基于CCD的伺服纠偏系统的设计与实现

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纠偏控制在包装、印刷行业中起着非常重要的作用,本论文采用线阵CCD光电传感器和永磁同步伺服系统为执行机构进行检测与控制,研究设计了一款高精度、通用性强的纠偏控制系统,并对一些关键的环节进行了理论研究和实践探讨。首先,本文结合国内外纠偏控制器发展状况介绍了纠偏控制系统的优势及其存在的难题,分析了纠偏控制系统的组成以及各个环节的原理,通过对比分析各种传感器以及执行机构的优缺点,选用CCD和永磁电机来设计纠偏控制系统,并对系统受到的扰动进行了详细分析,通过对系统的各个环节分析,建立了系统的传递函数模型。然后介绍了CCD传感器的原理,设计了CCD传感器的硬件,针对CCD传感器采样数据所受到的干扰,提出了基于IIR加权平均的滤波算法,很好的滤除了干扰,提高了传感器的精度。在执行器的设计中,介绍了矢量控制算法的原理及实现,针对纠偏控制系统要求执行机构能在抖动很小的基础上正常启动的要求,提出了基于卡尔曼滤波器的初始位置检测方法,并针对系统的供电电源,提出了功率因素矫正和电机控制系统的整合,大大提升了执行机构的性能。最后给出了系统的整体设计方案,采用CAN总线来进行传感器信息的传递,针对系统任务多的特点,采用了ARM7处理器以及uC/OS-Ⅱ操作系统来进行系统的调度,最后通过simlink平台对系统进行了仿真和验证。
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