危化品仓库堆垛安全距离的精确扫描定位监控算法的研究

根据危化品仓库码垛安全距离需要精确监控的需求,设计开发了一种精确扫描定位装置,将仓库划分为若干网格,对每个监测面测距扫描,获得每一个点的距离值和角度值,根据对应点是否与安全状态数值一致来判断堆垛的安全状态。硬件由控制器、细分驱动、步进电机、涡轮螺杆、工作台等组成。电机定位控制采用指数型加减速算法和闭环反馈调节相结合的控制算法,首先获得一个起跳频率,经过加减速控制阶段,到达目标位置附近,之后进入反馈调节阶段,控制步进电机到达指定位置。指数型加减速算法降低了启动和停止时加速度突变大小,避免了由于步进电机频率变化过快引起失步和堵转。实验结果表明,该装置及算法运行稳定,定位精度在 0.022度左右,定位精度高,满足仓库安全距离扫描监控的精度要求。     

基于单片机的亥姆霍兹线圈磁场分布测量装置的研制

介绍了设计制作的基于AVR单片机的亥姆霍兹线圈磁感应强度分布测量装置。单片机统一协调和控制整个系统的工作,步进电机和丝杆控制霍尔元件的移动,A/D芯片将霍尔电压转换为数字信号,通过USB接口传输到上位机,上位机计算磁感应强度,并画出磁感应强度分布曲线。装置工作稳定,测量结果与理论值符合较好,可用于学生实验或演示实验中。     

基于上位机控制的电焊机遥控操作系统的设计

针对目前采油厂普遍使用的直流电焊机在焊接过程中,需要根据金属质地的不同改变焊接电流大小,同时受空间限制,特殊工况下手工操作不便等问题,对基于上位机控制的电焊机遥控调整焊接电流外加装置进行了研究,提出了一种基于低功耗微处理器MSP430F149控制的无线射频遥控调流装置,该装置由电焊机控制端(下位机)和手持遥控端(上位机)两部分组成.手持遥控调流装置由微处理器MSP430F149,无线通信模块(nRF905),按键电路,显示模块,稳压电源及外围电路组成.电焊机控制装置由微处理器MSP430F149,直流电焊机,环境参数传感器,无线通信模块,稳压电源,有线无线转换开关及电流调节模块组成。实现了直流电焊机工作参数的远程调控,能够节约焊接施工的时间和人力成本,扩展焊机的使用场合。     

基于MSP430F149的激光光斑自动测量实验设计与实现

设计了刀口法激光光斑自动测量系统,采用MSP430F149单片机控制步进电机带动刀口自动扫描,同步采集光电探测器信号并传入控制计算机,利用LabVIEW语言开发"人机交互界面",借助Matlab Script节点对数据进行分析得到光斑尺寸参量,实现了激光光斑尺寸的实时测量显示和程序化处理.     

步进电机的微机控制

步进电机是一种电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电磁机械装置,目前已广泛用于各类工业仪表及自动化装置的开环数字系统,进行数模转换,速度控制,精确定位等,其输出转矩大,可直接带动较大的负载。     

螺旋天线步进电机控制系统仿真及运行曲线优化

为实现机械相控阵列天线的波束扫描,采用步进电机驱动螺旋天线单元转动来达到预定的辐射相位。为了优化步进电机的开环控制,研究运行曲线对步进电机控制性能的影响,提高步进电机控制速度和精度。根据步进电机及控制系统的工作原理,建立了基于Simulink的步进电机开环控制系统仿真模型,并在此基础上对梯形和抛物线两种运行曲线进行了仿真研究。仿真结果表明,该仿真模型能精确实现两种运行曲线对步进电机的控制,在100 ms的控制周期内,采用梯形运行曲线步进电机的最大无失步转动角度能够达到270°,而采用抛物线运行曲线时其转动角度能够达到360°,抛物线运行曲线在开环控制系统中具有更高的控制速度。     

