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  • 【论文】 基于CAN总线的多轴机械手控制系统开发

    作者:朱立琼 关键词:CAN总线 ; 多轴机械手 ; 控制 ; UC-OS系统 机构:宁波大学 ; 宁波大学 年份:2017
    摘要:目前市场上的运动控制器依据不同的原则有不同的分类。按照运动控制器的核心技术方案,主要有基于模拟电路型、基于微控制单元型、基于可编程逻辑(FPGA/CLPD)型、基于数字信号处理(DSP)型等;按照运动控制器的系统结构,可分为基于总线的运动控制器和独立应用的运动控制器以及混合型的运动控制器。目前机械手处理器主要基于单片机、ARM、DSP等三种类型处理器、内核系统主要采用嵌入式系统UCOS、Linux等,界面系统一般采用Wince、安卓等。本文设计了一种机械手控制器,基于CAN总线分布式系统设计,使用STM32F407处理器,再加上UCOS内核系统。它包括UCOS最小系统、CAN/485总线收发隔离电路、多路状态信号隔离输入电路、多路控制信号隔离输出驱动电路、掉电保存电路,所述输入设备信号以及由多路状态信号隔离输入电路取得的多个机械手开关信号,输入到核心处理器,核心处理器进行数据计算处理通过输出接口电路输出控制信号,传输至各隔离输出驱动电路的信号输入端,各隔离输出驱动电路放大输出的控制信号之后与机械手的相应电动执行元件连接。为了提高多轴机械手在作业过程中的准确度和速度,同时提升其灵活性,本文在分析国内外机械手作业和机械手控制系统设计难点的基础上,并结合实际考察,主要针对多轴机械手多点定点作业时的S曲线速度轨迹规划问题,高精度的位置定位问问题,基于CAN总线与CANoepn协议分布式系统设计问题、基于UCOS嵌入式系统的控制系统架构问题以及多轴机械手控制系统中人机交互环节通讯协议设计等问题进行了细致的研究。
  • 【论文】 基于汽车电子制动系统的CAN总线通信研究

    作者:张钊 关键词:汽车 ; 电子机械系统 ; CAN总线 ; 通信 机构:西安电子科技大学 ; 西安电子科技大学 年份:2017
    摘要:当前,在飞机的制动方面,主要使用了电子机械控制系统。近年来,随着汽车技术的不断发展,电子机械制动系统逐渐在汽车领域得到了更加广泛地应用。该制动系统主要包括了通信模块、传感设备、制动设备以及制动操作设备等主要模块构成。相对于以往广泛使用的液压自动系统,电子机械制动系统最大的特点是执行制动的操作设备不同,在电子机械制动系统里,执行制动操作的设备主要包括运行转换器、减速机构、电机等设备构成,而传统的液压制动系统里,负责执行制动的主要设备包括制动盘、自动轮缸等设备。电子机械自动系统具有制动效果明显、反应快速等优点。它的理论基础是,传感设备负责搜集制动信号,并将其传递给中心控制器,中心制动器计算出制动力的大小,然后借助总线将制动力的信息传递给减速机构和运转器,以此实现对制动机构的掌控。当前,电子制动系统在世界范围内得到了越来越广泛地应用,相关的理论研究也随之深入。不少专家学者从通信线路、控制算法以及制动执行等多个方面,展开了深入研究,希望可以通过研究将电子机械制动系统应用到汽车领域。对此,本课题主要探讨了电子机械制动系统的总线通信问题。最后得出结论:电子机械制动系统CAN网络能够应用于汽车,具有实时性、拓展性较好的特点。本课题研究的主要内容如下:首先,确定了在汽车制动方面使用电子机械制动系统时,CAN总线的详细应用计划。具体包括建立CAN拓扑结构网络、分派各个节点的名称和位置、确定各个节点的工作内容等。然后对当前汽车制动中使用的ABS系统特点进行了细致分析,并在此基础上确定了CAN网络的各个控制节点,包括车轮控制节点、执行控制节点以及发动机控制节点等,并据此建立了拓扑网络。然后依据相关的通信协议要求,确定各个节点的位置和名称,然后依据相关的参数管理制度确定各个节点的内容。其次,对在汽车制动方面使用电子机械制动系统的情况进行了CAN网络仿真。通过第一步工作,已经确定了CAN网络结构中各个节点的位置、名称以及报文内容,为了尽可能降低开发成本,缩短开发时间,有必要先使用相关软件系统对网络的效果先进行一次仿真实验。根据本课题的设计,该实验包括三个部分,第一部分是建立数据库,以此为汽车使用电子机械制动系统提供数据支持;第二部分是建立实验所需要的模型,第三部分是编写相关的程序来使得模型能够正常工作。完成这些工作后,展开了仿真实验,实验的结果显示,各个节点均能够正常工作,CAN总线的负载低于1%,属于较低水平,在汽车电子机械制动系统中总线具有较好的扩展性和时效性。接着,设计出了汽车电子机械制动系统的CAN电路图。在设计电路图时,首先确定了电机芯片、驱动芯片等多个关键芯片的类型,然后借助相关软件,设计出了控制芯片、中心节点以及电机驱动芯片的示意图。最后,设计了汽车电子制动系统的相关应用软件。先设计了MSCA控制器的初始化模块软件,依据总线频率设置了相关的时间参数;然后设计了数据处理软件,包括数据接受模块和数据的发送模块。在数据的发送中,由于需要数据寄存,因此对相关的功能进行了简要描述;之后编写了相关的报文发送程序。
  • 【论文】 一款DSP中CAN总线控制器的研究与设计

