基于TMS320C240 DSP的龙门铣床控制系统的应用

基于TMS320C240 DSP的龙门铣床控制系统的应用

一、基于TMS320C240 DSP的龙门铣床控制系统应用(论文文献综述)

王金彪[1](2017)在《GTAW工艺参数对钛合金增材制造成形影响研究》文中研究指明非熔化极气体电弧焊(Gas tungsten arc welding,GTAW)增材制造以高温电弧为热源,熔化填充的焊丝,逐层沉积形成金属零件。GTAW高效率、低成本、无飞溅、成形效果好。本文以TC4钛合金为研究对象,理论分析了GTAW增材制造中各成形工艺参数对熔滴过渡的影响,设计试验并进行表面成形,期望实现更好的成形,同时测试成形件的力学性能并与铸锻件对比,期望达到和超越铸锻件。目前国内对这方面研究仍然处于初级阶段。通过建立各成形工艺参数与熔滴过渡的数学关系,分析各工艺参数对熔滴过渡的影响规律。同时分析了工艺参数对熔滴过渡模式以及熔滴质量的影响,以及摆动参数对熔滴过渡的影响规律。通过FLUENT软件并基于VOF法对熔滴过渡过程进行了数值模拟,期望获得工艺参数对熔滴过渡模式的影响,并分析气体流速对熔滴过渡过程的影响特性。得出送丝速度是使熔滴过渡模式变化的参数。气体流速可以加快熔滴过渡和影响熔滴形状。为获得良好的熔滴过渡提供了工艺参数的调节趋势。根据钛合金成形环境的需要,自行设计了试验样机及夹具,组建了增材制造成形系统。基于工艺参数对熔滴过渡的影响分析,在合适的工艺参数范围内,通过响应曲面试验设计和正交试验设计研究了工艺参数对成形的影响规律,得到了各参数对成形熔宽、余高的显着性影响规律,并通过方差分析和极差分析以及趋势图分析了各工艺参数对成形的影响。发现在GTAW脉冲参数中,峰值电流是影响熔宽的主要因素,峰值电流的平方是影响余高的主要因素。在速度和摆动参数中,发现送丝速度对余高影响最显着,而沉积速度对熔宽影响最显着。同时得出了各工艺参数对成形熔宽、余高间的多元非线性回归方程。利用工艺参数得到了良好的直壁成形件。通过对试验得到的一系列成形构件进行力学性能测试,分析工艺参数对力学性能的影响特性,并与铸锻件力学性能作对比,为以后获得良好力学性能的钛合金成形件提供了一定的基础。

李聪[2](2016)在《基于对称多处理器的开放式并行数控系统研究》文中指出高速、高精、多轴插补、多通道是数控系统发展的趋势,这对传统数控系统采用的单处理器核心的硬件架构提出了严峻的挑战。而目前采用非对称多处理器作为数控系统计算核心的解决方案,虽然在一定程度上缓解了计算资源不足的情况,但仍具有任务划分不合理、核间负载不均、软件结构执行效率不高等问题。为了解决这类问题,进一步提高数控系统的数据处理效率,缓解插补计算速度和精度之间的矛盾,本文采用对称多处理器作为计算核心开发了并行数控系统。通过对开源串行软件数控Grbl的执行流程及数据流详细的分析,提出了基于多级环形缓冲区的模块解耦与数据传递机制。在此基础上,采用基于数据流的划分方法,设计了开放式并行产消系统框架,作为并行数控系统的基本软件结构。同时,为了实现各个并行模块间的数据通信与同步,结合数控系统数据产消的特点,提出了两种缓冲平衡控制算法,其中基于插补细分数的周期自动调节算法可以实现对加工路径长度的前瞻和各个模块执行周期的实时调整;基于缓冲余量反馈的调度算法可以有效解决模块间的数据缓冲上下溢问题,使各个功能模块同步协调工作。然后根据所提出的并行框架,采用Pthread库对串行数控系统Grbl进行了多线程并行化处理,实现了线程级并行的数控系统。通过对数控系统与伺服系统间通信方式的调研,以及对多种主流总线协议的对比分析,最终确定采用Ethernet Powerlink(EPL)开源实时以太网通信协议构建并行数控与伺服系统的通信网络。通过对EPL不同实现方案的对比,最终采用应用层与数据链路层分离的形式实现了EPL协议,以达到最小的通信周期和周期抖动。根据市场调研情况选用了迈信公司EP3E系列数字总线伺服驱动器,并采用openCONFIGURATOR配置工具实现了对整个通信网络的参数配置工作。采用Netlink通信机制实现了用户空间的数控系统与内核空间的EPL应用层的双向通信,使数控系统的控制指令可以通过Netlink及EPL发送到各个伺服从站。最后,针对所开发的多线程并行、模块化的数控系统开展了软件系统测试实验与加工验证实验。实验结果表明:所提出的并行系统框架可显着提升插补计算的效率;缓冲平衡控制算法可有效控制各个缓冲区数据产消速率,防止缓冲区出现上下溢现象;系统可以控制小型实验三轴铣床加工出预期的工件形状。

王文维[3](2015)在《基于SERCOS总线协议的数控系统通讯研究》文中研究说明在对开放式数控系统、现场总线以及国内数控技术进行述评的基础上,结合本实验室的研究成果和目前市场上伺服驱动没有SERCOS接口并大多采用脉冲信号连接的实际,提出在伺服驱动与总线网络之间增加SERCOS转换接口,从而将普通伺服驱动连接到SERCOS总线网络。论文采用STM32+SERCON816的硬件方案,设计了接口转换设备的SERCOS通讯部分,即独立的通讯从站。编写从站SERCOS驱动芯片SERCON816的驱动程序和通讯控制程序,搭建了基于SERCOS总线协议主站、从站通讯硬件平台,并在此平台上进行了实验研究。实验结果表明,在2Mbit/s通讯速率下,实现了基于SERCOS总线数控系统主站、从站通讯平台的正常工作。

