基于ARM的伺服压力机控制系统的研究

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毕业论文基于ARM的四旋翼自主飞行控制系统设计

2016 南阳理工学院本科生毕业设计论文学院系电子与电气工程学院专业电子信息工程学生指导教师完成日期南阳理工学院本科生毕业设计论文基于ARM的四旋翼自主飞行控制系统设计Autonomous control system for the quadrotor unmannedaerial vehicle based on ARM processors总计毕业设计论文25 页表格0 个插图20 幅3 南阳理工学院本科毕业设计论文基于ARM的四旋翼自主飞行控制系统设计Autonomous controlsystem for the quadrotor unmanned aerial vehicle based on ARM processors学院系电子与电气工程学院专业电子信息工程学生姓名学号指导教师职称评阅教师完成日期南阳理工学院Nanyang Institute of Technology4基于ARM的四旋翼自主飞行控制系统设计[摘要]针对改变传统以单片机为处理器的四旋翼自主控制飞行器控制方式的问题设计了一种基于嵌入式ARM的飞行控制系统的设计和实现方案。

这是一种基于ARM的低成本、高性能的嵌入式微小无人机飞行控制系统的整体方案。

详细介绍了控制系统的总体构成以及硬软件设计方案包括传感器模块、视屏采集模块、系统核心控制功能模块、无线通信模块、地面控制和数据处理模块。

实验结果表明该设计结合嵌入式实时操作系统保证了系统的高可靠性和高实时性能满足飞行器起飞、悬停、降落等飞行模态的控制要求。

[关键词]ARM四旋翼自主飞行器控制系统。

Autonomous control system for the quadrotor unmannedaerial vehicle based on ARM processors Abstract In order to change the conventional control of four—rotor unmanned aerial vehicles using microcontroller as the processor a solution of flightcontrol system based on embedded ARM was presented which is low-cost,small volume, low power consumption and high performance. The purpose ofthe work is for attending the National Aerial Robotics Competition. The mainfunction of the system the hardware structure and the software design werediscussed in detail including the sensor module the motor module the wirelesscommunication module With embedded real time operating system to ensurethe system’s high reliability and real-time performance the experiments resultsshow that the requirements of flight mode are satisfied including taking ofhovering and landing and so onKey words ARM four-rotor unmanned aerial vehicles control system5 of the control signals 1 四旋翼飞行器的简介 1.1题目综述微型飞行器MicroAir Vehicle/MAV的概念最早是在上世纪九十年代由美国国防部远景研究局DARPA提出的。

基于ARM+FPGA的数字交流伺服驱动器设计

关键词：伺服驱动器；数字化；矢量控制；操作系统；位置控制中图分类号：TP275 文献标识码：A DOI：10.19457/j.1001-2095.dqcd20409
Design of Digital AC Servo Driver Based on ARM and FPGA ZHI Menghui1，2，YIN Quan1，LÜ Songlei2，HUA Qiang2
Abstract: To alleviate the problems of large dispersion，high zero drift and low reliability of analog servo driver，a design scheme of high-performance digital AC servo driver was proposed. In the scheme，the hardware architecture of ARM and FPGA was adopted based on the traditional analog servo driver，and the function and control algorithm of the novel driver were designed combined with the idea of centralized control modularization. This scheme can not only exploit the advantages of digital control in control accuracy and control method to the full，but also ensure the stability of servo driver. The test results show that the AC servo driver based on ARM and FPGA has the characteristics of fast dynamic response，high reliability，good real-time performance and strong anti-interference ability.