    作者:李浩 关键词:DSP ; 工业控制 ; CAN总线控制器 ; 仿真验证 ; 后端设计 机构:湘潭大学 ; 湘潭大学 年份:2017
    摘要:随着数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)在工业控制领域的广泛应用,人们对设备间数据传输的可靠性和稳定性的要求也变得越来越高。而控制器局域网(Controller Area Network,CAN)凭借其在自动控制方面独特的优势,从众多现场总线中脱颖而出,成为了世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN总线传输速率快,利用率高,抗干扰能力强的特点刚好能满足DSP对数据传输的要求。因此,将CAN总线控制器嵌入到DSP芯片中,是一种很有价值的系统组成方案。本文在对CAN2.0B协议深入研究的基础上,设计了一款16位DSP芯片中的CAN总线控制器外设模块。此款DSP芯片是面向工业控制领域而设计的,采用哈佛总线结构,具有6组内部总线,能够同时访问数据空间和程序空间。DSP芯片设计了4级流水线,支持多种寻址方式,包含一个32位的中央算术单元和一个16位的乘法器单元等,配置了丰富的片内外设,包括时钟模块、模数转换器、事件管理器、串行外设接口、串行通信接口、CAN控制器。本设计参照CAN2.0B总线协议,结合DSP芯片特点,首先完成了CAN控制器的整体结构设计,将CAN控制器划分为消息控制部分和CAN协议内核部分。为便于设计和验证,又将消息控制部分细分为寄存器模块,CAN邮箱RAM模块,中断控制模块,消息滤波模块;将CAN协议内核分为位时序模块和位比特流处理器模块,其中位比特流处理器使用多层状态机来实现。然后采用自顶向下的方式,用Verilog HDL编程语言进行RTL级的设计,并编写测试激励,运用Cadence公司的NC-verilog仿真工具进行仿真验证。接着将CAN控制器模块搭载于DSP系统外设总线,搭建DSP系统仿真验证平台,编写CAN应用程序,并通过了DSP系统级验证。最后,在180 nm工艺下,按照数字后端半定制设计流程,运用相关EDA工具,完成了DSP中CAN控制器的后端设计,最终完成了DSP芯片的版图设计。
  • 【论文】 基于CAN总线的教室灯光智能控制系统研究