李芳[4](2015)在《磁栅导轨拼接与故障检测关键技术研究及工程实现》文中研究说明在现今机械行业中,尤其是极端制造领域,大型装备中所用的导轨长度越来越长,如我国某重型运载火箭整流罩铆接设备行程达7080米。磁栅直线导轨因兼有测量系统,磁栅热变形小,测量精度较高,环境适应性强等特点,被广泛应用于高端机床位置测量领域。由于国内外磁栅导轨多以3米/根或5米/根生产和销售,大行程机床导轨采用多节导轨拼接来实现。若磁栅导轨仅采用传统的“机械式”拼接,磁栅测量滑块通过导轨接缝时,可能会造成信号畸变、失真,乃至丢失,会导致测量精度显着下降甚至测量失效;另一方面,磁栅导轨在拼接完成后,因长时间使用后磁栅失磁、地基沉降与温度变化等因素造成接缝偏移,甚至导轨扭曲等现象非常普遍,这就对导轨的定期维护和稳定工作提出了严峻挑战。因此,研究一种新型的磁栅导轨“无缝”拼接及故障检测技术,具有极大的工程应用价值。本文通过对磁栅导轨“无缝”拼接原理的研究,将磁栅导轨拼接问题转换为磁栅信号相位差精确检测问题。针对这一问题,文中从导轨拼接过程中磁栅信号的特征分析入手,提出了一种基于Nuttall窗的高效的相位差检测算法,并与传统HDFT(加汉宁(Hanning)窗DFT算法)、K-DFT算法(加Kaiser5窗DFT算法)等进行了仿真对比,结果表明:该算法不需要预先知道信号频率,不要求被测信号频率恒定,不需要整周期采样,且具有良好的噪声抑制能力,可以保证磁栅读数头以任意速度和加速度通过导轨接缝时,均可实现高精度的相位差实时检测。本文通过对磁栅导轨所特有的故障模式的归纳分析,进行了磁栅导轨故障检测原理研究,提出了以THD+N失真度检测等技术为基础的多特征磁栅信号质量检测评价方法和以李萨如图形为基础的信号质量图形化显示方法,设计了磁栅导轨故障识别规则。最后,本文给出了基于以上技术的磁栅导轨拼接与故障检测仪的工程设计方案,对其软硬件设计与实现进行了描述和说明。通过对检测仪的实验室测试和工业现场验证,结果表明:实测结果和仿真分析数据一致,能够高质量的实现磁栅导轨拼接与故障检测功能。因此,上述磁栅导轨拼接与故障检测技术具有良好的工程可实现性,具有极为广阔的技术推广价值。

曾树华[5](2014)在《基于DSP的调速控制系统及在铣床改造中的应用》文中研究表明摘要:X62w万能铣床是一种比较老式的铣床,电气控制系统的控制对象是三台驱动电机,包括主轴电机M1、进给电机M2和冷却泵电机M3,其中M1、M2都是采用机械调速方式进行,不能根据加工产品和需求进行无级调速且精度差,稳速性能和效率低,严重影响生产效率和产品质量,已经越来越不能满足现代化生产的要求。为了满足现代化生产的需要,提高了产品质量和生产效率,论文开展了基于数字信号处理器(DSP)的铣床电气系统的交流调速系统的研究与设计。主要内容如下:首先,概述了X62w万能铣床的电气改造背景,分析了传统铣床的工作原理、缺点,以及电气控制改造方法,还详述了变频技术的原理;然后,开发了以数字信号处理器TMS320F2812A为核心的变频调速控制系统。设计了电机M1以及M2系统的硬件驱动电路,主要包括:DSP芯片最小单元、整流电路、滤波电路、逆变电路、母线电压检测电路、相电流检测电路、电机转速和位置检测电路。分析研究了矢量控制技术及逆变器SVPWM调制策略,并把该技术应用于铣床主轴电机调速系统中。最后,进行了软件设计,实现了M1、M2电机的无级调速以及三个电机的协同工作。系统的软件设计主要包括:铣床控制主程序、主轴电机M1控制程序、转速采样程序、电流采样程序、SVPWM波形产生程序;进给电机M2、M3的控制程序。仿真验证了方案的有效性。实验证明,基于DSP的交流变频调速器的软硬件设计能提高了M1电机起动性能和抗干扰能力,并且在调速的跟随性能大大提高,机床加工精度和生产效率得到明显提高。M2和M3能在软件的控制下与M1实现连锁控制,降低事故发生率。在不增加很大经济的基础下是一种不错的选择。图36幅,表3个,参考文献74篇。

郭博[6](2012)在《基于运动控制器的大型铝锭加工装备数控系统研究》文中认为铝锭超大平面精铣机床是用于加工铝锭两大平行平面的大型加工装备,机床部件分布布置,监控困难,需要控制的伺服轴数量和大功率交流异步电机的数量多。针对该设备的特点,开发了一套完整的数控系统。本文介绍了铝锭超大平面精铣机床的加工特点,阐述了机床各个部件的功能和运动原理;根据机床的加工要求,以运动控制器SIMOTION D425为控制核心、结合多功能人机界面MP377组成数控系统,设计了完整的数控系统电路,应用Profi-BUS总线和DRIVE-CLIQ总线实现了运动控制器与I/O接口、人机界面和伺服电机驱动器的通讯;分析了大功率软起动器的原理和特点,设计了多个大功率异步电机的软起动器的控制电路和控制软件,实现了平稳起动;基于SCOUT对运动控制器进行了软件开发,利用运动控制图(MCC)开发了伺服电机的运动控制程序,实现了两轴联动,利用梯形图设计了机床加工的逻辑控制程序,实现了两类程序的协同执行;基于WINCC Flexible对人机界面进行了开发,设计了人性化的操作画面和实时监控画面,操作画面具有统一的界面布局和合理的功能分区,监控画面具有运动的实时仿真动画,实现了多界面分类操作和全面实时监控;阐述了硬件系统和软件系统的扩展功能,表明了系统有一定的开放性;介绍了系统的现场安装和应用测试,经过一年多的应用,系统运行稳定,操作和监控方便,证明了本系统的稳定性和可用性。本文从机床原理、硬件电路、软件设计三个主要方面,设计和开发了铝锭双面铣床数控系统,实现了多伺服轴控制和大功率电机的平稳起动,人机界面操作简单,监控方便,具有在同类设备上推广应用的价值。