《基于ARM的伺服控制器研发》

《基于ARM的伺服控制器研发》一、引言随着工业自动化水平的不断提高，伺服控制系统在制造业中扮演着越来越重要的角色。

为了满足工业的高精度、高速度和高效率的要求，基于ARM的伺服控制器研发成为了当前研究的热点。

本文将介绍基于ARM的伺服控制器的研发背景、意义、研究现状以及本文的研究内容和方法。

二、研发背景与意义伺服控制系统是一种用于精确控制机械运动位置、速度和加速度的系统。

在制造业中，伺服控制系统广泛应用于各种自动化设备中，如数控机床、机器人、自动化生产线等。

随着工业技术的不断发展，对伺服控制系统的性能要求越来越高。

基于ARM 的伺服控制器具有高性能、低功耗、高集成度等优点，可以有效地提高伺服控制系统的性能，满足工业生产的需求。

三、研究现状目前，国内外对于基于ARM的伺服控制器的研发已经取得了一定的成果。

在硬件方面，研究人员通过优化电路设计、选择高性能的处理器和存储器等措施，提高了伺服控制器的处理速度和精度。

在软件方面，研究人员通过优化算法、改进控制策略等措施，提高了伺服控制器的控制精度和响应速度。

然而，仍存在一些问题和挑战，如如何进一步提高控制精度、如何降低功耗等。

四、研发内容与方法1. 硬件设计基于ARM的伺服控制器硬件设计主要包括处理器选择、电路设计、存储器选择等。

处理器选择要考虑处理速度、功耗和集成度等因素；电路设计要考虑到信号的稳定性和抗干扰能力；存储器选择要考虑到存储容量和读写速度等因素。

此外，还需要考虑散热设计、电源管理等其他因素。

2. 软件设计软件设计是伺服控制器研发的核心部分。

主要包括控制算法的选择和优化、控制策略的制定和实现等。

控制算法的选择要根据实际需求和系统性能要求进行选择，如PID控制算法、模糊控制算法等。

控制策略的制定要考虑系统的稳定性、快速性和精度等因素。

此外，还需要考虑软件的可靠性、易用性和可维护性等因素。

3. 实验与测试实验与测试是验证伺服控制器性能的重要环节。

通过对伺服控制器进行静态和动态实验，测试其性能指标，如响应速度、控制精度、稳定性等。

伺服精压机控制系统研发及成形工艺库实现

伺服精压机控制系统研发及成形工艺库实现摘要：伴随生命周期的降低，客户需求的多元化，新型材料跟新科技的飞速发展，对加工设备的工作方式、动态性能制造工艺适应能力的需求不断提升。

但传统式生产设备工作方式单一化，制作工艺适应能力差，无法满足智能制造业对材料成型工艺操纵。

科学开发数据信息、信息内容智能化的加工设备则是发展的趋向。

关键词：伺服精压机；控制系统；成形工艺库1伺服压力机的国内外发展现状交流伺服电机具有输入信号控制、响应速度快、定位精度高、特性靠谱、响应速度快、负载能力高的特性。

额定扭矩还可以在额定值速度内导出来，这也是生产设备的绝佳推动源。

因而，交流伺服技术的发展生产设备中的运用是可持续的，冲压加工交流伺服技术的发展大大提升了其运行特性和加工工艺高效率。

直流伺服电机电机功率始终不大，这限制他在重型设备中的运用。

伴随着大空间伺服电机的提高，由于伺服驱动技术的众多优势，世界各国学界和生产商增强了对伺服驱动技术的探索。

1987年，美日互相交换100台伺服电机控制kn折弯机，这一行为下的伺服压机被称之为第一台商业伺服压机。

自20世纪90年代初之后，美国和日本致力于科学研究重型机械设备传动技术的巨变，俄亥俄州立高校工程实验室Yossifon和Shivpuri使用交流伺服电机控制滚珠丝杠或曲柄连杆，通过多杆机构将电机的回转运动转化成滚轴的直线运动)，生产制造木模板设备及300kN双动力冲压机。

除此之外，直流伺服电机直接驱动曲柄滑块冲压机床，滚桶速率还可以根据五金模具设计方案而改变。

2伺服精压机控制系统方案设计2.1直流伺服电机精压力机工作原理和设备伴随交流伺服技术性的不断完善，直流伺服电机在生产设备中的运用越来越广，严重影响不可以调整生产设备运行特性的不足，使生产设备更高效，大大提升了其运行特性制造工艺适应能力；简化加工设备的机械系统，降低成本能源消耗，提高工作效率；推动组装省时省力，减少机器设备维护费用。

