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电脑绗缝机运动控制系统研究

作　者: 刘文超
导　师: 胡乃平；于镭
学　校: 青岛科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 绗缝机统一建模语言模拟退火算法插补算法速度匹配
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 122次
引　用: 1次
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内容摘要

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功能、精度和稳定性上都不尽如人意。目前我国广泛采用的纺织设备还停留在上世纪八、九十年代的水平，设备技术非常落后，高速高精度的纺织设备都需要从国外进口，并且价格昂贵。虽然进口的绗缝机性能优越，但其昂贵的价格让人望而却步。针对这些问题，我们自主开发了一套绗缝机控制系统。根据运动控制的发展趋势，系统采用的是“PC+运动控制器”的开放式结构。本论文主要完成了以下几个方面的工作：介绍了绗缝机的的基本原理和总体设计方案，并针对绗缝机的稳定性和周围环境的强干扰性，对绗缝机的硬件电路结构以及抗干扰设计进行了研究。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。将模拟退火算法应用到花样打版中，对图样之间的跨步进行路径优化，能有效地缩短工作时间，提高工作效率，并且简化了花样设计过程，使设计人员可以专心于独立的花样设计，而不必考虑复杂的跨步设计问题。为了提高绗缝机的加工精度，对插补算法和加减速曲线进行了改进，并将超前预估加减速控制和基于中断机制的速度匹配应用到实际系统中，取得了不错的效果。针对布料的变形问题，提出了一种基于差影法图像处理的智能补偿方法。目前系统正处于调试的后期阶段，取得了不错的效果。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
第1章绪论  9-14
  1.1 运动控制技术概述  9-12
    1.1.1 运动控制技术的研究现状  9-10
    1.1.2 运动控制技术在国内外的应用现状  10-12
  1.2 绗缝机发展概述  12-13
  1.3 本文的主要工作  13-14
第2章绗缝机系统的硬件系统设计  14-27
  2.1 引言  14
  2.2 绗缝机的工作原理  14-15
  2.3 绗缝机的总体设计  15-16
  2.4 绗缝机的控制系统  16-26
    2.4.1 EmCORE-i612简介  17-18
    2.4.2 DSP系统简介  18-20
    2.4.3 运动控制卡的结构以及典型电路  20-23
    2.4.4 板卡的电磁兼容性设计  23
    2.4.5 板卡的抗干扰设计  23-26
  2.5 本章小结  26-27
第3章绗缝机软件系统设计  27-42
  3.1 引言  27
  3.2 UML简史及应用领域  27-28
  3.3 UML的基本特点  28-30
  3.4 软件系统的功能分析  30-32
    3.4.1 用例图简介  30-31
    3.4.2 上位机的功能分析  31-32
    3.4.3 下位机的功能分析  32
  3.5 软件系统的结构设计  32-35
    3.5.1 构件图简介  32-33
    3.5.2 上位机的软件结构  33-34
    3.5.3 下位机的软件结构  34-35
  3.6 下位机的工作机制  35-36
    3.6.1 顺序图简介  35
    3.6.2 下位机程序模块之间的交互关系  35-36
  3.7 程序的具体实现  36-41
    3.7.1 活动图简介  36-37
    3.7.2 上位机程序的具体实现  37-38
    3.7.3 下位机程序的具体实现  38-41
  3.8 本章小结  41-42
第4章花样打版中的路径优化问题  42-52
  4.1 引言  42-43
  4.2 模拟退火算法  43-47
    4.2.1 模拟退火算法的模型  43-44
    4.2.2 模拟退火的基本思想  44
    4.2.3 模拟退火算法新解的产生和接受  44-45
    4.2.4 模拟退火算法的参数控制问题  45-46
    4.2.5 模拟退火算法在路径优化中的应用  46
    4.2.6 应用实例  46-47
  4.3 改进模拟退火算法在花样打版中的应用  47-51
    4.3.1 改进的模拟退火算法  47-50
    4.3.2 花样打版实例  50-51
  4.4 本章小结  51-52
第5章绗缝机运动控制系统关键技术的实现  52-75
  5.1 插补算法  52-58
    5.1.1 最小偏差法原理  52-53
    5.1.2 改进的最小偏差法插补  53-56
    5.1.3 圆弧的最小偏差插补  56-57
    5.1.4 插补精度对绗缝机精度的影响  57-58
  5.2 加减速控制  58-63
    5.2.1 加减速曲线  58-62
    5.2.2 加减速控制的实现  62-63
  5.3 基于中断机制的速度匹配  63-67
    5.3.1 基于计算的速度匹配  64-66
    5.3.2 基于中断机制的速度匹配  66-67
  5.4 基于图像处理的智能绗缝补偿的实现  67-74
    5.4.1 加工区域中布料的变形  67-69
    5.4.2 花样的图像识别  69-72
    5.4.3 补偿的实现方法  72-74
  5.5 本章小结  74-75
总结与展望  75-76
参考文献  76-78
附录  78-88
致谢  88-89
攻读学位期间发表的学术论文目录  89-90
独创性声明  90
关于论文使用授权的说明  90

电脑绗缝机运动控制系统研究

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