吴一祥[7](2011)在《永磁直线同步电机伺服控制系统的研究》文中进行了进一步梳理数控机床正在向精密、高速、复合、智能和环保的方向发展并对各种驱动装置的性能提出越来越高的要求。直线驱动装置是机床中的一个重要组成部分,许多直线驱动装置及系统都是采用旋转电动机通过中间转换装置转换为直线运动的。这些中间转换机构会对系统的性能产生种种不良影响,制约着系统性能的进一步提高。随着电机及其驱动控制技术的发展,出现了“直接驱动”直线电机,它取消中间传动环节而直接带动负载运动,消除了由机械传动带来的间隙、柔度以及与之相关的其它问题。本文以永磁直线同步电机为控制对象,对其运行原理、控制方法策略及其伺服控制系统软硬件设计等方面所作的研究工作深入研究。本文剖析了永磁直线同步电机的结构及其运行原理,引入坐标变换理论和矢量控制理论,并建立了永磁直线同步电机在同步旋转坐标系下的数学模型,介绍了电压空间矢量控制技术及其矢量控制系统的原理和环节构成。由内至外展开探讨了永磁直线同步电机伺服控制系统三个构成环节的控制策略,针对系统的特点提出了在电流环对变动明显动子质量进行辨识补偿、在速度环采用由常规PI控制器优化而来的变增益PI控制器及在位置环采用比例加前馈控制。详细介绍了伺服控制系统的软硬件设计方案。硬件设计包括以TI公司的TMS320F2812 DSP为核心的系统控制电路、以智能功率模块IPM为核心的系统功率驱动电路和外围辅助电路;软件设计按照模块化程序设计思想进行设计,系统软件划分为主程序和矢量控制中断程序两大部分,主程序主要完成初始化和人机界面处理等工作而中断模块主要是实现伺服控制算法。在MATLAB/Simulink仿真环境中建立永磁直线同步电机伺服控制系统仿真模型,为使仿真实验更具有可比性,在建模过程紧密联系实际系统的软硬设计进行系统模型搭建。系统仿真实验结果和及后面的实际系统的初步测试结果都验证了设计方案的正确性,为进一步系统优化和控制方法策略改进等后续研究工作奠定了一定的基础。

何王勇[8](2011)在《数控机床双轴同步控制技术研究》文中研究指明数控机床的双轴同步控制,即一个机床轴的运动由两个保持位置同步进给关系的伺服电机轴共同控制完成。在双滚珠丝杠传动的机床中,高速运动下的丝杠柔性变形及轴间强耦合性影响,使得数控机床的双轴同步控制成为一复杂多变量控制任务,且难以控制。本文在国家相关科技项目支持下,对数控机床的双轴同步控制问题进行了比较系统深入的研究。具体研究内容如下:在基于有限元法中融合集中参数法基础上,构建了具有典型结构的双滚珠丝杠驱动同步轴的有限元模型,并进行了模态分析,进一步的实验验证了所建模型的有效性。而后在有限元模型的模态分析基础上,通过对伺服驱动单元电流环简化处理,构建了具有动力学耦合关系的集中参数的双轴同步进给系统模型。通过对双轴同步进给机床动力学行为的理论分析,设计了基于力矩补偿式、指令预补偿式、速度环变增益式三种同步控制方法;同时,为使控制策略不依赖模型精度,在双轴同步控制中还引入了PID神经元网络控制技术。并通过对原PID神经元网络控制模型评价指标的改进,实现了PID神经元网络的在线控制能力。在对几种常用速度规划运动指令频域、时域分析基础上,通过仿真研究不同速度规划形式及轴位置环带宽对双轴同步性能的影响。指出:要实现同步轴1g平均加速度能力,轴位置环带宽应满足40Hz要求;并应尽可能采用插补耗时较少且对轴跟踪误差、同步误差影响较小的梯形加速度速度规划。并基于“S”形加减速七段模型提出了一种预判各段插补周期个数的插补算法。在考虑实际数字伺服驱动单元滤波环节影响基础上,搭建了具有40Hz位置环带宽的离散时间模型的仿真平台和硬件平台。并对影响轴性能的丝杠扭转振动进行了补偿,为进一步的仿真和实验研究提供了基础。进一步的实验,验证了离散模型的有效性。对所提出的基于力矩补偿式、指令预补偿式、速度环变增益式、PID神经元网络式四种同步控制方法进行了仿真研究;同时,还对指令预补偿式、速度环变增益式同步控制方法在配置有NCUC-Bus总线式数控系统的样机上进行了实验研究。仿真与实验结果表明:①基于力矩补偿的同步控制,同步能力最好,但难以实用。②基于指令预补偿的同步控制,不受数控系统结构影响,易于应用到工程实际中,但过度补偿会造成运行的不平稳。在提高同步能力方面,仿真表明该方法可使同步误差下降明显,实验表明实际提高能力约为40%。③基于速度环的变增益同步控制,综合性能较好,但需要借助总线式数控系统才能实现。在提高同步能力方面,仿真表明该方法可使同步误差有较好的下降能力,实验表明实际提高能力约为50%。④基于PID神经元网络的同步控制,虽具有在线自学习、自适应能力,但需修改现有伺服驱动控制结构并配合数控系统协调方可实现。仿真研究表明其可使同步误差下降约为40%。