    作者:陈愔洁 关键词:CAN总线 ; 智能教室 ; Proteus ; 自适应控制 机构:苏州大学 ; 苏州大学 年份:2017
    摘要:电子技术的迅猛发展,正改变着人们的生产和生活,“绿色.智能”已经成为各行各业的共识。从“智能家居、智能建筑、智能交通到智慧城市”,利用现代电子技术实现智能化管理是未来发展的必然趋势。学校教学大楼的智能化管理也是十分重要的一个应用场景,中国人口众多,教学大楼的能源浪费现象比较普遍,利用现代电子技术实现教室电器的远程集中管理,可以大大节约能源的消耗,因此设计一套满足学校教室电器远程集中管理的控制系统具有很好的社会意义和工程价值。本文以远程集中控制教室内电器为目标,以分层组网技术为手段,以多信息采集为依据,通过智能采集、CAN传输、集中控制和智能控制相结合,最终实现教室电器的集中控制,有效提高节能效率。本文主要研究工作如下:(1)根据系统需求,设计CAN总线通信线路上两种类型的节点硬件电路,即教室节点和管理室节点。二者除都包括CAN总线通信模块之外,前者还包括人员检测模块、光检测模块、温湿度检测模块、电器控制模块等,后者包括显示模块、人数检测模块、RS232通信模块等。(2)在硬件设计的基础上,设计软件流程。教室节点的软件设计包括主流程、中断服务程序、温湿度检测流程等,管理室节点的软件设计包括LCD1602的显示流程、人数检测流程、串口通信流程等。为方便操作和显示,还利用VC++设计了微控制器与上位机进行通信的教学楼管理软件。为进一步实现节能目的,针对实际使用情况设计出教学楼层自适应控制算法。(3)为顺利实现系统功能,利用Proteus软件对各模块进行仿真测试,包括人员检测模块、LCD1602显示模块、温湿度检测模块、光检测模块等,利用Matlab软件模拟自适应控制算法效果图。利用实物制作系统,并进行模块测试和整体测试。结果表明:本文构建的教室电器远程集中控制系统可行的,为后续的工程应用奠定了基础。
  • 【论文】 基于CAN总线激光导引AGV车载控制系统研究

    作者:赵国栋 关键词:AGV ; 车载控制系统 ; CAN总线 ; 激光导引定位 ; 导引路径跟踪 机构:湖北工业大学 ; 湖北工业大学 年份:2016
    摘要:随着工业自动化立体仓库和柔性制造系统的快速发展,AGV作为调度和配送离散型物流系统的核心设备,得到了越来越广泛的应用。AGV系统包括地面控制系统和车载控制系统,地面控制系统主要负责AGV系统的调度与路径规划,车载控制系统主要负责AGV的自动导引运行和导引定位。针对车载控制系统自动导引运动控制和导引定位等问题,本文主要从以下几方面进行研究。首先,确定AGV车载控制系统总体方案设计,包括整车机械结构和车载控制系统设计,详细阐述AGV车载控制系统各单元的的工作原理,完成主要单元硬件选型与设计,并设计主要单元软件流程。其次,深入分析CAN总线技术和CANopen协议的通讯原理,结合AGV运动控制系统,建立AGV运动控制CAN总线网络,通过初始化设置与调试,对运动控制CAN总线网络过程数据对象(PDO)、服务数据对象(SDO)进行测试,结果表明主控制器与各运动控制设备之间能够正常通信。再次,分析激光导引定位工作原理,AGV处于静止状态时,利用激光反射板匹配识别和三角定位原理,得出AGV静态定位算法;AGV处于持续运动状态时,分析AGV运动学模型,结合反馈速度与角度,通过位姿估值计算,得出AGV动态定位算法,实现AGV的激光导引定位。最后,研究AGV运动控制导引路径跟踪纠偏算法,将模糊化控制理论与PID控制器结合,构建导引路径模糊PID控制模型仿真系统,定义模糊控制规则,运用Matlab对控制模型进行仿真实验,得出模糊PID控制系统响应速度快,稳定性好,保证AGV车载系统运动控制实现与导引定位精度。
  • 【论文】 基于CAN总线的智能车辆数据采集与处理

