高速高精密双轴同步控制研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文高速高精密双轴同步控制研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：梅荣军检测技术与自动化装置骆敏舟研究员二O一四年五月十日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationforMaster，SdegreeResearchonTheHighSpeedandHighPrecisionTwo—axis一‘i—Contro{iyncrlronzatJ0n0ntrolIAuthor’SName：RongjunMeiSpecialt

2、y：DetectionTechnologyandAutomationDevicesSupervisor：11●’1‘}lnlSnedtime：Prof．MinzhouLuoMay10m，2014中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：鹚狸签字日期：刎仁j夕‘中国科学技术大学学位论文授权使用

3、声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。留公开口保密(年)作者签名：签字日期：雅星p毗S、z‘导师签名：签字日期：羔里I#，≥：丛摘要摘要双轴同步控制技术是工业

4、上非常重要的一项技术，对于贴片机等数控设备的开发与生产具有十分关键的意义。针对双轴同步控制十分复杂，部分研究算法过于复杂、实现不易等问题，本文将自适应模糊控制算法与双轴同步控制相结合，并利用自行设计的DSP+FPGA运动控制器和贴片机双轴平台进行实验测试，对双轴同步控制理论进行了深入的研究。本文的研究得到江苏省科技支撑(工业)计划项目“高速高精度贴片机建模仿真及运动控制关键技术研究(编号：SBE201300018)”的资助。本文认真调研、分析国内外双轴同步控制算法的研究与应用，通过对几种控制常用策略的比

5、较，选择具有交叉耦合控制算法的控制方式，运用自适应模糊PID控制方法，研究双轴同步运动控制方案。同时分析各类运动控制卡与运动控制器，比较各控制器优缺点及适用环境，选取适用于本实验结构的控制方案，即采用DSP+FPGA结构的方案，设计DSP+FPGA结构的运动控制器，并分析高频信号下布局布线对信号传输的影响。学习Verilog语言，设计FPGA内编码器信号处理单元，并减少数字电路中竞争冒险的存在。搭建运动平台机械结构，不断调整机械安装位置，提高整体精度，构建起整个运动平台系统。分析整个运动平台可能产生的误

6、差，并使用高精度激光干涉仪为检测器件，对运动平台作离线误差模型。本文在CCS3．3开发环境下，采用DSP+FPGA控制器作为硬件基础，通过速度规划并软件编程，实现双轴并行控制，并在贴片机运动平台上实验，得到实验结果，同时将交叉耦合算法(即利用自适应模糊PID算法减小实时误差)在控制器内代码实现，在实验平台上得到测试结果，并与并行算法结果比较，分析各自优缺点，验证算法的可行性。关键词：DSP双轴同步交叉耦合自适应模糊PID贴片机AbstractABSTI认CTTechnologyofTwo—axisSyn

7、chronizationControlisveryimportantinindustry，especiallyforthedevelopmentandmanufactureofCNCMachinelikeSMTmachine．Two．axisSynchronizationControlisverydifficult，someresearchmakeitmorecomplexanddifficulttorealize．Inthisdissertation，weappliedtheadaptivefuzzy

8、PIDalgorithmtotheTwo-axisSynchronizationControl，conductedexperimentswiththeDSPcontrollerandtwo-axisplatforminSMTmachine，researchedthecontrolalgorithmandrealizeit．TheresearchWassupportedbytheprogram’!modelingandsimulatingth