滑动轴承实验装置交流伺服控制系统设计及应用

论文摘要

20世纪90年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服控制系统系列产品,交流伺服控制系统的设计与开发也在生产实践中发挥着越来越重要的作用。本课题研究的目的是针对机电实验室的滑动轴承实验装置开发数字交流伺服系统,在对轴承实验装置及交流伺服系统原理进行深入分析的基础上,提出了交流伺服控制系统的整体构思方案,选用MINAS A系列交流伺服电机开发伺服控制系统,结合EDA最新研究成果,按照高性能、高精度数字控制系统的发展要求,综合运用单片机、可编程逻辑器件控制技术,尝试性的提出数字型交流伺服系统控制方案并独立完成全部软硬件制作、调试工作。该系统以VB6.0开发驱动控制系统的人机交互环境,以PROTEUS EDA设计软件开发以89S52单片机与XC95108 CPLD可编程逻辑器件为核心的PCB控制电路板,以位置控制方式完成对实验台的速度、位置的微机上位控制,并采用两路AD实时监控实验台的速度转矩信号,完成对轴承模拟信号的采样与传输。交流伺服控制系统设计完成后进行了安装调试,并对测试数据结果进行了分析,经过评测,该控制系统使用方便,成本低廉,完全达到了轴承实验装置对伺服控制系统功能性与经济性的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外交流伺服控制系统发展状况
• 1.3 课题研究的内容
• 第2章 轴承实验装置介绍及伺服驱动装置选择
• 2.1 滑动轴承实验装置机械结构
• 2.2 轴承实验装置工作原理
• 2.3 滑动轴承实验装置功能
• 2.4 轴承实验装置对伺服控制系统的要求
• 2.5 轴承实验装置伺服控制系统构成
• 2.6 轴承实验装置伺服驱动装置的选择
• 2.7 本章小结
• 第3章 MINASA伺服电机分析、参数设定与调整
• 3.1 永磁交流伺服电机结构与原理
• 3.2 交流伺服驱动器工作原理
• 3.2.1 主电路
• 3.2.2 控制电路
• 3.3 MINASA系列驱动器参数
• 3.3.1 通用技术规格
• 3.3.2 位置控制信号接线及说明
• 3.3.2.1 输入信号及其功能
• 3.3.2.2 输出信号及其功能
• 3.3.2.3 相关重要控制参数设定值
• 3.4 手动调整方法
• 3.5 本章小结
• 第4章 控制系统原理功能设计
• 4.1 控制系统功能描述
• 4.2 人机界面设计
• 4.2.1 速度控制界面
• 4.2.2 定时控制界面
• 4.2.3 对话框设计
• 4.2.4 绘图框设计
• 4.2.5 运行控制按钮设计
• 4.2.6 数据传输控制设计
• 4.3 PCB控制板设计原理
• 4.3.1 通信设计
• 4.3.2 控制脉冲发生设计
• 4.3.3 模拟信号处理设计
• 4.3.4 数据显示部分设计
• 4.4 电磁兼容性设计
• 4.5 数字PID控制算法
• 4.5.1 增量式PID算法
• 4.5.2 PID参数影响及整定
• 4.6 本章小结
• 第5章 控制器PCB硬件电路设计
• 5.1 PCB设计软件PROTEUS
• 5.2 PCB原理图设计
• 5.2.1 总图
• 5.2.2 MCU模块
• 5.2.3 CPLD模块
• 5.2.4 LED数码管电路
• 5.2.5 AD转换模块
• 5.2.6 接口电路1
• 5.2.7 接口电路2
• 5.3 PCB布局、布线
• 5.3.1 布局布线规则
• 5.3.2 布局布线
• 5.4 本章小结
• 第6章 控制器软件设计
• 6.1 单片机89S52程序设计
• 6.1.1 设计软件KEILUVISION2
• 6.1.2 程序流程图
• 6.2 CPLD芯片95XC108程序设计
• 6.2.1 CPLD及设计软件XILINXISE6.0
• 6.2.2 程序流程图
• 6.3 人机界面VB程序设计
• 6.3.1 设计软件VB6.0
• 6.3.2 程序流程图
• 6.4 本章小结
• 第7章 系统综合测试
• 7.1 交流伺服控制系统连接
• 7.2 交流伺服控制系统调试
• 7.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表