宋海生[9](2009)在《基于智能网络控制器的通用运动平台软件的研究》文中进行了进一步梳理数控系统的开放性是当今数控系统发展的主流,开放式数控系统研究的目的是开发一种模块化的、可重构的、可扩充的控制系统的结构,以增强数控系统的柔性,在体系结构上给用户二次开发留有更多的余地,从而可以快速的响应新的加工需求。开放式数控系统是一种先进的计算机数控体系结构,具有扩展性好、开发和维护方便、运行稳定性高、能灵活适应不同需要等特点,是未来数控技术的主要发展趋势。随着现代计算机技术、微电子技术和现代控制技术的不断发展,开放式数控系统如何有效地利用这些先进的技术,多快好省地进行控制系统的开发就显得十分的必要。本文将围绕着开放式CNC系统设计中的相关技术,从开放式的体系结构分析系统软件的建模与开发、运动控制中插补技术等方面进行了系统研究,实现了用于开放式三自由度数控铣床的计算机控制系统。该系统采用了瑞士一家公司生产的智能控制卡IDM240,组成了以通用PC机为上位机、板载DSP的运动控制卡为下位机的主从式开放数控系统。被控对象是一个三轴数控铣床工作平台,由三套伺服电机构成的闭环伺服系统。本次设计的上位PC机软件模块利用Windows环境下的Labwindows编程开发工具制作模块化的人机交互控制界面,并采用DEELX正则表达式完成原始NC数控代码编译模块的开发,以实现上位机的数控代码编译、刀具半径补偿、系统参数设置、手动自动操作等功能;通过串口通道将上位机的工作指令传入下位机DSP控制器中,并充分发挥DSP处理器浮点运算的高速度、高精度等特点,完成运动控制中的实时直线和圆弧数值插补、运动加减速控制等内容。在整个设计过程中,研究和开发开放式数控系统的软件体系结构和开发方法是本文的重要目的。在软件结构上,基于面向对象的思想,采用中断机制的控制策略与模块化的设计方法,系统的各功能的控制实现分别放置在相对独立的模块中,任意软件功能变化都不会影响到其他模块的运作,通过提供各个模块的相应接口,使之能适应不同用户的要求及应用于不同类型的数控机床上。系统的研究了数控技术中的关键技术,如数控插补技术、G代码解释技术等。

刘伟[10](2009)在《基于PC的开放式数据系统的研究》文中研究表明数控技术正朝着高速度、高精度、柔性化、智能化和集成化方向发展同时,传统的专用数控系统已经很难满足终端用户进行二次开发的需要,一种新的数控系统——基于PC的开放式数控系统的出现很好的适应了这一发展的需要。通过对当前数控系统的分析,提出了数控系统朝着开放式数控系统方向发展的必然性。首先阐述了开放式数控系统的定义、特点、设计原则以及开放途径;然后对开放式数控系统体系结构进行了分析,介绍了目前基于PC的开放式数控系统的三种结构:PC嵌入型NC型、NC嵌入PC型以及全软件型NC;紧接着提出了一种新型的基于PC的开放式数控系统软、硬件构架,这种架构采用PC+运动控制卡的搭配模式。运动控制卡采用TMS320F2812和C8051F040作为中央处理器。处理器之间采用SPI总线通讯方式传输加工指令与数据,运动控制卡与PC机之间采用CAN总线传输方式进行通讯。对CAN总线以及SPI总线传输模式以及实现方式进行了阐述。通过使用经济、实用的“软”实时的方法,系统在Windows XP这种多任务操作系统平台上完成了上位机实时控制、显示以及三维仿真。目前,已经设计出了采用该数控系统的数控铣床与数控车床,调试结果说明,这种基于PC的开放式数控系统能够满足实际加工的需要,具有实用价值。

二、基于TMS320C240 DSP的龙门铣床控制系统应用(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、基于TMS320C240 DSP的龙门铣床控制系统应用(论文提纲范文)

