基于DSP的工业缝纫机数控改造

摘要

工业平缝机作为服装加工设备广泛应用于制衣制鞋等行业。传动机构是缝纫机的重要组成部分,其结构的优化和控制策略直接影响着整台机器的品质,但传统的机械传动式平缝机由于存在力矩小、噪声大、运动机构的同步性差等缺点,已不能满足生产加工的要求。本文在分析平缝机机械传动特性和控制方法的基础上,对工业平缝机进行全数控改造。
　　本文首先在分析工业平缝机传动机构的基础上,设计了基于DSP运动机构的数控改造方案。将整个运动机构独立拆分,去掉相关机械耦合器件,采用三台无刷直流电机分别驱动平缝机的针杆机构、送布牙机构和旋梭机构。其次,分析了无刷直流电机的工作原理及特性,建立了电机的PID控制数学模型。研究了PWM变频调速原理,设计了无刷直流电机控制系统,以TI公司的DSP28335为核心控制器,完成了功率主控电路、采样检测电路、电源电路、SCI串口通信电路、霍尔位置检测电路、光电编码器测速电路、A/D采样电路等的硬件设计。再次,研究了PID增量式控制算法,完成了控制系统软件设计,包括位置捕获模块、电流采样模块、延时换相模块、过流过压模块、转速检测模块、PWM变频调速模块、通信模块、速度控制器、电流控制器等的软件设计。最后,搭建了系统实验平台,对无刷直流电机进行了速度控制实验,利用LabVIEW所编译的上位机对转速实时检测,实验结果表明:当电机初始转速设定后,系统稳定时电机转速的跟随性良好,波形平稳、纹波小,证明了设计的无刷直流电机控制系统的可行性。

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1 绪论

1.1工业平缝机概述

1.2研究背景与意义

1.3工业平缝机的发展

1.4电机发展概况

1.5论文设计的主要内容

1.6 本章小结

2工业平缝机系统改造方案

2.1控制系统改造方案

2.2工业平缝机电机的选择

2.3无刷直流电机的特性

2.4无刷直流电机的PWM脉宽调制调速原理

2.5 基于DSP的电机控制系统方案

2.6本章小结

3 电机控制系统硬件设计

3.1 系统硬件平台

3.2电机控制系统设计

3.5本章小结

4 电机控制系统软件设计

4.1 DSP的系统开发环境和流程

4.2无刷直流电机控制程序设计

4.3转速的测量方法

4.4 PID电机控制算法设计

4.5上位机控制软件设计

4.6本章小结

5系统实验与结果分析

5.1 实验系统构成

5.2 实验结果及分析

5.3 本章小结

6 总结和展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

研究生期间发表的论文