伺服控制器在压力机控制中的应用

伺服控制器在压力机控制中的应用伺服控制器是一种用于精密运动控制的电子设备，被广泛应用于各种自动化系统中。

在压力机控制中，伺服控制器可以发挥重要作用。

本文将探讨伺服控制器在压力机控制中的应用，并分析其优势和潜在的问题。

首先，伺服控制器在压力机控制中可以提供精确的运动控制。

压力机通常用于对金属材料进行弯曲、冲击或挤压等加工过程。

这些过程要求对压力机的速度和力度进行精确控制。

伺服控制器通过实时监测和调整电机的转速和力度，可以实现精确的运动调节，确保压力机在不同的工作条件下都能保持稳定、高质量的加工效果。

其次，伺服控制器具有高度的灵活性和可调性。

压力机在不同的加工任务中可能需要不同的运动速度和力度。

传统的控制方法往往需要更换机械部件或者手动调整参数来实现不同的控制要求。

而伺服控制器可以通过编程或者自适应控制算法来调整运动参数，从而在不同的工作条件下实现灵活、可调的运动控制。

这种灵活性和可调性不仅提高了生产效率，还降低了改造设备和机械部件的成本。

另外，伺服控制器还可以提供快速、精确的响应。

压力机在加工过程中可能会遇到突发情况，例如物料突然阻塞或者需要紧急停机。

传统的控制方法对于这些情况往往无法及时做出反应，可能造成设备损坏或者生产线停滞。

而伺服控制器具有快速响应的特点，可以在几毫秒内对突发情况做出反应，从而及时停机，保护设备的安全性和稳定性。

然而，伺服控制器在压力机控制中也存在一些潜在的问题。

首先，伺服控制器的设备和维护成本较高。

相比于传统的控制方法，伺服控制器的设备和维护成本相对较高，对于一些中小企业而言可能造成一定的压力。

其次，伺服控制器的复杂性也对技术人员的要求较高。

伺服控制器的安装、调试和维护都需要熟悉该设备的专业知识和技术技能，这对企业来说可能需要额外的培训和投入。

综上所述，伺服控制器在压力机控制中具有广泛应用的潜力。

它可以提供精确的运动控制、高度的灵活性和可调性以及快速、精确的响应。

然而，一些成本和技术方面的限制可能对企业造成一定的困扰。

大型伺服压力机的控制系统设计PPT课件

1 上梁 2 行星齿轮减速器 3 上肘杆 4 连接平衡块 5 盘式永磁同步伺服电机 6 联轴器 7 第一螺母 8 螺杆 9 上连杆 10 第二螺母 11 下连杆 12 下肘杆 13 滑块
图7
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方案七
该传动系统，采用行星齿轮减速器、上梁和肘杆之间的对称摆杆增力机构、双肘杆增力机构等三级增力机构，能提供大的放大倍数，增力效果明显，有效增力行程大；单根左右旋丝杠水平放置，减小了压力机的高度，整体结构尺寸较小；滑块行程大，工作行程具有快速进给，慢速成型的特点，空行程具有“急回特性”，工作效率高；采用对称结构，消除了偏载。
2008年11月，上海交大与齐二机床集团有限公司联合研制成功200吨 “H2S200型交流伺服压力机”，具有完全自主知识产权，将液压机的灵活性与机械压力机的高效率优点有机结合起来，可以适应不同的冲压工艺要求。
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1.2 伺服压力机国内现状
陆永辉、卢宗武、张策等人分别采用了混合驱动机构，用伺服电机与常规电机混合驱动压力机。在这种方案中，常规电机用来传递主要动力，而伺服电机则通过调整五杆机构来控制滑块的位移，以此可以实现冲压工艺的调节。
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1.1 伺服压力机国外现状
日本会田(AIDA)公司采用了自己开发的伺服马达和CNC控制系统推出了 NSl．D型的伺服压力机。其产品NSI．3000(D)的具体参数为：公称力3000kN，公称力行程6mm，正常模式下滑块行程长度400mm和滑块行程次数30次／分。
日本天田(AMADA) 通过将伺服电动机与曲轴构造巧妙结合，实现灵活的行程动作及在加工区域可以进行精确动作控制的数字伺服直接驱动装置。并于 2007年推出电动伺服压力机“SDEW2025”和“SDEW3025”。公称压力分别为 2000kN和3000kN。具备“振子”、“整形”、“重复”等7种运动模式。根据加工对象选择运动模式，可进行高精度、稳定的加。此外，可增加用于在总公司与工厂间交换程序及各种数据的网络功能，还准备了收集生产数据的“运转管理软件”，可以管理运动方式、模具、工件、外围装置、图像之类的数据。

基于ARM与FPGA的伺服控制电路设计

Ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｆｌｏｗｈａｓｂｅｅｎｇｉｖｅｎ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｌｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｉｔｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙ，ｓｉｍｐｌｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，
杨洋赵春璋
（１．东北电力大学信息工程学院吉林１３２０１２；２．国网国际发展有限公司北京１００１２Ｏ）摘要：根据伺服控制系统对阀门伺服电路性能的要求，针对目前伺服控制电路中存在的电路结构复杂及控制实时性较低等问题，在基于传统伺服电路设计的基础上，采用最新推出的相关功能芯片，设计了以ＡＤ６９８作为差动式位移
的优点，可以实现控制系统对伺服阀驱动功率，测量精度和稳定性等的设计要求。
关键词：伺服控制；电路设计；性能提升；ＦＰＧＡ；ＡＲＭ．中图分类号：ＴＮ８７４文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：５９０．３０

基于ARM的温度控制系统的设计.