(1)GTAW工艺参数对钛合金增材制造成形影响研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景、目的及意义
    1.2 钛和钛合金概述
        1.2.1 钛和钛合金
        1.2.2 TC4钛合金
    1.3 钛合金电弧增材制造技术研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 主要研究内容
第2章 工艺参数对TC4钛合金熔滴过渡影响研究
    2.1 GTAW工艺参数对熔滴过渡的影响
        2.1.1 熔滴过渡概述
        2.1.2 工艺参数对熔滴过渡的影响关系
    2.2 GTAW脉冲参数在熔滴过渡过程的选取规律
        2.2.1 基值电流和基值时间的选取规律
        2.2.2 峰值电流和峰值时间的选取规律
        2.2.3 脉冲频率和脉冲宽度比的选取规律
    2.3 送丝沉积速度比和送丝角度对熔滴过渡的影响规律
        2.3.1 送丝沉积速比和送丝角度对熔滴过渡模式的影响
        2.3.2 送丝沉积速比和送丝角度对熔滴质量的计算
    2.4 摆动工艺对熔滴过渡的影响特性
        2.4.1 摆动工艺参数在熔滴过渡过程的受力分析
        2.4.2 焊枪摆长对熔滴过渡的影响特性
        2.4.3 摆动频率对熔滴过渡的影响特性
        2.4.4 摆动路径曲线对熔滴过渡的影响特性
    2.5 本章小结
第3章 TC4钛合金增材制造熔滴过渡的数值模拟
    3.1 熔滴自由表面的跟踪算法
        3.1.1 质点标记法
        3.1.2 Level Set法
        3.1.3 VOF法
    3.2 GTAW增材制造熔滴过渡数值模型的建立
        3.2.1 熔滴过渡建模理论
        3.2.2 GTAW增材制造熔滴过渡模型的建立
    3.3 钛合金增材制造熔滴过渡过程的数值模拟
        3.3.1 滴状过渡过程的数值模拟
        3.3.2 液流过渡过程的数值模拟
        3.3.3 气体流速对熔滴过渡过程的影响
    3.4 本章小结
第4章 TC4钛合金GTAW增材制造系统组建
    4.1 GTAW增材制造系统构成
    4.2 增材制造系统试验样机设计
        4.2.1 增材制造成形系统试验样机指标
        4.2.2 增材制造成形系统试验样机设计
    4.3 试验样机控制系统组成
        4.3.1 试验样机控制系统硬件组成
        4.3.2 试验样机控制焊枪行走路径方式
        4.3.3 焊枪行走路径程序控制要求
    4.4 弧焊电源的选择
    4.5 送丝驱动装置的选择
    4.6 成形工装装置设计
        4.6.1 氩气保护舱装置设计
        4.6.2 可调角度送丝夹具设计
        4.6.3 基材夹具设计
    4.7 本章小结
第5章 TC4钛合金成形试验及力学性能测试
    5.1 GTAW脉冲参数对钛合金增材制造成形的影响规律
        5.1.1 GTAW脉冲参数响应曲面试验方案
        5.1.2 GTAW脉冲参数对成形熔宽的影响规律
        5.1.3 GTAW脉冲参数对成形余高的影响规律
    5.2 送丝参数与沉积速度对钛合金增材制造的影响规律
        5.2.1 送丝参数与沉积速度正交试验方案
        5.2.2 送丝参数与沉积速度对成形熔宽的影响规律
        5.2.3 送丝参数与沉积速度对成形余高的影响规律
    5.3 沉积速度及摆动参数的响应曲面试验方案
        5.3.1 沉积速度及摆动参数的响应曲面方案
        5.3.2 沉积速度与摆动参数对成形熔宽的影响规律
        5.3.3 沉积速度与摆动参数对成形余高的影响规律
    5.4 钛合金成形构件的力学性能测试
        5.4.1 钛合金成形件的拉伸试验
        5.4.2 摆动成形件拉伸试验
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢

(2)基于对称多处理器的开放式并行数控系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 多核处理器在工程领域的应用现状
    1.3 数控系统软硬件架构的研究现状
    1.4 目前存在的问题与不足
    1.5 主要研究内容
第2章 并行数控系统的总体方案设计
    2.1 引言
    2.2 并行数控系统的硬件方案设计
        2.2.1 数控系统多处理器架构分析与选型
        2.2.2 数字总线式进给伺服系统选型
        2.2.3 数控系统的硬件连接方案设计
    2.3 数控系统软件并行化方案设计
        2.3.1 串行数控系统的特性分析
        2.3.2 模块解耦与数据传递机制
        2.3.3 开放式并行产消系统框架设计
    2.4 本章小结
第3章 并行数控系统的软件设计
    3.1 引言
    3.2 数控系统的实时性需求分析
        3.2.1 数控系统的实时域划分
        3.2.2 Linux的实时扩展方案与实现
    3.3 数控系统并行化
        3.3.1 并行数控系统整体软件结构
        3.3.2 并行化处理过程
        3.3.3 缓冲平衡控制器设计
    3.4 POWERLINK通信系统实现
        3.4.1 Powerlink基本原理
        3.4.2 Powerlink通信网络配置
        3.4.3 Powerlink应用层实现
        3.4.4 Powerlink与数控系统的集成
    3.5 本章小结
第4章 并行数控系统实验
    4.1 引言
    4.2 并行数控的软件系统测试实验
        4.2.1 实时性测试
        4.2.2 性能测试与分析
        4.2.3 缓冲平衡控制算法验证
        4.2.4 Powerlink通信测试
        4.2.5 多核负载测试
    4.3 并行数控系统的加工实验
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
简历

