基于DSP與FPGA的印花控制單元的研究.pdf

1、本文以獨立傳動式圓網(wǎng)印花機為背景，以提高圓網(wǎng)印花機的印花精度為目標(biāo)，設(shè)計和開發(fā)了基于DSP與FPGA的印花控制單元。全文包括總體方案設(shè)計，硬件設(shè)計，軟件設(shè)計，控制算法的分析、實現(xiàn)與仿真，以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化等內(nèi)容。 文中首先介紹了圓網(wǎng)印花機的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，以及DSP與FPGA在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用。然后，從獨立傳動式圓網(wǎng)印花機的體系結(jié)構(gòu)入手，闡述了圓網(wǎng)印花機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并對圓網(wǎng)印花機的跑花和錯花問題進(jìn)行了詳實分析，進(jìn)而提出了分

2、別基于DSP和FPGA的主從板結(jié)構(gòu)式印花控制單元的設(shè)計方案。其次，結(jié)合文中按模塊給出的電路原理圖，詳細(xì)敘述了基于DSP的主控制板的軟硬件設(shè)計，以及基于FPGA的伺服控制板的板級與芯片級設(shè)計，同時還對如何提高硬件的抗干擾能力和軟件的可靠性進(jìn)行了分析。 為實現(xiàn)圓網(wǎng)印花機的高精度同步控制，針對系統(tǒng)的運動特點，在分析圓網(wǎng)升降速過程中位置誤差的產(chǎn)生以后，設(shè)計了Fuzzy-PID復(fù)合型控制器作為系統(tǒng)同步控制的控制核心。該控制器能較好的解決系

3、統(tǒng)升降速過程中出現(xiàn)的誤差，同時保證系統(tǒng)正常運行時的高精度。文中根據(jù)FPGA芯片的特點討論了Fuzzy-PID復(fù)合型控制器的實現(xiàn)，并給出了其仿真結(jié)果。 本文還對現(xiàn)有印花控制單元進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，提出了SOPC的解決方案，同時提出了由FPGA構(gòu)成的系統(tǒng)向低成本ASIC系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的探討。最后，對應(yīng)用機器視覺技術(shù)開發(fā)圓網(wǎng)印花機的自動對花系統(tǒng)，應(yīng)用現(xiàn)場總線系統(tǒng)與工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)形成一體化的監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對印花生產(chǎn)全過程工藝參數(shù)的在線監(jiān)督、遠(yuǎn)