基于ARM的温度控制系统的设计摘要：本文设计了一种温度控制系统，它基于三星公司生产的ARM7内核的S3C44B0，以Pt100热电阻采集温度信号，通过RWB温度变送器和A/D转换获得实际温度值，同时通过LCD实时显示；通过调整脉宽调制的占空比，控制加热电路继电器的通断时间，实现温度的闭环控制。

文章介绍了该系统的构成原理，实现流程，并重点介绍了PID自整定算法的原理和实现，给出了部分应用电路。

此温度控制系统应用于热电仪，实际应用表明，系统稳定、可靠，满足了热电仪的温度控制要求。

关键词：ARM；温度控制；PID；自整定Abstract: A temperature control system is designed, which is based on the S3C44B0 of the Advanced RISC Machine (ARM) produced by the Samsung. Using Pt100 to measure the temperature, the real value is gotten through RWB temperature converter and A/D transformation and displayed by LCD meanwhile. The system is under the closed loop control with the heating circuit relay’s opening or closure which is decided by the PWM. The system component principle and the flow realization is introduced, some application circuit is provided, emphasize the PID self-turning theory and method. The temperature control system is designed for the thermoelectricity instrument. The experimental results show that it is safe and reliable, and meet the demand of the thermoelectricity instrument.Key words: advanced RISC machine; PID; temperature control; self-turning1 引言处在温差条件下的矿物，对外表现为温差热电势E，温差一定时，E达到一平衡值。

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ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＳｅｒｖｏＰｒｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＡＲＭ
ＺＩ－ＩＡＯＹｉｎｇ－ｃａｎ
（ＲａｐｉｄＰｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇＣｅｎｔｅｒ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈｎａ４３００７４Ｃｈｉｎａ）
赵英灿
（华中科技大学快速成形中心，湖北武汉４３００７４）
摘
要：本论文针对伺服压力机冲压工艺特征要求，研制一种变速压力机的驱动系统。该系统采用永磁无刷直流电动机取代传统的异
步电动机做主传动装置，建立了基于ＡＲＭ的数字伺服电机控制系统，对系统相关软硬件及其构成进行了详细设计和分析，
１引言
随着制造业朝着生产规模化、产品个性化的方向
发展，产品型号变化加快，生产批量相对变小，多种型号
的压力机数字控制系统，对提高材料加工技术的水平和加工装备的数字化能力具本结构及对控制系统的要求与传统压力机比较，伺服压力机取消了原有压力机的飞轮和离合器，保留了曲柄滑块驱动机构，其传动系统采用一级齿轮减速系统，将其运动和动力传递给压力机的曲轴，由曲轴的转动实现压力机的往返运动。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｓｅｒｖｏｐｒｅｓｓ，Ｔｈｅｄｒｉｖｅｓｙｓｔｅｍｏｆｖａｒｉａｂｌｅｓｐｅｅｄｓｅｒｖｏｐｒｅｓｓｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｕｓｅｓａＰＭＢｒｕｓｈｌｅｓｓＤＣｍｏｔｏｒｔｏｒｅｐｌａｃｅｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒ．ＡｎｄｂｕｉｌｄｓａｎＡＲＭ — ｂａｓｅｄｄｉｇｉｔａｌｓｅｒｖｏｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｄｅｓｉｇｎｓａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｅｓｏｆｒｅｌａｔｅｄｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｎｄ
ｉｔｓｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｐｌａｎｎｉｎｇｏｆｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅ
行业应用与交流
ｎｄｕｓｔｒｉａｌＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＣ０ｍｍｕｎｉｃａｔｉＯｎｓ
自动化技术与应用２０ｌ３年第３２卷第５期
基于ＡＲＭ的伺服压力机控制系统的研究
ｓｅｒｖｏｐｒｅｓｓａｔａｖａｒｉａｂｌｅｒａｔｅａｎｄｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｕｒｖｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｒｖｏｐｒｅｓｓ；ＡＲＭ；ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ；ｖａｒｉａｂｌｅｓｐｅｅｄ
化都促进了锻压设备行业的重大变革。在需求的推动下，目前，世界上出现伺服电机直接驱动的伺服压力机，能够满足塑性加工、难成形材料成形、复杂形状零件成
结合计算机上位机的工艺规划，可实现对压力机滑块变化速率和运行曲线的控制。关键词：伺服压力机；ＡＲＭ；控制系统；可变速度中图分类号：ＴＰ２９文献标识码：Ｂ文章编号：１【）【】３ —７２４１（２０１３）０５ — ００７３ — ０４
同时，伺服压力机对控制系统有更高的要求，一般
共线生产、覆盖件大型化，一体化的趋势日益明显，要求压力机不仅能够高速度、高精度、大负载的运转，而
且应具有更大的柔性，能迅速、方便地改变输出运动规
律。以上这些不断提高的加工工艺和生产条件的多样