(3)基于SERCOS总线协议的数控系统通讯研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景
        1.1.1 开放式数控系统技术
        1.1.2 现场总线技术
        1.1.3 国内数控技术的现状及发展趋势
    1.2 本文研究的意义
    1.3 研究内容与论文结构
第二章SERCOS接口技术
    2.1 SERCOS接口技术概述
    2.2 SERCOS总线协议
        2.2.1 SERCOS物理层
        2.2.2 SERCOS报文结构
        2.2.3 SERCOS工作时序
        2.2.4 数据的传输和配置
    2.3 SERCOS通讯的实时性和同步性
    2.4 SERCOS接口技术硬件基础
        2.4.1 SERCOS协议芯片
        2.4.2 收发器
    2.5 本章小结
第三章 基于SERCOS总线的数控系统通讯平台硬件设计
    3.1 基于SERCOS总线的数控系统通讯平台设计方案
    3.2 基于SERCOS总线的主站硬件设计
        3.2.1 主控制模块的设计
        3.2.2 SERCOS通讯接口的设计
        3.2.3 其他模块的设计
    3.3 基于SERCOS总线的从站硬件设计
        3.3.1 主控制模块电路设计
        3.3.2 SERCOS通讯接口的设计
        3.3.3 其他模块的设计
    3.4 本章小结
第四章SERCOS通讯软件设计与实现
    4.1 软件设计总体思路
    4.2 主站通讯接口软件设计
        4.2.1 主站驱动程序设计
        4.2.2 主站初始化
        4.2.3 主站周期通信
    4.3 从站通讯接口软件设计
        4.3.1 从站驱动程序设计
        4.3.2 从站初始化
        4.3.3 从站周期通信
    4.4 本章小结
第五章 实验过程及结果分析
    5.1 实验硬件平台
    5.2 实验过程
        5.2.1 定时控制参数设置
        5.2.2 实验过程
    5.3 实验结果分析
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(4)磁栅导轨拼接与故障检测关键技术研究及工程实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究与应用现状
        1.2.1 磁栅导轨应用现状
        1.2.2 导轨拼接技术研究现状
        1.2.3 导轨故障检测技术研究现状
    1.3 本文研究内容和章节安排
第二章 磁栅导轨拼接原理及关键技术研究
    2.1 引言
    2.2 磁栅导轨“无缝”拼接原理
    2.3 磁栅导轨“无缝”拼接中的关键技术
        2.3.1 过零比较法
        2.3.2 数字相关法
        2.3.3 DFT法检测相位差
        2.3.4 磁栅导轨信号特征
    2.4 磁栅导轨拼接关键技术实现
        2.4.1 基于Nuttall窗的相位差检测算法
        2.4.2 相位差检测算法仿真
    2.5 本章小结
第三章 磁栅导轨故障检测原理及关键技术
    3.1 引言
    3.2 磁栅导轨故障原理
        3.2.1 磁栅导轨故障模式分析
        3.2.2 故障检测系统基本构成
        3.2.3 磁栅导轨故障检测规则设计
    3.3 磁栅导轨故障检测中的关键技术
        3.3.1 信号质量检测技术
        3.3.2 数字鉴相技术
    3.4 本章小结
第四章 磁栅导轨拼接与故障检测的工程实现
    4.1 引言
    4.2 磁栅导轨拼接及故障检测仪总体设计
        4.2.1 检测仪总体设计方案
        4.2.2 系统设计主要指标
    4.3 系统硬件电路设计
        4.3.1 检测仪硬件设计方案
        4.3.2 信号采集部分硬件设计方案
        4.3.3 数字信号处理部分硬件设计方案
        4.3.4 检测结果显示部分硬件设计方案
        4.3.5 系统电源设计方案
        4.3.6 PCB设计
    4.4 系统软件设计与实现
        4.4.1 系统软件总体设计
        4.4.2 软件开发平台简介
        4.4.3 DSP程序设计
        4.4.4 CPLD程序设计
    4.5 实验室测试与工程验证
        4.5.1 实验室测试
        4.5.2 工业现场试验验证
    4.6 本章小结
第五章 总结及展望
    5.1 全文工作总结
    5.2 后续工作及展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
    1 发表的学术论文
    2 专利、软件着作权
    3 参与的科研项目
    4 获奖情况
致谢

(5)基于DSP的调速控制系统及在铣床改造中的应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
目录
1 绪论
    1.1 论文课题的研究背景及意义
    1.2 铣床的发展趋势
    1.3 变频调速的控制理论及技术
        1.3.1 变频调速的控制理论
        1.3.2 数字信号处理的发展
    1.4 论文的研究内容及安排
2 X62W万能铣床的系统控制
    2.1 传统X62W万能铣床介绍
    2.2 万能铣床工作原理
        2.2.1 万能铣床的作用及要求
        2.2.2 万能铣床的控制电气分析
    2.3 万能铣床的改进
        2.3.1 传统机床的不足
        2.3.2 机床改造设计
    2.4 万能铣床的变频控制
        2.4.1 铣床电动机调速
        2.4.2 矢量控制策略
        2.4.3 矢量控制SPVWM
    2.5 本章小结
3 系统的设计方案及工程实现
    3.1 硬件设计总体构成
    3.2 TMS320F2812的控制电路设计
        3.2.1 主控芯片TMS320F2812介绍
        3.2.2 TMS320F2812最小系统设计
    3.3 变频主电路设计
        3.3.1 整流电路
        3.3.2 滤波电路
        3.3.3 逆变电路
    3.4 检测电路设计
        3.4.1 母线电压检测电路
        3.4.2 相电流检测电路
        3.4.3 电机转速和位置的检测
    3.5 本章小结
4 基于DSP的系统软件实现以及结果分析
    4.1 主程序
    4.2 主轴电机M1的控制子程序
        4.2.1 M1的PWM中断程序设计
        4.2.2 M1的转速采样程序设计
        4.2.3 电流采样程序设计
        4.2.4 SVPWM信号产生子程序
        4.2.5 矢量控制算法实现
    4.3 电机M2控制程序
    4.4 按键以及故障保护处理程序
        4.4.1 按键程序设计
    4.5 实验结果分析
    4.6 本章小结
5 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 有待进一步研究的问题
参考文献
附录
攻读学位期间主要的研究成果
致谢

