因烧伤、交通事故等原因,皮肤损伤或功能缺失的病例数量持续上升,生物再生材料和移植皮肤的缺口逐年增加,这对我国健康医疗事业提出了新的挑战。因此,在十四五规划中,国家将生命科学和信息技术上升到国家科技战略层面,期望研发新技术以改变传统的自体移植皮肤烧伤治疗方案。在此基础上,3D生物打印技术逐渐兴起,被广泛的应用于皮肤组织再生领域,为皮肤烧伤治疗提供了新方向。然而,现有的3D生物打印技术在皮肤打印的稳定性和打印速度方面还不理想。针对现有问题,本文将设计一款专用于打印皮肤的3D打印机控制系统,加快打印速度,提高打印的稳定性。主要研究内容如下:(1)设计了生物3D皮肤打印机的硬件结构。以FPGA为主控制器,设计了其外围电路、雾化电路和加热电路,同时采用电磁阀和气压挤出相结合的方式解决了现有打印机的拖尾和出料不均匀的问题。(2)实现了基于遗传算法优化神经网络的步进电机转速控制方法。本文利用基于遗传算法优化神经网络的PID控制器来实时调节步进电机的转速,改善了传统PID控制器只能应用于线性和时不变的工作场景,解决了现有打印机的速度和稳定性的问题。同时将训练好的网络在FPGA上实现,利用FPGA并行性和流水线的特性,大大提高了算法的运行速度,节约了功耗。(3)构建了基于FPGA的生物3D皮肤打印软件控制系统。本文利用FPGA并行性和流水线的特性,在FPGA上设计了打印机的软件控制系统,提高了系统的速度和稳定性,缓解了电机在快速启动和停止过程中造成的电机磨损问题。主要包括系统的通信模块、加减速控制器以及神经网络在FPGA上实现。(4)完成了生物3D皮肤打印机集成测试。研究了0-60℃温度范围内的系统温控精度,使温控精度达到0.3℃以内;对PC端和FPGA的通信进行重复实验,证明了系统通信正确性以及稳定性;最后研究了实物打印方法,打印时间缩短近10%;明显改善了打印线条和皮肤支架的稳定性
李志丞[10](2021)在《基于PMAC的六自由度机器人控制系统开发》文中研究表明在当今经济飞速发展的时代,机器人在自动化生产领域的应用具有时代性的意义。它是一种具有复杂结构、高度灵活性机电一体化设备。当今的许多行业都与机器人息息相关,机器人的使用能大幅提高生产效率。本文以六自由度垂直串联型实验机器人为研究对象,对其进行了控制系统的开发设计,采用模块化的开发设计方法,对机器人运动学、PMAC控制及其与上位机连接等技术进行了研究,主要研究内容如下:首先,围绕六自由度垂直串联型实验机器人开展了机器人正运动学和逆运动学分析,研究了机器人正运动学和逆运动学求解的一般问题,并建立求解方程,对于后续控制系统软件开发奠定了理论基础。其次,基于PC+PMAC运动控制卡组合的设计思路对机器人控制系统的总体方案进行了设计。采用基于Windows操作平台的PC机作为上位机,选用具有可编程多轴运动控制器PMAC运动控制卡作为下位机。分别选用伺服驱动和步进驱动作为机器人驱动单元,完成了控制系统的硬件连接与安全功能设置,搭建了机器人实验平台。再次,完成了机器人控制系统上位机软件开发。上位机软件开发基于PComm32动态链接库,采用VC++作为开发工具,主要开发的功能模块包括了模块组合方式、模块运动、机器人复位、机器人急停等,可实现机器人的启动、正负向运动、复位、急停以及手爪的吸合。通过人机交互界面,对上位机软件进行实际测试,验证了模块各项功能的可用性。最后,为改善六自由度垂直串联型实验机器人关节的运动特性,提高运动精度,对机器人的伺服系统进行了优化设计。利用PMAC应用系统开发工具PMAC Tuning Pro对机器人进行了实际控制参数的调节,从而实现机器人的快速响应和稳定性控制。
二、一种设计独特的步进电机接口电路(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种设计独特的步进电机接口电路(论文提纲范文)
(2)气吸式小区排种器株距电控系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 精密排种器发展现状 |
1.2.1 国外精密排种器发展现状 |
1.2.2 国内精密排种器发展现状 |
