基于CAN總線和CANopen協(xié)議的運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、本論文以“血管造影儀的研究與開發(fā)”為背景，對血管造影儀的運(yùn)動控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，提出了基于CAN總線和CANopen協(xié)議的運(yùn)動控制系統(tǒng)的整體設(shè)計方案，進(jìn)行了系統(tǒng)各智能節(jié)點(diǎn)的硬件和一些相應(yīng)軟件的設(shè)計開發(fā)。同時本文對無刷直流電機(jī)進(jìn)行了研究，提出了電機(jī)控制算法的改進(jìn)方案，最終實現(xiàn)了運(yùn)動控制系統(tǒng)的各項功能。 本論文采用COPLEY驅(qū)動器作為驅(qū)動控制節(jié)點(diǎn)的電機(jī)驅(qū)動，設(shè)計了驅(qū)動器外圍電路，完成了驅(qū)動控制節(jié)點(diǎn)的設(shè)計，實現(xiàn)了CAN接口、RS

2、232接口的通訊及驅(qū)動器與電機(jī)的對接。在研究了PIC18F458單片機(jī)和TLC3574A/D轉(zhuǎn)換器的功能的基礎(chǔ)上，設(shè)計了位置反饋節(jié)點(diǎn)。通過電源隔離、硬件濾波、CAN通訊、A/D數(shù)據(jù)采集等模塊功能的實現(xiàn)，完成了實際位置模擬信號經(jīng)濾波、采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊成為數(shù)字信號，再經(jīng)SPI接口到達(dá)單片機(jī)，最后經(jīng)CAN總線傳給上位機(jī)的反饋過程。在硬件電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，完成了位置反饋節(jié)點(diǎn)軟件的設(shè)計工作，使其成為完整的位置反饋系統(tǒng)。運(yùn)動狀態(tài)顯示節(jié)點(diǎn)完成了運(yùn)動

3、狀態(tài)的顯示。通過四個4-16譯碼器組成的譯碼電路實現(xiàn)片選，單片機(jī)控制液晶模塊的使能、初始設(shè)置和命令信息的傳遞，實現(xiàn)了運(yùn)動狀態(tài)的顯示。 為了改進(jìn)電機(jī)的控制效果，本文提出了采用smith預(yù)估計器來解決系統(tǒng)的時滯問題和采用模糊自整定PID控制器使控制參數(shù)最優(yōu)，并利用MATLAB實現(xiàn)了仿真。仿真結(jié)果表明兩種改進(jìn)算法的有效性，提高了系統(tǒng)的品質(zhì)性能。 本論文理論與實際相結(jié)合，設(shè)計了血管造影儀運(yùn)動控制系統(tǒng)，對提出的方法進(jìn)行了實驗檢驗，