(6)基于运动控制器的大型铝锭加工装备数控系统研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 数控系统的产生和发展
        1.2.1 国外数控系统的研究现状
        1.2.2 国内数控系统的研究现状
    1.3 运动控制器的发展现状
        1.3.1 国外的发展现状
        1.3.2 国内的发展现状
    1.4 论文的主要研究内容
第2章 大型铝锭双面精铣机床工作原理
    2.1 大型铝锭双面精铣机床简介
    2.2 大型铝锭双面精铣机床总体结构
        2.2.1 机床工作原理
        2.2.2 工作台设计
        2.2.3 定位机设计
        2.2.4 推锭机设计
        2.2.5 上锭机设计
        2.2.6 下锭机设计
    2.3 铣机部分设计
    2.4 本章小结
第3章 机床数控系统硬件设计
    3.1 数控系统总体构成
        3.1.1 人机界面的选用
        3.1.2 运动控制器的选用
        3.1.3 软起动器的选用
        3.1.4 通信总线的选用
    3.2 硬件系统设计
        3.2.1 硬件电路总体设计
        3.2.2 运动控制器电路设计
        3.2.3 驱动模块电路设计
        3.2.4 软起动器电路设计
        3.2.5 系统的信号连接
        3.2.6 液压系统设计
    3.3 系统硬件的开放性
    3.4 本章小结
第4章 机床数控系统软件开发
    4.1 数控系统软件开发平台介绍
        4.1.1 SCOUT 功能介绍
        4.1.2 WinCC Flexible 功能介绍
    4.2 系统配置
    4.3 系统程序设计
        4.3.1 MCC 程序
        4.3.2 LAD 程序
        4.3.3 工作台程序设计
        4.3.4 铣机程序设计
        4.3.5 程序的执行
    4.4 软件的开放性
    4.5 本章小结
第5章 人机界面设计
    5.1 人机界面功能分析
    5.2 人机界面设计
        5.2.1 操作画面设计
        5.2.2 铣机操作画面设计
        5.2.3 上下锭操作画面
        5.2.4 监控画面设计
    5.3 人机界面的开放性
    5.4 本章小结
第6章 数控系统的生产应用
    6.1 数控系统的应用
    6.2 数控系统的应用效果
    6.3 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果

(7)永磁直线同步电机伺服控制系统的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
CONTENTS
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 直线电机应用及发展状况
    1.3 直线伺服系统相关技术和理论的发展
    1.4 论文主要研究内容
第二章 PMLSM数学模型及其矢量控制技术
    2.1 PMLSM结构及工作原理
    2.2 坐标变换原理及变换矩阵
        2.2.1 Clarke变换
        2.2.2 Park变换
    2.3 PMLSM的数学模型
    2.4 矢量控制基本原理
    2.5 电压空间矢量SVPWM的基本原理
    2.6 本章小结
第三章 PMLSM伺服系统控制策略及系统仿真
    3.1 PMLSM伺服系统总体控制方案
        3.1.1 电流环控制策略
        3.1.2 速度环控制策略
        3.1.3 位置环控制策略
    3.2 基于MATLAB/Simulink的PMLSM伺服控制系统仿真建模
        3.2.1 PMLSM伺服系统仿真模型建立
        3.2.2 仿真参数设置
    3.3 系统控制策略仿真结果分析
        3.3.1 动子质量补偿实验仿真
        3.3.2 速度环VGPI控制仿真
        3.3.3 位置伺服系统仿真
    3.4 本章小结
第四章 直线伺服系统硬件设计
    4.1 系统硬件总体结构
    4.2 系统控制电路设计
        4.2.1 DSP TMS320F2812简介
        4.2.2 DSP外围电路设计
        4.2.3 直线光栅编码器接口电路
        4.2.4 电流采样电路
        4.2.5 人机接口模块的设计
    4.3 系统功率驱动电路设计
        4.3.1 整流电路设计
        4.3.2 逆变电路设计
        4.3.3 主电路保护电路设计
    4.4 开关电源设计
    4.5 本章小结
第五章 伺服系统软件设计
    5.1 伺服系统软件设计规划
        5.1.1 软件模块化设计思想
        5.1.2 伺服系统主程序设计
        5.1.3 伺服系统中断程序设计
    5.2 空间矢量算法的实现
    5.3 直线编码器接口模块
    5.4 动子初始定位子程序
    5.5 人机接口模块
    5.6 本章小结
第六章 系统实验测试
    6.1 系统实验电机介绍
    6.2 系统实验及结果分析
    6.3 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文
致谢

(8)数控机床双轴同步控制技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究背景和意义
    1.3 双轴同步控制技术的国内外研究现状
    1.4 数控机床双轴同步控制的发展现状
    1.5 本文的主要工作及结构
2 双轴同步进给驱动系统建模与分析
    2.1 引言
    2.2 单轴进给驱动系统刚体模型及性能
    2.3 单滚珠丝杠驱动系统有限元模型
    2.4 双滚珠丝杠驱动系统有限元模型
    2.5 双轴驱动系统中负载不对称对系统性能的影响
    2.6 轴进给驱动系统柔性模型
    2.7 本章小结
3 双轴同步控制技术研究
    3.1 引言
    3.2 基于力矩补偿的同步控制
    3.3 基于指令的预补偿同步控制
    3.4 基于速度环变增益的同步控制
    3.5 基于PHD神经元网络的同步控制
    3.6 本章小结
4 双轴同步控制速度规划
    4.1 引言
    4.2 常用速度规划指令频域性能分析
    4.3 指令形式对同步轴性能影响时域分析
    4.4 “l:1:1-S”形加减速指令的插补算法
    4.5 本章小结
5 数控机床双轴同步控制实验平台
    5.1 引言
    5.2 NCUC-Bus总线式数控实验平台
    5.3 伺服驱动控制单元PID参数设置
    5.4 轴扭转振动的补偿
    5.5 双滚珠丝杠驱动系统模型辨识
    5.6 基于双轴同步驱动进给系统离散模型的运动仿真
    5.7 基于实验平台的同步位置偏差实测
    5.8 本章小结
6 双轴同步控制仿真与实验研究及工程应用实例
    6.1 引言
    6.2 基于力矩补偿的同步控制
    6.3 基于指令预补偿的同步控制
    6.4 基于速度环变增益的同步控制
    6.5 基于PID神经元网络的同步控制仿真研究
    6.6 双轴同步控制的工程应用实例
    6.7 本章小结
7 总结与展望
    7.1 论文总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表学术论文和专利目录
附录2 “双滚珠丝杠进给驱动高速同步滑台”机床参数

