电脑横机控制系统开发

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1、摘要电脑横机是比较复杂的典型机电一体化产品，它涉及到计算机、机械、电子等诸多领域，其执行机构较多，本次丌发的电脑横机包括伺服电机、步进电机、脉冲电磁铁等共有123个执行机构，且运动规律复杂。因此，它对控制系统的要求较高。控制系统不仅要让各执行机构动作可靠，而且还要让执行机构之l可保持协调。对这样一套控制系统的设计与丌发必须严格遵循机电一体化产品的设计思想。本文介绍了国产新型电脑横机控制系统的开发过程。先从电脑横机的编织原理和各机构动作需求出发，找出控制系统的控制要求，并综合分析这些控制要求的特点，从中找出规律，进而设计出控制系统的总体结构框架。递阶控制结构系统功能强，性能好，适合于

2、较复杂控制系统的开发。本控制系统采用了三级递阶控制结构来实现电脑横机的控制要求。接着根据控制系统的结构特点将整个控制系统分成若干块控制电路板来实现。最后讨论整个控制系统的可靠性和实时性。本控制系统采用I／o总线，FPGA，PWM等多项技术，这大大提高了控制器的集成度，减少了功耗，增强了性能，也降低了成本，使本控制系统的技术水平和控制性能达到了90年代国际电脑横机控制器的先进水平。本文分八章来叙述，前三章主要通过分析电脑横机的控制机构组成及控制要求特点以引出本控制系统的结构及实现途径。第四～七章讲述控制系统电路的具体实现过程。最后一章讨论了控制系统的可靠性和实时性问题。关键词：电脑横

3、机递阶控制伺服电机步进电机脉冲电磁铁FPGAIV生!查兰竺．!：竺：：兰兰竺笙；：：：：——．．．一AbstractComputerizedflatknittingmachine(CFKM)isatypicalkindofcomplicatedmechatronicsproductwhichcomesdowntothecomputer，mechanics，electronicsetc，havemanycontrolmechanismwhichincludeservomotor．stepmotorandelectromagnetandhavecomplicatedlawofmovem

4、ent．Therefore，itneedfirst-classcontro]systemwhichcannotonlYkeepcontrolmechanismintellableworkingstate，butalsoanyonecontrolmechanismshouldharmonizetheiractionwithothers．Todesignthecontrolsystem，wemustfullYmakeuseofthewayofmechatronicsproductdesign．Thisarticleintroducestheprocessoftheresearchand

5、designofnationalnewtypeofCFKM．Wefindoutthecontrolrequireofcontr01systemafterthinkingoverknittingprincipleandtherequireofcontrolmechanism，anddesignthestructureofcontrolsystemafteranalyzingthefeatureandlawoftherequireofcontr01．Hierarchiccontrolstructurehavemanyadvantageandarefitforcomplieatedcon

6、trolsystem．Ourcontr01systemadoptthreeclasshierarchiccontr01strueturetoachievetherequireofthecontrolsystemofCFKM，Andthen，wedividethecontr01systemintomanypieceofcircuithoardstocarryout．Fihally．wenarratetherealtimeandreliabilitvofcontrolsystem．ThecontrolsystemadoptI／Obus，FPGAandPWMetc，whiohincrea

7、seintegrationofthesystem，decreasepowerconsumption，improvefunct—ion，andreducecost．Hence，thecontrolsystemapproachadvancedtechno—logyintheworldin1990’syears．Thisarticleisdividedintoeightchapters．Inthesechapters，wefirstlyeducethestructureof