连续式全自动电脑绗缝机控制系统设计

论文摘要

绗缝机是目前被广泛使用的纺织设备之一,业内的需求量很大,但是国产的绗缝机在自动化水平上还比较落后。目前我国广泛采用的纺织设备还需要多人进行辅助操作,才能完成产品的生产。本文的研究工作就是自主开发了一套连续式全自动电脑绗缝机控制系统,实现了无人值守作业,自动完成从上布、绗缝到裁布等一整套流水线作业。本论文主要完成了以下几个方面的工作:分析了绗缝机的的工作原理和总体设计方案,并对绗缝机控制系统设计中核心运动控制器的技术进行了研究。对绗缝机控制系统的硬件进行了设计,包括嵌入式电脑的选型、根据系统要求进行裁剪的Windows CE操作系统、运动控制器的结构、部分硬件电路的设计、伺服系统等部分。将UML应用于绗缝机的软件系统设计,分别对上、下位机软件的功能、结构以及实现等进行了分析设计。UML的应用不仅使软件的整体设计变得可视化、系统化,便于管理,还有助于发现软件设计存在的问题,增强软件的稳定性;同时统一规范化的软件设计能加强工作人员之间的交流,明确分工。将插补算法、运动加减速曲线控制技术应用到绗缝机系统中,使得绗缝机系统在运行效果上更加平稳、可靠。上、下位机之间通过自定义的通信协议来进行交互,达到了快速、稳定通讯的目的。对系统进行测试,设计了一套硬件检测系统,方便批量生产时对硬件系统进行检测。针对软件测试,提出了基于软件UML模型的测试方法。目前系统已完成调试,试用测试的结果获得了用户的好评。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源与研究意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 绗缝机发展概述
• 1.2.1 绗缝机现状
• 1.2.2 绗缝机发展方向
• 1.3 本文的章节结构
• 第二章 控制系统设计概述
• 2.1 嵌入式系统简介
• 2.1.1 嵌入式系统概述
• 2.1.2 嵌入式系统的总体结构
• 2.1.3 嵌入式系统的开发流程
• 2.2 运动控制技术概述
• 2.2.1 运动控制技术简介
• 2.2.2 运动控制技术的应用
• 2.3 绗缝机控制系统设计方案与系统结构
• 2.4 本章小结
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 嵌入式电脑系统设计
• 3.1.1 嵌入式电脑选型
• 3.1.2 Windows CE 操作系统
• 3.2 下位机硬件系统设计
• 3.2.1 DSP 系统简介
• 3.2.2 运动控制器的结构
• 3.2.3 运动控制器的典型电路
• 3.3 伺服系统
• 3.4 本章小结
• 第4章 绗缝机软件系统设计
• 4.1 系统软件功能分析
• 4.1.1 上位机软件功能分析
• 4.1.2 下位机软件功能分析
• 4.2 软件结构设计
• 4.2.1 上位机软件层次图
• 4.2.2 下位机程序结构设计
• 4.3 上位机软件的动态结构设计
• 4.3.1 软件系统并发任务划分
• 4.3.2 上位机软件状态建模
• 4.3.3 上位机软件交互建模
• 4.4 下位机软件的动态结构设计
• 4.4.1 下位机软件主循环活动图
• 4.4.2 下位机软件系统状态图
• 4.4.3 下位机软件系统子状态图
• 4.5 本章小结
• 第五章 绗缝机系统中应用的关键技术
• 5.1 插补算法
• 5.1.1 插补概述
• 5.1.2 直线插补
• 5.1.3 圆弧插补算法
• 5.2 运动加减速曲线控制
• 5.2.1 直线加减速曲线控制
• 5.2.2 指数型加减速曲线控制
• 5.2.3 S 型加减速曲线控制
• 5.3 软件通信协议设计
• 5.3.1 通讯协议的定制
• 5.3.2 帧的收发超时控制
• 5.3.3 通讯程序实现
• 5.4 本章小结
• 第六章 系统测试
• 6.1 硬件测试
• 6.1.1 测试系统硬件平台
• 6.1.2 测试程序
• 6.1.3 测试注意事项
• 6.2 软件测试
• 6.2.1 软件测试的概念和原则
• 6.2.2 软件测试的步骤
• 6.3 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录