1.3 研究目的和研究内容 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 本文创新点 |
第二章 气吸式排种器电控系统总体方案设计 |
2.1 小区播种模式 |
2.1.1 小区种植模式 |
2.1.2 2BQS-4 型精密播种机简介 |
2.2 气吸式排种器主要结构与工作原理 |
2.2.1 气吸式排种器的主要结构 |
2.2.2 气吸式排种器的工作原理 |
2.3 驱动电机的选型和分析 |
2.3.1 驱动电机的选型 |
2.3.2 驱动电机的原理与分析 |
2.4 系统总体方案设计 |
2.4.1 系统结构设计 |
2.4.2 系统工作流程 |
2.5 本章小结 |
第三章 排种器株距电控系统硬件设计 |
3.1 排种器株距电控系统硬件组成 |
3.2 速度采集模块 |
3.2.1 车速探测传感器选型 |
3.2.2 增量式旋转编码器的安装 |
3.2.3 增量式旋转编码器的工作原理 |
3.3 排种控制模块 |
3.3.1 可编程控制器的选型 |
3.3.2 PLC的构成 |
3.3.3 PLC的工作原理 |
3.4 步进电机驱动模块 |
3.4.1 步进电机驱动器 |
3.4.2 驱动控制过程原理分析 |
3.4.3 驱动电机同步设计 |
3.5 人机交互模块 |
3.6 硬件抗干扰设计 |
3.7 本章小结 |
第四章 排种器株距电控系统软件设计 |
4.1 编程语言及开发环境介绍 |
4.2 系统I/O分配设计 |
4.3 播种机测速模块软件设计 |
4.4 电机驱动模块软件设计 |
4.5 人机交互模块软件设计 |
4.6 软件抗干扰设计 |
4.7 本章小结 |
第五章 试验与分析 |
5.1 室内台架试验 |
5.1.1 JPS-12 试验台介绍 |
5.1.2 试验材料 |
5.1.3 性能评价指标 |
5.1.4 单因素排种试验 |
5.1.5 多因素正交试验 |
5.2 室外田间试验 |
5.2.1 实验环境介绍 |
5.2.2 转速变量试验 |
5.2.3 真空度变量试验 |
5.3 试验结果对比分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 全文展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(3)丘陵山区茶园自动喷药装置研制(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国外研究现状 |
1.3 国内研究现状 |
1.4 研究的主要内容和技术路线 |
第2章 丘陵山区茶园自动喷药系统设计 |
2.1 总体方案设计 |
2.1.1 设计依据 |
2.1.2 设计要求 |
2.1.3 发动机型号及主动轮参数确定 |
2.1.4 喷药模式确定及喷杆设计 |
2.1.5 对靶方案确定 |
2.1.6 总体结构设计 |
2.2 喷药回路系统性能参数确定 |
2.3 管道流场分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 控制系统硬件设计 |
3.1 硬件电路设计 |
3.1.1 主控电路设计 |
3.1.2 STC89C52 单片机时钟和复位电路设计 |
3.1.3 电压转换电路设计 |
3.1.4 HC-SR04 超声波测距传感器数据采集 |
3.1.5 LCD1602 液晶显示屏 |
3.1.6 WT61C测速传感器数据采集 |
3.1.7 电机驱动电路设计 |
3.1.8 电磁阀驱动电路设计 |
3.2 控制程序设计 |
3.2.1 数据的采集与处理 |
3.2.2 电机控制 |
3.3 本章小结 |
第4章 样机调试与试验 |
4.1 试制样机 |
4.2 超声波测距调试 |
4.3 提前喷雾距离确定 |
4.4 室内试验 |
4.4.1 喷头参数测定 |
4.4.2 雾滴粒径大小测定 |
4.4.3 液量分布均匀性测定 |
4.5 田间试验 |
4.5.1 试验方案设计 |