基于STM32F4的电机控制系统设计

为改善步进电机堵转、失步、超步等问题,提高步进精度,使步进电机能够快速准确定位,提出基于STM32F4微控制器的步进电机控制系统设计。通过改变PWM输出定时器的预分频值控制电机转速,直线阶梯形升降速算法实现调速;采用DMA方式控制电机脉冲数量,实现位置精确控制。实验以及实际应用情况表明,阶梯形升降速算法以及DMA方式位置控制算法能够满足一般要求,系统误差为±0.01度。系统精确度高、性能可靠、扩展性强,具有较高的应用价值。     

基于PLC 驱动的步进电机的HL-2A 装置孔栏位移控制系统的设计与实现

为了实现HL-2A 装置孔栏位移自动控制,根据步进电机的应用原理,设计了孔栏位移自动控制系统。选用两相混合式步进电机,采用S7- 300PLC 作为主控制器,FM453 作为步进电机的定位模块,实现了对孔栏步进电机的驱动、控制与检测。同时完成了与上位机的通信,实现了对HL-2A 装置孔栏位移设置和数据显示等功能。     

微机在物理实验中的应用：第六讲 应用举例

例1.应用游戏接口逻辑电平输出端AN0～AN2控制步进电机的转动步进电机是一种将电脉冲信号变换为角位移的控制电动机。一般使用配套驱动电源,其中具有脉冲分配器,使得步进电机的角位移量与输入脉冲数成比例。当输入一个脉冲时,步进电机旋转一个θ角。如输入N个脉冲时,则旋转N×θ角度,且在时间上     

γ谱仪测量系统样品旋转装置研制

利用球体随机旋转性好的特点，将包装样品的容器装入球内并放在样品旋转台中，在两台速度不同，方向垂直的步进电机带动下，球在旋转台上随机转动，实现对包装容器内的样品进行连续随机扫描，以达到减小由于包装容器的非均匀性对测量结果的影响，样品旋转装置由球面板、四根支柱，底座、步进电机及步进电机控制电路组成。采用两台型号为５７ＢＹＧ５０３的步进电机驱动球体旋转，步进电机控制器可对两台电机进行单独控制，并具有正反转功能，其转速分为２、５、８、１２、１６、２０转／ｍｉｎ六档，可连续长时间工作。     

Ultrasonic actuators for nanometre positioning

This paper deals with ultrasonic motors based on bimodal plate vibrations and their application to nanometre resolution stepper positioning systems. The concept of a linear ultrasonic motor drive capable of nanometric steps, long-range travel and reversible controlled motion is presented. The motor concept developed is based on the superposition of a longitudinal and bending vibrations of a rectangular resonator. The ultrasonic motor model based on system identification via discrete observations and prediction has been developed for control applications. The control algorithm for ultrasonic motors has been developed and theoretical investigations have been made. The open loop positioning system with designed stepper ultrasonic drive produced 10 nm resolution and 5% displacement repeatability. The system with computer controlled position feedback has shown 0.3 micron positioning accuracy over the 100 mm positioning range.     

基于MSP430F169和CPLD的综合报警平台设计

介绍了基于MSP430F169 混合数字信号处理器和EPM1270T144C5N 复杂可编程逻辑器件(CPLD) 而设计的综合报警平台系统。MSP430F169 混合信号处理器具有超低功耗、处理能力强、系统工作稳定等优点。EPM1270T144C5N 是一种具有144 只管脚的复杂可编程逻辑数字器件,可以实现同时对多个不同的设备报警信息采集与处理。该综合报警平台对HIRFL-CSR 上运行的各个分散的监测报警系统所产生的报警信息进行综合收集处理与报警,主要是先根据现有已上传到监测报警系统服务器中的原始数据进行条件判断,服务器根据判断结果发送相应的指令,MSP430 利用UART功能和网络协议转换器配合接收;然后MSP430把接收到的指令数据解析后送到CPLD 数据端口,由CPLD 控制连接的报警器,实现报警功能;也可利用CPLD 多管脚的优势,控制其他的现场设备。MSP430F169 内部的12 位ADC和DAC 模块可实现对现场设备的模拟信号的给定和回读。系统客户端的软件采用Microsoft Visual C++ 6.0 设计。该综合报警平台具有结构简单、响应速度快、稳定性好等优点,可实现单板对多种不同设备的控制与监测。A system of a comprehensive alarming platform based on MSP430F169 (a mixed signal microcontroller) and EPM1270T144C5N(a complex programmable logic device -CPLD) has been introduced in this paper. The system has the advantages of ultra-low power consumption, powerful processing ability and operating stably by using the MSP430F169. Meanwhile the EPM1270T144C5N is one of the complex programmable logic device which has 144 pins, and it was controlled by MSP430 to output or input the digital signals. The control system is charge for responding the alarming information from the scattered monitoring system which has running on the HIRFL-CSR. The duty of this system is to receive the commands which have been analyzed by server. The12-bit ADC and DAC module in the MSP430F169 can also read back the voltage of device or set the voltage to the specific device. The system’s client software is designed in the Microsoft Visual C++ 6.0 environment. The system has the advantage of a simple structure, fast response, good stability, and is able to monitor different running systems and devices in real time on one board.     