(9)基于智能网络控制器的通用运动平台软件的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 开放式数控系统研究背景
    1.2 基于智能网络控制器的数控系统的研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 论文结构
第2章 开放式数控铣床系统的总体设计
    2.1 CNC 装置的组成
    2.2 CNC 装置的功能
    2.3 CNC 装置的硬件结构
        2.3.1 简介
        2.3.2 IDM240 运动控制卡简介
        2.3.3 运动平台简介
        2.3.4 交流伺服系统
        2.3.5 主轴电机
    2.4 CNC 装置的软件结构
        2.4.1 多任务并行处理
        2.4.2 实时中断处理
    2.5 CNC 装置的数据预处理
        2.5.1 NC 代码的输入
        2.5.2 译码
        2.5.3 刀具补偿
        2.5.4 程序编程格式的转换
    2.6 本章小结
第3章 数控系统软件的框架结构设计
    3.1 软件的基本模块
    3.2 人机交互界面模块
        3.2.1 软件界面设计
        3.2.2 软件界面按钮功能介绍
    3.3 本章小结
第4章 数控系统子模块设计与分析
    4.1 零件代码解释模块的设计
        4.1.1 正则表达式简介
        4.1.2 NC 代码介绍
        4.1.3 编译器需求分析与功能设计
        4.1.4 词法分析
        4.1.5 语法分析
    4.2 加工模块的设计
        4.2.1 多线程技术在系统中的应用
        4.2.2 数字积分器简介
        4.2.3 数字积分法直线插补
        4.2.4 改进的数字积分直线插补
        4.2.5 数字积分法圆弧插补
    4.3 刀具半径补偿模块的设计
        4.3.1 基本概念
        4.3.2 刀具半径补偿的步骤
        4.3.3 C 功能刀具半径补偿
    4.4 本章小结
第5章 系统验证与测试
    5.1 软件测试的基本理论
        5.1.1 软件测试基本概念
        5.1.2 软件测试的基本方法
    5.2 数控系统软件测试
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢

(10)基于PC的开放式数据系统的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 数控技术的发展
        1.1.1 数控技术的发展历程
        1.1.2 数控技术的发展趋势
        1.1.3 国内数控技术的发展现状
    1.2 开放式数控系统概述
        1.2.1 开放式数控系统体系结构的产生背景
        1.2.2 开放式数控系统的特点
        1.2.3 开放式数控系统的发展现状与趋势
    1.3 本课题研究意义
第二章 开放式数控系统体系结构分析
    2.1 开放式CNC系统的概念设计
        2.1.1 开放式CNC系统的需求分析
        2.1.2 开放体系结构CNC系统的设计原则
    2.2 开放式数控系统体系结构概述
    2.3 数控系统体系结构的开放途径
    2.4 基于PC的开放式体系结构分析
    2.5 本章小结
第三章 基于PC的开放式数控系统硬件结构设计
    3.1 基于PC的开放式数控系统硬件的开放式实现策略
        3.1.1 标准化总线技术
        3.1.2 规范的接口协议
        3.1.3 充分应用PC技术
    3.2 系统数据传输总线介绍
        3.2.1 PC机与运动控制卡之间数据通讯总线
        3.2.2 DSP与单片机之间通讯总线
    3.3 基于PC的开放数控系统硬件结构
        3.3.1 铣床控制系统的组成构架
        3.3.2 数控系统的原理与流程
        3.3.3 DSP芯片简介
        3.3.4 C8051F04X单片机简介
        3.3.5 运动控制卡电气连接
    3.4 本章小结
第四章 基于PC的开放式数控系统软件设计
    4.1 数控系统软件的开放式要求与实现策略
    4.2 运动控制卡功能模块
    4.3 运动控制卡DSP系统设计
        4.3.1 软件流程图
        4.3.2 DSP与PC机通讯
        4.3.3 DSP对双端口RAM的操作
    4.4 数控铣床运动控制卡单片机软件系统设计
        4.4.1 主MCU软件设计
        4.4.2 主MCU指令介绍
        4.4.3 电机控制MCU软件设计
    4.5 PC软件部分设计
        4.5.1 数控系统主控PC机软件功能要求
        4.5.2 数控系统主控PC机软件的实现
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 课题总结
    5.2 今后展望
参考文献
致谢
附录 攻读硕士期间发表的论文

四、基于TMS320C240 DSP的龙门铣床控制系统应用(论文参考文献)

  • [1]GTAW工艺参数对钛合金增材制造成形影响研究[D]. 王金彪. 哈尔滨工程大学, 2017(08)
  • [2]基于对称多处理器的开放式并行数控系统研究[D]. 李聪. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
  • [3]基于SERCOS总线协议的数控系统通讯研究[D]. 王文维. 华南理工大学, 2015(12)
  • [4]磁栅导轨拼接与故障检测关键技术研究及工程实现[D]. 李芳. 西北工业大学, 2015(03)
  • [5]基于DSP的调速控制系统及在铣床改造中的应用[D]. 曾树华. 中南大学, 2014(03)
  • [6]基于运动控制器的大型铝锭加工装备数控系统研究[D]. 郭博. 河南科技大学, 2012(04)
  • [7]永磁直线同步电机伺服控制系统的研究[D]. 吴一祥. 广东工业大学, 2011(10)
  • [8]数控机床双轴同步控制技术研究[D]. 何王勇. 华中科技大学, 2011(10)
  • [9]基于智能网络控制器的通用运动平台软件的研究[D]. 宋海生. 哈尔滨工业大学, 2009(S1)
  • [10]基于PC的开放式数据系统的研究[D]. 刘伟. 东华大学, 2009(10)

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基于TMS320C240 DSP的龙门铣床控制系统的应用
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