基于μcos-ⅱ时栅位移传感器数控转台控制系统研究与设计

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1、參．．分类号：密级：’论文编号：学号：５１３０７１９０１０３重庆理工大学领女学位论义－基于ｌＣ／ｏｓＩＩ时栅位移传感器数控转＾台控制系统研究与设计研究生：李宏伟指导教师：杨维寐副教授学位类型：学术学位学科专业：精密仪器及机械研究方向：精密测控技术与仪器塔养单位：电子信息与自动化学院．．论文完成时间：２０１６年３月２５日论文答辩日期：２０１６年５巧２６日■重庆理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈义的学

2、位论文是本人在导师的指导下，独立进行研巧所取得的成果。＇除义中特别加Ｗ椅注引用的内容外，本论义不包含任何其他个人或集体已经发表或撰与的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，均已在文中巧确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名：日期：年月日《１（１＾《学位论文使用授权声明＇本学位论文作肴完全了解学校有关化留，同、化用学位论义的规定意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被洽阅和借阅。本人授权重庆理工大学可Ｗ将本学位论义的全部

3、或部分内容编入有关数掘库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。＂＂：本学位论文属于（请在Ｗ下相应方框内打Ｖ）］．保巧□，在书。＿＿年解密肩适用本授权２．小保密□〇‘作巧签＊名：Ｕ期：〇，Ｉ４年月日＾ｖ《為ｉ＾＾？签。：；八日＾年Ｕ导师名期１名月矣若成知卡ＣCategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：51307190103Master'sDissertationof

4、ChongqingUniversityofTechnologyResearchandDesignonControlSystemofTimeGratingDisplacementsensorNCTurntablebasedonμC/OS-ⅡPostgraduate:LiHongweiSupervisor:Prof.YangJiSenDegreeCategory：AcademicDegreeSpecialty:PrecisioninstrumentsandmachineryResearchDirecti

5、on:PrecisionMeasurementandControlTechnologyandInstrumentTrainingUnit:SchoolofElectronicInformationandAutomationThesisDeadline:March26,2016OralDefenseDate:May25,2016摘要摘要加工中心和数控机床旋转运动由数控回转工作台提供，安装在转台中位移传感器的精度决定了数控转台的分度精度，位移传感器广泛采用的是感应同步器、光栅等传感器，这些传感器都是比较

6、高精度，但是一般难以买到，而且价格不菲。经过十几年的发展，时栅位移传感器已在国家计量部门、国防军工、制造业三大领域的应用，展示了时栅位移传感器较为简单的加工工艺、比较强的抗干扰能力、误差小、以及较高的智能化水平等一系列优点，这些优点如果应用在实际生产中，那将具有非常好的发展前景。数控系统的主要功能部件是数控转台，所以在整个机床行业中，精密数控转台的研发及应用对机床行业的发展有着重大意义。为摆脱我国在机床行业中精密数控转台以及大型数控机床严重依赖国外进口的不利局面，开发出具有自主知识产权的高精度数控产

7、品，提高我国核心竞争力，作者所在的项目研究团队在各类重要国家项目基金（“国家973计划”国家自然科学基金等）的资助下，经过大量反复的实验，将时栅位移传感器从无到有，从精度低到精度高，这些在时栅位移传感器的整个研发过程中积累了丰富的实践经验，目前项目组正在更加深入的对时栅位移传感器数控转台进行一系列的研究，以进一步提高数控转台的精度与实时性，满足机械工业生产的应用需求。本文研究的主要内容如下：1.分析工业生产中数控转台常用的角位移传感器（感应同步器、光栅和时栅）的工作原理，通过对这三类角位移传感器的优

8、缺点进行综合对比，为时栅位移传感器在高精度数控转台的研究与应用提供了坚实的理论依据。2.介绍了目前较为流行和常用的嵌入式实时操作系统，分析各自的优缺点，选择以μC/OS-Ⅱ作为高精度时栅位移传感器数控转台的操作系统，为时栅位移传感器数控转台的实时性提供了条件，实现对数控转台的有效控制。3.时栅位移传感器数控转台控制系统的设计，数控转台控制系统驱动器与主控制器的选型；速度环、位置环的设计；控制系统硬件与软件的设计；嵌入式操作系统的移植与实时多任务处理，来提高数控转台的实