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，設計和開發(fā)了基于DSP與FPGA的印花控制單元。全文包括總體方案設計，硬件設計，軟件設計，控制算法的分析、實現(xiàn)與仿真，以及系統(tǒng)結構優(yōu)化等內容。 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)控制領域中的應用。然后，從獨立傳動式圓網(wǎng)印花機的體系結構入手，闡述了圓網(wǎng)印花機控制系統(tǒng)的結構，并對圓網(wǎng)印花機的跑花和錯花問題進行了詳實分析，進而提出了分

2、別基于DSP和FPGA的主從板結構式印花控制單元的設計方案。其次，結合文中按模塊給出的電路原理圖，詳細敘述了基于DSP的主控制板的軟硬件設計，以及基于FPGA的伺服控制板的板級與芯片級設計，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，設計了Fuzzy-PID復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復合型控制器的實現(xiàn)，并給出了其仿真結果。 本文還對現(xiàn)有印花控制單元進行了結構優(yōu)化設計，提出了SOPC的解決方案，同時提出了由FPGA構成的系統(tǒng)向低成本ASIC系統(tǒng)轉化的探討。最后，對應用機器視覺技術開發(fā)圓網(wǎng)印花機的自動對花系統(tǒng)，應用現(xiàn)場總線系統(tǒng)與工業(yè)以太網(wǎng)技術形成一體化的監(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