230 MeV超导回旋加速器磁场调节棒驱动系统研制

在230 MeV超导回旋加速器中,磁场调节棒及其驱动系统是束流调试的重要辅助装置。为满足束流对中和束流引出所需的磁场,设计并研制了16套磁场调节棒及其驱动装置。机械执行机构采用美国Thomson公司的精密直线执行器,其重复定位精度为±0.01 mm,位置传感器采用德国Novotechnik公司的直线位移电子尺,其重复精度为0.002 mm。此外,运动控制采用PLC加直线位移传感器负反馈闭环的方案。在实际工况下,系统定位精度达到0.05 mm,重复精度达到±0.02 mm,优于设计要求。此外,对该系统进行了静电放电测试、电快速瞬变脉冲群测试和浪涌抗扰度测试,结果满足医用电气设备电磁兼容标准YY 0505-2012/IEC 6060 1-1-2:2004的要求。该驱动系统的研制,克服了在强电离辐射、高磁场强度、狭小安装空间的特殊环境中达到高定位精度和高重复精度的难点,对优化束流的径向进动、减小加速区域的相干振荡振幅、提高引出区的束流引出效率等具有重要意义。     

Development of a Unique, High Precision Linear Motor Integrated Air Slide Table, and Its Application to Laser Beam Writers

This paper reports on the development of a unique, high precision linear motor integrated air slide table for precise positioning and its application to laser beam writers for photo-mask pattern-making. The air slide table takes advantage of the balance between the air bearing’s levitating and magnetic forces. A brushless linear motor and a high resolution linear encoder are integrated into the table. The unique construction of the device results in a very compact package with excellent accuracy. The basic characteristics of the air slide table are evaluated. The device is applied to a laser beam writer, which must be capable of rendering minute and precise patterns for photo-masking equipment. Examples are given including optical devices such as wave guides and Fresnel zone plates which were fabricated and evaluated. Experimental data is given to show that the Fresnel zone plate fabricated here can be used to focus a laser beam to the theoretical limit, just like a standard refractive lens.     

Micro-motor with screen-printed rotor magnets

The feasibility to develop mini- and micro-magnetic electro-mechanical systems (MEMS) has been evaluated by prototyping of a single-phase stepper motor. The main targeted application of such device is the watch industry needing micro-motors in huge quantities at low cost. The motor part that required the greatest efforts has been the magnet, which cannot yet be found in film layer. The screen-printing technology has been used for the production of NdFeB-based magnets whose properties have been characterised. The thick film magnets have been integrated in the stepper motor specially designed for this purpose. The whole motor has been characterised and conclusions are drawn on the possibility of producing thick film magnets for magnetic MEMS.     

图像检测螺纹的系统设计

基于视觉的图像处理技术逐渐成熟,将图像处理应用在工件检测中也被广泛认同;利用图像检测螺纹的技术和装置也不断被改进和完善。针对螺纹图像检测中连续性较低、精度不高的问题,设计了一种连续自动螺纹检测系统。在圆盘上均匀分配四个工位,由电机和分割器带动,实现螺纹检测过程的放置提取、工件判断、表面除杂以及图像采集四个过程;高精度工业相机获取的螺纹图像,应用Labview中Vision assistant模块,实现图像的几何畸变矫正、边缘检测、目标分割、图像标定、参数计算和检测。经过实验证明,该系统实现了螺纹检测的自动化,并且提高了螺纹检测的精度。