4.5.2 采样特征点选取 |
4.5.3 试验数据处理方法 |
4.6 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
发表论文与课题参与 |
附录1 主控系统控制原理图 |
附录2 控制系统程序 |
附录3 超声波测距元件清单 |
(4)基于插补字节流的WEDM运动控制器及伺服控制策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 运动控制器研究现状 |
1.3 电火花加工伺服控制系统研究现状 |
1.3.1 放电状态检测技术研究现状 |
1.3.2 伺服控制策略研究现状 |
1.4 国内外文献综述简析 |
1.5 主要研究内容和技术路线 |
第2章 WEDM运动控制器整体规划与设计 |
2.1 整体规划与技术指标 |
2.2 硬件电路功能模块 |
2.3 程序功能模块 |
2.4 插补字节流 |
2.5 本章总结 |
第3章 WEDM运动控制器硬件电路研发 |
3.1 FPGA最小系统电路 |
3.1.1 电源电路 |
3.1.2 JTAG电路 |
3.1.3 SDRAM电路 |
3.1.4 SPI FLASH电路 |
3.1.5 有源晶振电路 |
3.2 通讯电路设计 |
3.3 I/O信号电路设计 |
3.3.1 运动信号光耦隔离电路 |
3.3.2 辅助信号电路 |
3.3.3 检测信号电路 |
3.3.4 脉冲电源信号电路 |
3.4 硬件电路抗干扰设计 |
3.5 运动控制器实现 |
3.6 本章总结 |
第4章 FPGA程序设计及伺服控制策略 |
4.1 双通道数据传输设计 |
4.2 运动执行模块 |
4.2.1 数据存取模块 |
4.2.2 电机控制信号生成模块 |
4.2.3 进给信号发生模块 |
4.3 参数处理模块 |
4.4 脉冲电源信号生成模块 |
4.5 伺服进给控制策略设计与实现 |
4.5.1 伺服进给控制策略设计 |
4.5.2 伺服进给控制策略实现 |
4.6 本章总结 |
第5章 运动控制器伺服控制实验研究 |
5.1 实验方案设计与实现 |
5.1.1 实验平台 |
5.1.2 实验方案 |
5.2 放电伺服参数的特性 |
5.2.1 放电伺服参数对加工效率影响 |
5.2.2 探索最优阈值 |
5.2.3 放电伺服参数对放电状态影响 |
5.3 三种伺服加工模式实验探索 |
5.3.1 15mm厚度工件实验 |
5.3.2 30mm厚度工件实验 |
5.3.3 60mm厚度工件实验 |
5.3.4 圆形棒料实验 |
5.3.5 厚度线性变化工件实验 |
5.4 形状切割 |
5.5 本章总结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(5)激光水平仪组模自动调校装备的研究与开发(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 激光水平仪组模自动调校装备国内外研发现状 |
1.3 激光水平仪组模自动调校装备研发目标 |
1.4 章节安排 |
第2章 激光水平仪组模自动调校装备研发的理论基础 |
2.1 线阵电荷耦合元件(charge-coupled device,CCD)检测技术 |
2.2 运动控制理论基础 |
2.3 模糊PID控制原理 |
2.4 本章小结 |
第3章 激光水平仪组模自动调校装备的总体设计方案 |
3.1 总体设计方案 |
3.2 调校装备总体结构 |
3.3 自动调校工艺流程分析 |
3.4 激光水平仪组模检测系统组成模块 |
3.4.1 激光组模水平度、垂直度、正交度检测模块 |
3.4.2 检测数据采集与编码模块 |
3.5 调校平台三轴调校控制系统组成模块 |
3.5.1 三轴运动控制系统 |
3.5.2 调节平台三轴驱动模块 |
3.5.3 激光组模夹装旋转平台模块 |
3.5.4 激光组模限位螺丝微调进给模块 |
3.6 激光水平仪组模调校控制算法分析 |
3.6.1 直角坐标平台轨迹跟踪 |
3.6.2 CCD激光角度偏差的测算方法 |
