喷墨印花设备中运动伺服系统的研究

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不同于传统印花技术,数字喷墨印花的特点是精度高、生产灵活、工艺简单而且环保。随着近年来计算机与信息技术、材料和先进制造等技术的发展和成熟,喷墨印花技术也有了极大的发展。  作为喷墨印花设备中的重要组成部分,运动伺服系统可以为喷墨印花设备中诸如分辨率、喷印速度等许多重要性能参数提供保证。本论文分析了运动伺服系统的功能,提出了一种以dsPIC为控制芯片的运动伺服系统的设计方案。  首先,根据喷墨印花设备的工作原理以及其对运动伺服系统的要求,提出了喷墨印花设备伺服传动系统的整体方案。解决了伺服系统中无刷直流电机控制的技术问题,如:功率驱动方法、换相方法、速度检测方法以及PID调速方法等,并介绍了有感和无感无刷直流电机不同的换相策略。  其次,根据运动伺服系统中实际传动及控制要求,对系统的机械部分进行了分析并介绍了同步带传动方案的设计、直线导轨的选型以及相关寿命计算。在硬件电路方面,设计了以dsPIC33FJ64MC706为控制芯片的无刷直流电机伺服系统的驱动及控制电路。控制电路主要包括:DSC芯片外围电路、电源模块电路、故障及复位电路,驱动电路包括:功率驱动电路和霍尔位置信号检测电路。  在机械传动单元和硬件电路单元的基础上完成对系统的软件设计,并对各个主要程序模块进行分析。详细介绍了各初始化程序、换相模块、信号检测模块以及PID速度控制算法模块的设计和实现。最后,对该伺服控制系统在MATLAB中进行Simulink仿真,得到了伺服驱动系统在仿真条件下的结果,与在实际装置上调试运行时测得的各项参数相同。  装置的运行结果表明,系统机械结构及软硬件设计均满足实际要求,具有良好的可靠性和稳定性。
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