基于CAN總線空氣彈簧隔振基礎(chǔ)控制技術(shù)研究.pdf

1、超精密測量與超精密加工等領(lǐng)域?qū)Νh(huán)境振動(dòng)提出了嚴(yán)格的要求,防微振技術(shù)的作用日益明顯。作為隔振技術(shù)的重要分支,振動(dòng)控制手段的進(jìn)步和優(yōu)化為既有隔振技術(shù)的應(yīng)用保駕護(hù)航,尤其是針對多臺分散的隔振基礎(chǔ)集中控制或多層隔振系統(tǒng)聯(lián)合隔振的情況,更需要振動(dòng)控制手段的不斷更新和探索。本文基于現(xiàn)場總線CAN技術(shù),研制一套新型的隔振控制系統(tǒng),將被動(dòng)隔振方法和主動(dòng)隔振方法融于一套控制系統(tǒng)中。本文結(jié)合現(xiàn)有的隔振基礎(chǔ),詳細(xì)分析了隔振系統(tǒng)控制原理,并介紹了CAN總線特點(diǎn)

2、。由于本文控制對象復(fù)雜、傳感器分布較廣,為避免在信號傳輸上出現(xiàn)模擬信號的長距離傳輸,本文根據(jù)系統(tǒng)控制原理,結(jié)合CAN總線特點(diǎn),合理設(shè)計(jì)了系統(tǒng)控制核心的硬件部分,包括:中央控制器電路設(shè)計(jì);信號采集電路設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)振動(dòng)、位移和氣壓信號的采集;D/A、IO輸出電路設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)高度控制和主動(dòng)控制輸出功能。為解決傳統(tǒng)隔振控制系統(tǒng)擴(kuò)展能力差、資源利用率低、操作不靈活等缺點(diǎn),本文提出基于CAN總線隔振控制技術(shù):詳細(xì)闡述了包括組網(wǎng)、協(xié)議開發(fā)等關(guān)鍵技術(shù),對控

3、制系統(tǒng)故障檢測與恢復(fù)能力進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析,從而提高系統(tǒng)的可靠性,最后在中央控制器中引入μCOS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),完成中央控制器單元的嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),從而提高控制系統(tǒng)可擴(kuò)展性和實(shí)時(shí)性。針對高度控制,本文建立了高度控制數(shù)學(xué)模型,提出分級采樣、趨勢判斷方法跟蹤和逼近理論充排氣量大小,從而達(dá)到控制高度變化的目的;針對主動(dòng)控制,提出將PID控制算法植入DSP中央控制器并應(yīng)用于主動(dòng)控制,進(jìn)一步提高系統(tǒng)的隔振性能。最后,本文對控制系統(tǒng)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)