3.6.3 模糊PID控制器设计 |
3.7 本章小结 |
第4章 激光水平仪组模CCD检测系统 |
4.1 激光水平仪组模检测CCD系统分析 |
4.2 检测数据采集与编码模块 |
4.3 本章小结 |
第5章 调校平台三轴运动调校控制系统 |
5.1 三轴运动控制伺服系统及编码器 |
5.2 三轴运动控制多轴运动控制器功能模块 |
5.2.1 DSP模块 |
5.2.2 PCI模块 |
5.2.3 DAC模块 |
5.2.4 I/O接口板 |
5.2.5 Power模块 |
5.3 激光组模三轴控制系统的输入输出寄存器配置及控制要求 |
5.4 本章小结 |
第6章 激光水平仪组模自动调校装备算法分析及程序设计 |
6.1 运动机构算法 |
6.1.1 加减速规划 |
6.1.2 关节空间轨迹规划 |
6.2 CCD检测阵列激光角度偏差的测量运算 |
6.3 模糊PID控制算法 |
6.4 控制系统软件整体架构 |
6.5 PLC输入输出寄存器地址分配表 |
6.6 本章小结 |
第7章 激光水平仪组模自动调校装备系统功能验证 |
7.1 观测二值化处理过程中CCD的输出信号 |
7.2 激光组模激光水平度、垂直度检测测试 |
7.3 激光水平仪组模水平度、垂直度调节测试 |
7.4 测试结论 |
7.5 本章小结 |
第8章 总结与展望 |
8.1 总结 |
8.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
附录一. 激光水平仪组模自动调校装备的研究模型实物图 |
附录二. 激光水平仪组模自动调校装备代码 |
附录三. verilog HDL语言描述,程序代码 |
附录四. 模糊规则库 |
附录五. 激光水平仪组模自动调校装备梯形图设计 |
致谢 |
(6)基于旋转法的磁化率张量仪研制(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究意义及背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文研究内容及本文结构 |
第2章 旋转法磁化率张量仪测量原理与总体设计 |
2.1 旋转法磁化率张量仪测量原理 |
2.1.1 磁化率及磁化率张量介绍 |
2.1.2 磁化率及磁化率张量测量原理 |
2.2 旋转法磁化率张量仪总体设计 |
2.3 本章小结 |
第3章 旋转法磁化率张量仪结构设计与硬件实现 |
3.1 旋转运动机械结构设计 |
3.1.1 旋转运动机械结构总体设计 |
3.1.2 样品盒部分设计 |
3.1.3 底座盒及支撑部分设计 |
3.1.4 支撑杆长度设计 |
3.2 传感器及测量电路设计 |
3.2.1 传感器及测量电路总体设计 |
3.2.2 传感器设计 |
3.2.3 信号发生器模块设计 |
3.2.4 交流电桥模块设计 |
3.2.5 相敏检波与低通滤波模块设计 |
3.3 控制与采集系统电路设计 |
3.3.1 控制与采集系统总体设计 |
3.3.2 微控制器模块设计 |
3.3.3 步进电机与光电编码器模块设计 |
3.3.4 采集卡ADS1271 模块设计 |
3.4 本章小结 |
第4章 旋转法磁化率张量仪软件设计 |
4.1 磁化率张量仪旋转运动控制 |
4.2 磁化率张量仪数据显示与保存设计 |
4.3 磁化率张量仪数据处理设计 |
4.4 本章小结 |
第5章 磁化率张量仪标定及验证实验 |
5.1 矿石磁化率测定实验 |
5.2 磁化率张量仪标定实验 |
5.3 矿石磁化率张量测定实验 |
5.4 磁梯度张量仪验证实验 |
5.5 磁化率张量仪指标测试实验 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论 |
6.1 全文总结 |
6.2 后续工作展望 |
参考文献 |
作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
致谢 |
