基于DSP人造金刚石压机智能控制系统设计

来源 :东华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangjinshui6699
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
人工合成金刚石技术是利用超高压、高温技术来人工合成金刚石晶体的新兴技术。六面顶压机作为其中的主要生产设备,其质量的优劣和控制精度的高低直接影响着人造金刚石的品质。在六面顶压机的控制系统中,位移控制精度决定了压机的对中性和同步性,影响到金刚石的生长和设备安全;压力和温度控制精度决定了金刚石的质量和产量。近些年来,我国人工合成金刚石技术发展迅速,总产量位居世界前茅,在设备上与国外的差距不大,但由于压机控制技术落后的原因,产品质量普遍较低,缺乏国际竞争力。所以,对六面顶压机控制系统的改造尤为迫切。本课题就是在此背景下,对控制系统进行了研究和改进,提出了一些新的方法和见解,主要研究工作及效果如下。   1.介绍了金刚石压机的结构组成和工作原理,并分析了目前国内几种压机控制模式的优缺点。针对国内压机控制方法的不足,本文提出了一种新型压机控制模式-基于DSP的智能控制模式。这一方案充分利用DSP的高速处理能力来实现智能算法的大量数据处理,使系统具有很好的控制效果。   2.进行控制系统的硬件设计。详细介绍了系统硬件电路的各个模块:信号调理、过零检测、工艺参数显示、工艺参数设置、开关量负载驱动、晶闸管触发以及系统电源。系统通过控制晶闸管的移相角来实现保压和保温控制,与以往的继电器控制系统相比,这一方案使被控变量能很好地跟踪给定的工艺曲线。晶闸管驱动采用全数字方式触发,从而具有了很好的抗干扰性。另外,电压和电流信号均通过信号隔离变压器调整为DSP要求的电压范围,同时也起到了信号隔离的作用。在信号输出端都采用了光电耦合器件,增强了系统抗干扰性。   3.进行控制系统的软件设计。为了便于编程调试和代码维护,软件部分采用模块化设计,按照功能划分为八个模块:系统初始化、数据采集及滤波、位移控制、压力控制、温度控制、工艺参数设定、LCD显示、故障处理。根据系统的实时性要求合理分配了系统的中断程序及各自的优先级,并详细分析了各软件模块的控制流程。其中,重点讨论了位移、压力和温度控制,并对保压和保温控制提出了新型的智能控制算法,给出了控制算法的软件实现。   4.详细分析了压力和温度控制的特点,基于各自的特点分别提出了混合模糊PID控制和模糊自适应PID控制算法,这些算法能很好地解决保压和保温控制中存在的问题。针对压力和温度系统模型,在MATLAB中进行算法仿真,从实验结果可以得出,新提出的智能算法具有很强的自适应能力,能很好地满足高精度。   5.在DSP控制板上进行了实验调试,测试了系统的AD转换精度、过零点检测精度。最后,对本文所做的工作以及实验结论进行了简短的总结。提出了需要继续完善的地方,以作为后续研究工作的参考。
其他文献
漏磁场存在于变压器中,和变压器的容量成正比,当容量增大时,增大的漏磁场在金属部件中引起的涡流损耗也增大,甚至可能由此而引发某一部位的过热,加快绝缘老化、分解变压器油速度加快,使得变压器的可靠和安全性受到影响。因此,对于大容量变压器,更应该采用商业软件对其内部的漏磁分布和金属部件中的涡流损耗进行详细精确的计算分析,以便确定变压器的内部结构及金属结构件的材料、屏蔽方式等,防止出现局部过热现象。本文内容
经济的快速发展带来了一系列的环境、能源问题,寻找替代化石能源的理想清洁能源迫在眉睫,太阳能分布广泛、清洁绿色,成为有效的替代能源。太阳能光伏发电并网对电网供电进行补充
电阻率是半导体材料最重要的特性参数之一,通过对其测量,可以掌握样品中杂质浓度的分布情况。因此,在半导体工业中,必须快速、准确地对硅晶圆片电阻率进行测量和分档。 本文首
风力发电是当今世界发展最为迅速得可再生能源。在中国,风力发电潜力巨大,发展迅猛,多地建设了大型的海上及陆上风电场。但是由于风能的随机性、波动性以及不可控性,大规模的风电接入可能给电网带来谐波污染,电压波动及闪变等问题。针对大规模风电并网带来的问题,国内外提出了如风电与水电、太阳能、柴油机、储能等多种能源互补系统,以减少和消除其对电网的不良影响。相对于以上几种互补能源,燃气电厂具有启停迅速,调节速度
随着我国经济的发展,电网的不断建设,空中走廊越发紧张,因此不同电压等级线路并排架设的情况越来越多。但是由于不同电压等级多回线运行方式复杂,且电压等级不同,线路参数不