触觉显示实验装置振子的驱动与控制

摘要

触觉显示装置是一种重要的人机接口装置，作为下一代虚拟现实技术已成为国际上的开发热点。相应实现触觉显示功能的驱动和控制方法有待开发。 本文首先介绍了国内外触觉显示实验装置研究现状和发展趋势。讨论了目前研究报道还很少的驱动和控制技术，并介绍了几个典型的驱动和控制方法。基于这些分析，本文针对一种触觉显示实验装置，设计出驱动和控制系统，并通过实验验证系统的完整性、可行性。 本文驱动和控制系统是基于TMS320F2812的DSP芯片设计的。首先利用F2812的芯片的PWM输出功能，针对此实验装置，设计出16路控制信号，其中包括6对互补控制信号和4路可单独控制信号，可以对实验装置的8个电机进行单独的控制，同时设计同步控制程序。为了减少干扰，PWM信号经过光耦隔离后接入驱动电路。驱动部分是基于L298芯片的电机驱动电路设计，针对触觉显示实验装置的电机进行驱动。为了使上位机能很好的对电机进行控制，本系统设计串口通信，利用VB软件设计出控制界面，设计出对每个电机的控制包括占空比的输入，启动和停止控件。 最后，本系统结合触觉显示实验装置针对人的触感进行了实验。实验证明本次设计可以达到所需实验目的，并且控制方便。为计算机生成较复杂的振子群触觉激发模式控制振子振动提供了硬件的可能。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1 触觉显示的概述

1.2 触觉显示实验装置研究现状

1.3 课题来源、选题的背景和研究意义

1.4 论文研究内容与目标

1.4.1研究内容

1.4.2研究意义

1.5 本章小结

第二章 触觉显示实验装置的驱动和控制现状研究

2.1 触觉显示试验装置的驱动器比较

2.2 触觉显示装置控制的国内外研究现状

2.2.1单片机控制

2.2.2复杂可编程逻辑器件(PLD)控制

2.3 本实验装置控制和驱动简介

2.4 本章小结

第三章 控制系统的硬件设计

3.1 控制系统的硬件设计的总体结构

3.2 控制部分硬件原理

3.2.1数字信号处理器(TMS320F2812)

3.2.2控制部分硬件原理

3.3 驱动电路设计

3.2.1 L298芯片原理简介

3.2.2基于L298N的控制电路设计

3.4 功率驱动电路与控制电路的隔离设计

3.5本章小结

第四章 系统软件设计

4.1 引言

4.2 DSP软件开发

4.2.1使用CCS2.0开发应用程序的步骤

4.3 DSP的C语言开发

4.4程序设计思想

4.4.1控制程序的功能

4.4.2程序模块的划分

4.5 功能模块的实现和流程图

4.5.1主程序

4.5.2 PWM产生程序

4.5.3 串口通信子程序

4.6 软件的可靠性设计

4.7 本章小结

第五章 实验结果

5.1控制界面的设计

5.1.1 控制界面的程序设计

5.2实验数据

5.3本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文及专利

作者在攻读硕士学位期间所做的项目

致 谢