(7)基于深度学习的前胡除草机部件设计与试验(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究目的与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外除草技术现状 |
1.2.2 国内除草技术现状 |
1.3 主要研究内容及方法与技术路线 |
1.3.1 研究内容与方法 |
1.3.2 研究路线 |
第二章 目标检测的基础理论 |
2.1 传统机器学习 |
2.2 卷积神经网络 |
2.2.1 输入层 |
2.2.2 卷积层 |
2.2.3 池化层 |
2.2.4 全连接层 |
2.3 本章小结 |
第三章 基于YOLO V4深度学习的杂草识别检测 |
3.1 样本材料准备 |
3.1.1 数据采集和制作 |
3.1.2 数据增强 |
3.2 YOLO算法分析 |
3.3 YOLO V4目标检测过程 |
3.4 试验环境与平台 |
3.5 YOLO V4的杂草样本训练 |
3.6 本章小结 |
第四章 除草机械臂理论研究 |
4.1 机械臂选型 |
4.2 机械臂结构分析 |
4.3 机械臂运动学建模 |
4.3.1 运动学正解分析 |
4.3.2 运动学逆解分析 |
4.4 机械臂尺寸的确定 |
4.5 基于Matlab的机械臂工作空间解算 |
4.6 本章小结 |
第五章 试验台电路硬件设计 |
5.1 电源系统 |
5.2 控制系统 |
5.2.1 STM32主控芯片选型 |
5.2.2 系统时钟电路 |
5.2.3 系统复位电路 |
5.2.4 外围隔离电路设计 |
5.2.5 串口通信电路设计 |
5.2.6 整体电路PCB制作 |
5.3 机械臂硬件设计与选型 |
5.3.1 电机选型 |
5.3.2 步进电机驱动器 |
5.3.3 减速器 |
5.3.4 主从臂 |
5.3.5 机械臂静平台设计 |
5.4 机械臂运动控制的实现 |
5.4.1 串口通信程序实现 |
5.4.2 械臂运动学程序 |
5.4.3 步进电机的连接和程序实现 |
5.4.4 限位开关 |
5.5 本章小结 |
第六章 试验平台整体搭建与测试 |
6.1 试验平台整体设计 |
6.1.1 工业相机的标定 |
6.2 杂草识别试验 |
6.3 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(8)桌面式电火花线切割平台与实时控制技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 电火花线切割加工技术研究现状 |
1.2.2 桌面式机床研究现状 |
1.2.3 多核实时数控系统研究现状 |
1.2.4 线切割电极丝损耗与断丝研究现状 |
1.3 本课题的主要研究内容与意义 |
第二章 桌面式电火花线切割平台硬件设计 |
2.1 线切割平台总体设计 |
2.1.1 机械结构总体设计 |
2.1.2 数控系统结构设计 |
2.2 走丝模块设计 |
2.2.1 走丝模块结构设计 |
2.2.2 走丝模块控制方案 |
2.3 伺服进给模块设计 |
2.3.1 滚珠丝杠设计与校核 |
2.3.2 伺服进给模块控制方案 |
2.4 脉冲电源模块设计 |
2.4.1 脉冲电源主放电回路设计 |
2.4.2 脉冲电源控制电路设计 |
2.5 CAN总线通信设计 |
2.6 本章小结 |
第三章 数控软件设计与多核任务分配研究 |
3.1 线切割数控软件的设计 |
3.1.1 线切割数控软件需求分析 |
3.1.2 线切割数控软件架构设计 |
3.1.3 线切割数控软件运行流程 |
3.2 线切割数控软件多核任务分配问题 |
3.2.1 多核处理器的进程间通信 |
3.2.2 线切割数控软件任务分类 |
3.3 多核任务分配问题建模 |
3.3.1 问题形式化描述 |
3.3.2 执行开销矩阵的数值化 |
3.3.3 通信开销矩阵的数值化 |
3.4 多核任务分配方案寻优 |
3.4.1 寻优算法选择 |
3.4.2 多核任务分配方案的模拟退火寻优 |
3.5 本章小结 |
