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基于PC控制的电脑横机控制系统的研究与开发

作　者: 杨祎敏
导　师: 吴晓光
学　校: 武汉纺织大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 电脑横机 PC机控制 CAN总线花型文件解析
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 46次
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内容摘要

电脑横机是一种自动化和智能化程度较高的机电产品,集机械设计、针织工艺及计算机软件控制为一体。电脑横机控制器是电脑横机最为关键的一部分,主要负责整个电脑横机的控制与数据显示,它的功能是否强大直接决定着电脑横机的质量水平。目前高端的电脑横机主要依赖于进口,其原因是国产电脑横机控制器在一些核心技术上无法突破,且现阶段的国产电脑横机还存在着稳定性不好、操作复杂等缺点。所以本课题重点研究电脑横机的控制软件设计,提出一种基于PC机实现控制的系统架构。本文的研究工作是在对电脑横机的操作与结构原理进行深入理解的基础上开展的。课题首先介绍了电脑横机基本组成结构的功能及其工作原理,研究了电脑横机的选针原理和编织工作原理,在此基础上分析了电脑横机软件控制的关键技术所在。通过分析电脑横机的工作流程,确定了控制系统的总体框架结构。本文重点研究了电脑横机的文件结构,以Windows作为开发平台,采用Visual C++开发了一款控制软件,在PC机上对横机运行的数据进行可视化操作与处理。该软件通过CAN总线对控制系统进行实时的数据采集和数据处理,以实现控制的实时性和准确性。此软件与原先的控制软件相比,界面更加简洁,操作更方便。对于软件设计的关键模块,给出了具体的算法或流程图,对于部分界面的程序进行了算法优化。最后通过一款USB-CAN总线适配器,实现了PC机的USB接口和CAN总线的互连。在制定了横机机头和CAN总线控制协议的基础上,根据此款适配器提供的开发库编写出了通讯模块的程序。经过多种花型的长时间测试表明,该系统能较好的满足电脑横机的控制要求,系统运行稳定、实时性较好。且本系统使控制界面变得非常直观,简化了电脑横机控制软件的操作,具有较高的实用价值和应用前景。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-15
  1.1 引言  10
  1.2 国内外电脑横机现况与发展趋势  10-13
    1.2.1 国外电脑横机的现状  11-12
    1.2.2 国内电脑横机的现状  12-13
    1.2.3 电脑横机的发展趋势  13
  1.3 课题背景及研究的意义  13-14
    1.3.1 课题的来源  13
    1.3.2 课题的研究意义  13-14
  1.4 本课题研究的内容及论文组织结构  14-15
2 电脑横机控制系统的基本结构及编织工艺原理  15-25
  2.1 电脑横机控制系统的基本结构  15-19
  2.2 电脑横机的选针器及其选针原理  19-22
    2.2.1 选针器的结构及其工作原理  19-20
    2.2.2 选针的原理  20-22
  2.3 电脑横机编织的工作原理  22-24
  2.4 本章小结  24-25
3 控制系统总体方案设计  25-32
  3.1 电脑横机软件控制基础  25-27
    3.1.1 花型准备系统分析  25-26
    3.1.2 电脑横机的文件结构分析  26-27
  3.2 电脑横机的工作流程  27-30
    3.2.1 基于PC机的控制系统框架  27-28
    3.2.2 CAN总线技术  28-29
    3.2.3 电脑横机的工作流程  29-30
  3.3 具体方案的确定  30-31
    3.3.1 系统的总体结构设计  30-31
    3.3.2 电脑横机控制软件的功能  31
  3.4 本章小结  31-32
4 上位机软件设计  32-53
  4.1 控制软件的结构设计  32-34
    4.1.1 软件的开发环境  32
    4.1.2 控制软件的模块划分  32-34
    4.1.3 控制软件的设计原则  34
  4.2 花型文件管理模块的设计  34-39
    4.2.1 工作花样选择界面的设计  34-36
    4.2.2 cnt文件编辑界面的设计  36-38
    4.2.3 pat文件编辑界面的设计  38-39
  4.3 参数模块的设计  39-44
    4.3.1 花型参数设置模块的设计  39-42
    4.3.2 系统参数设置模块的设计  42-44
  4.4 编译模块的实现  44-52
    4.4.1 FKW文件的作用与解析  44-46
    4.4.2 编译模块的算法实现  46-52
  4.5 本章小结  52-53
5 通讯模块的设计  53-66
  5.1 通讯模块总体实现  53-56
    5.1.1 数据通讯的性能指标  53
    5.1.2 CAN总线相关理论  53-55
    5.1.3 通讯流程  55-56
  5.2 CAN总线模块设计  56-58
    5.2.1 CAN总线和USB互连  56-57
    5.2.2 适配器收发测试  57-58
  5.3 通讯模块上位机程序设计  58-62
    5.3.1 机头和CAN总线的通讯协议  58-60
    5.3.2 CAN总线初始化  60-61
    5.3.3 报文发送程序设计  61-62
    5.3.4 报文接收程序设计  62
  5.4 通信模块下位机程序设计  62-64
    5.4.1 下位机结构与功能  62-63
    5.4.2 下位机软件设计  63-64
  5.5 基于CAN总线的横机运行模块程序设计  64-65
  5.6 本章小结  65-66
6 系统的测试与维护  66-68
7 结论与展望  68-70
  7.1 结论  68-69
  7.2 展望  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
附录Ⅰ 本人在攻读学位期间所发表的论文及获奖  74

基于PC控制的电脑横机控制系统的研究与开发

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