嵌入式运动控制器及其在剑杆织机的应用

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1、摘要纺织是我国的一个重要产业，发展纺织产业对发展我国的经济具有很大的意义。我国的纺织机械自动化基础较差，在织机控制领域与国外先进技术相比差距较大。国内的高档剑杆织机市场主要被国外织机所占有，使得我国织机的开发大都只能停留在中低挡水平，控制技术的落后已经成为影响国产织机档次功能进一步提高的瓶颈，因此，国产剑杆织机加强电子技术和控制技术的应用，提高织机的自动化水平，提高产品质量和竞争力，开发高档织机的控制系统，是国产织机的一个主要问题和发展方向。运动控制技术中有代表性的研究对象，即运动控制器的研究和应

2、用在工业自动化中越来越得到重视。特别是在数控设备上，运动控制器性能的优劣直接会影响着此机器的加工性能或检测特性。运动控制器是以中央逻辑单元为核心，以传感器为信号敏感元件，以电机／动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置。无轴传动技术为织机控制器等多轴设备的运动控制提供了新的解决方案。控制器是无轴传动系统的核心，它为系统功能的实现提供了硬件平台。无轴传动控制器要实现多伺服电机的同步运动控制，也要结合设备生产过程的特点实现一些过程控制。自主开发无轴传动控制器，掌握无轴传动的核心技术，能够提高国产纺织

3、机装备的竞争力。课题的重点在于硬件的设计，保证逻辑和时序的正确，完成控制器的测试，实现无轴传动的基本功能，并成功应用到纺织机中。本论文具体研究工作如下：(1)阐述了国内外织机的现状和发展趋势，其实提高我国织机自动化水平的紧迫性。(2)联系运动控制系统的组成，分析了运动控制器在其中所处的地位及发挥的作用，进而提出了本课题设计的运动控制器所能实现的具体控制功能要求。通过对几种可行的方案论证。确定了嵌入式运动控制器的核心控制单元采用FPGA十CPLD的硬件方案，提出了其硬件构成原理，确定了核心电路的芯片

4、选型。(3)介绍织机控制器的硬件结构，关键接口原理图，并研究织机控制系统的关键算法。T广东工业大学硕士学位论文(4)(5)根据织机的系统特征，对织机的张力提出了模糊PID控制算法。现场调试，系统的抗干扰能力的分析。关键词：剑杆织机；运动控制；ARM；嵌入式；无轴传动lIAbstractABSTRACTTextileisoneofChinaimportantindustry,TextileindustrydevelopmentisgreatsignificancetoChinaeconomydeve

5、lopment．Theloom、SautomationinChinaisinfeirorthantheadvancedloom’Sintheworld．ForeignloomOccupyoutcoutry’Stoploommarket．Itcausesthatthedevelopmentofourcountry’Sloomalwaysstaysonthemiddleandlowlevel．Thelagofcontroltechnologyhasbecameaboaleneckofimproving

6、ourcountry’Sloom．Soitisaurgenttasktodevelopthecontorlsystemoftopgradeloomandtoimprovetheloom’Sautomaticlevel．Improvethecontroltechnology,theelectronictechnology，automationlevel，productqualityandcompetitiveness，anddeveloptoplevelloomcontrolsystemisoneo

7、fmainproblemanddevelopmenttrend．Themotioncontroller,astherepresentingobjectinresearching，isbeingattachedimpotranceinautomationfieldmoreandmore．EspeciallyonNCmachineswhetheramotioncontroller’Sperformanceisgoodorbad，whichwillaffectthemachiningperformanc

8、eandthemetricaleffect．Themotioncontrollerisacontrollingdevice，whosecoreiscentrallogicunit，whosesensitiveorganissensor,andwhosecontrollingobjectsaremotors，powerfuldevicesorsomeimplements．Shafflessdrivetechnologyprovidesanewwayinthefieldofvariou