第四章 电弧脉冲识别与断丝控制研究 |
4.1 线切割加工中的电极丝损耗 |
4.1.1 电火花线切割微观机理 |
4.1.2 电极丝损耗理论 |
4.1.3 电火花线切割加工状态的分类 |
4.2 极间波形与断丝机理 |
4.3 脉冲参数对电弧放电的影响 |
4.3.1 电火花线切割加工实验 |
4.3.2 实验结果分析 |
4.4 基于电弧识别抑制的实时断丝控制 |
4.4.1 电弧识别方案硬件结构 |
4.4.2 电弧识别方案软件流程 |
4.4.3 电弧放电抑制对比试验 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于LSTM-RNN峰值电流预测与控制 |
5.1 LSTM-RNN神经网络介绍 |
5.1.1 循环神经网络模型(RNN) |
5.1.2 长短时记忆网络模型(LSTM) |
5.2 训练数据的采集与预处理 |
5.2.1 训练数据的采集 |
5.2.2 训练数据的预处理 |
5.3 峰值电流预测模型离线训练 |
5.3.1 隐含层数与批尺寸大小的设置 |
5.3.2 激活函数与优化函数的设置 |
5.3.3 时间步长与存储单元数目的设置 |
5.4 峰值电流在线预测与控制 |
5.4.1 峰值电流模型的在线部署 |
5.4.2 峰值电流控制程序实时性分析 |
5.4.3 峰值电流在线控制实验 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 课题研究工作总结 |
6.2 创新点 |
6.3 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
(9)基于FPGA的皮肤打印机控制系统设计与研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 生物3D打印技术 |
1.2.1 基于材料挤压的3D生物打印技术 |
1.2.2 基于光的生物打印技术 |
1.2.3 负空间打印生物打印技术 |
1.3 3D打印机研究现状 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.4 课题研究意义和主要研究内容 |
1.4.1 课题研究意义 |
1.4.2 本文章节安排 |
第2章 皮肤打印机的整体设计及硬件平台的搭建 |
2.1 皮肤打印机需求分析 |
2.2 皮肤打印机整体设计 |
2.2.1 皮肤打印机的方案选择 |
2.2.2 皮肤打印机的总体设计 |
2.3 FPGA的选择及其外围电路的搭建 |
2.3.1 电源电路的设计 |
2.3.2 时钟电路的设计 |
2.3.3 USB转UART电路的设计 |
2.3.4 下载电路的设计 |
2.3.5 QSPI FLASH电路的设计 |
2.4 打印机的喷头电路设计 |
2.4.1 电磁阀喷头控制电路 |
2.4.2 气压控制电路 |
2.5 打印机的雾化电路设计 |
2.6 打印平台温度控制电路设计 |
2.6.1 温度采集电路 |
2.6.2 加热电路 |
2.7 电机控制电路设计 |
2.8 系统硬件电路实物图 |
2.9 本章小结 |
第3章 遗传算法优化BP神经网络的PID控制器 |
3.1 引言 |
3.2 常见的PID控制器原理 |
3.2.1 传统PID控制原理 |
3.2.2 模糊PID控制原理 |
3.3 基于改进BP神经网络的PID控制器 |
3.3.1 BP神经网络 |
3.3.2 遗传算法的相关理论 |
3.3.3 遗传算法优化BP神经网络 |
3.3.4 基于遗传算法优化BP神经网络的PID控制器 |
3.4 本章小结 |
第4章 FPGA软件设计 |
4.1 引言 |
4.2 通信模块的实现 |
4.2.1 通信协议的设定 |
4.2.2 UART协议 |
4.2.3 解析模块 |
4.3 加减速控制器模块的实现 |
4.3.1 梯形加减速控制器 |
4.3.2 FPGA实现加减速控制器 |
4.4 神经网络的硬件实现 |
4.4.1 定点数计算 |
4.4.2 加法树的实现 |
4.4.3 乘法器的实现 |
4.4.4 参数存储部件的实现 |
4.4.5 激活函数的实现 |
4.5 本章小结 |
第5章 3D皮肤打印机集成测试 |
5.0 引言 |
5.1 硬件测试 |
5.1.1 喷头控制测试部分 |
5.1.2 温度控制测试 |
5.2 通信测试 |
5.2.1 测试软件简介 |
5.2.2 串口通信测试 |
5.3 打印实物展示 |
5.3.1 皮肤支架的打印以及测试 |
5.3.2 打印细胞测试图 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(10)基于PMAC的六自由度机器人控制系统开发(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 机器人研究现状 |
1.2.2 控制器研究现状 |
1.3 研究内容 |
第2章 六自由度机器人运动学建模与仿真 |
2.1 物理模型 |
2.2 运动学基础 |
2.2.1 齐次坐标变换 |
2.2.2 位姿表示 |
2.3 运动学分析 |
2.3.1 正运动学分析 |
2.3.2 逆运动学分析 |
2.4 建模与仿真 |
第3章 六自由度机器人控制方案及硬件设置 |
3.1 控制系统总体方案 |
3.2 运动控制系统的硬件设备 |
3.2.1 PMAC运动控制卡 |
3.2.2 电机及其驱动器 |
3.2.3 光电开关 |
3.2.4 气动元件 |
3.3 硬件的连接 |
3.3.1 上位机与PMAC控制卡的连接 |
3.3.2 PMAC控制卡与电机驱动器的连接 |
3.3.3 机器人关节运动的步进驱动信号 |
3.3.4 安全功能设置 |
第4章 六自由度机器人运动控制系统设计 |
4.1 软件控制系统设计基本原则 |
4.2 软件控制系统设计基本要求 |
4.3 系统软件平台 |
4.3.1 Microsoft Visual C++6.0 |
4.3.2 PMAC 动态链接库 Pcomm32Pro |
4.3.3 上位机与PMAC间通讯 |
4.4 软件开发过程 |
4.4.1 函数调用 |
4.4.2 程序编写 |
4.5 人机交互模块设计 |
4.5.1 主界面 |
4.5.2 模块组合方式模块 |
4.5.3 模块运动 |
4.5.4 机器人复位模块 |
4.5.5 机器人急停模块 |
第5章 六自由度机器人 PID 参数调整与优化 |
5.1 PID控制方法 |
5.1.1 PID控制原理 |
5.1.2 PID调节器的微分方程 |
5.1.3 PID的前馈 |
5.2 基于阶跃响应的机器人伺服系统PID整定 |
5.3 基于抛物线响应的机器人伺服系统动态特征整定 |
第6章 总结 |
参考文献 |
致谢 |
四、一种设计独特的步进电机接口电路(论文参考文献)
- [1]两相混合式步进电机高精度闭环驱动控制系统及实验研究[D]. 董馨雨. 沈阳工业大学, 2021
- [2]气吸式小区排种器株距电控系统设计[D]. 洪杨. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [3]丘陵山区茶园自动喷药装置研制[D]. 叶芙蓉. 西南大学, 2021(01)
- [4]基于插补字节流的WEDM运动控制器及伺服控制策略研究[D]. 高阳. 太原理工大学, 2021(02)
- [5]激光水平仪组模自动调校装备的研究与开发[D]. 刘天颖. 扬州大学, 2021(08)
- [6]基于旋转法的磁化率张量仪研制[D]. 张明维. 吉林大学, 2021(01)
- [7]基于深度学习的前胡除草机部件设计与试验[D]. 王二锐. 安徽农业大学, 2021(02)
- [8]桌面式电火花线切割平台与实时控制技术研究[D]. 曹俊. 江南大学, 2021(01)
- [9]基于FPGA的皮肤打印机控制系统设计与研究[D]. 孙建其. 太原理工大学, 2021(01)
- [10]基于PMAC的六自由度机器人控制系统开发[D]. 李志丞. 天津职业技术师范大学, 2021(09)