    作者:王荣 关键词:智能车辆 ; CAN总线 ; 信息采集 ; 数据融合 机构:重庆交通大学 ; 重庆交通大学 年份:2016
    摘要:随着自动化、汽车电子、计算机网络的飞速发展,智能车辆、车联网和新能源汽车将成为21世纪汽车领域发展趋势。对于现有电子化汽车而言,车上布满了各式各样的传感器,他们的接口并没有一个统一的标准协议,使得车载网络布线复杂,传感器数据处理和传输能力受到极大的挑战。针对这一现状,也为减轻智能车辆的开发难度,本文提出了一种基于CAN总线的数据采集系统,应用多传感器数据融合技术对车辆环境参数进行融合处理。本系统采用由飞思卡尔半导体公司推出的专门面向汽车电子控制的32位POWER-Architecture架构的MPC5634M作为核心处理器,根据车载环境下的信息采集功能要求,应用模块化设计思想,开发出一种基于CAN总线的智能车辆信息采集节点。该节点可对模拟信号、数字信号、开关信号和脉冲信号等多种数据的采集,通过FlexCAN实现通讯,最后利用USB-CAN接口传送给上位机。硬件方面充分考虑了功能的扩展和成本的节省,选取合适的部件,设计各模块的原理电路图和PCB版图,电路简单,稳定可靠。软件方面充分考虑了车辆所处的特殊环境,设计了一套完备的实时、有效、可靠的通讯协议,并给出了模块的程序结构和流程图。多传感器数据融合方面,本文选取了合适的数据融合架构,设计了一套由卡尔曼滤波和一致性融合相结合的两级融合方案,并利用MATLAB进行相关的仿真研究,最后将本文的算法通过本文设计的数据采集系统进行了验证,证明了本文算法确实有效和可行。结果表明,此数据融合方案可有效减少冗余数据的转发,防止异常数据对融合结果造成不良影响,降低节点能耗、提高数据精确度。
  • 【论文】 基于车载CAN总线网络的身份认证方法研究

    作者:吴尚则 关键词:车联网 ; CAN总线 ; 身份认证 ; 动态口令 机构:吉林大学 ; 吉林大学 年份:2018
    摘要:现代汽车的进步是巨大的,汽车在之前就是一种可以移动的封闭式的物体,随着人们对生活要求的不断提高,对现代汽车也赋予了更多更新的意义。人们可以通过无线系统远程遥控汽车,无线接口,蓝牙接口也都可以使人们更加方便地上网浏览自己的所需,车载娱乐系统更是让人眼花缭乱。人们在享受便利的同时,危险已经悄然到来,近年来,有多少血淋淋的事故发生在我们身边,汽车通过远程控制被盗,黑客恶意入侵车载总线造成汽车的危险操作。可以说,车载对外的功能越多,被黑客攻击的机率就越高。因此,车载信息安全成为了需要人们迫切解决的焦点问题,如何保护车载总线安全,提高车载总线的安全级别成为一个重要课题。CAN总线作为使用极为广泛的车载总线,它的安全性的高低很大程度决定了车载信息安全程度的高低,所以对车载CAN总线的信息安全的研究成为了重中之重。对于CAN总线来说,问题还是很明显的,设计之初,CAN总线只是服务于车内网络中,并取得了很好的效果,但是现代汽车已不是局限于车内了,对外的接口是车载网络暴露于不法黑客之手。对于车载CAN总线来说,应用的广泛已经说明它对车内电子控制系统有很大的作用,但是却缺乏有效的安全机制,所面临的安全问题也尤为突出。随着汽车安全问题的频发,攻击者就是通过车载对外接口入侵到车内关键控制单元,并向CAN总线上发送具有危险性的数据帧,破坏正常工作环境,严重威胁驾驶人员的生命安全。车载信息安全问题不仅应该着眼于外部攻击,更应该把研究的重点放在车内总线上。对于CAN总线来说,在设计时并没有想到智能汽车会成为日常所需,所以自身有很多的缺陷。因为CAN总线是一个广播网络,正是因为如此,所以对于各个节点来说缺少一个身份认证的机制,消息的真实性得不到保证,而且,在CAN总线上传输的帧是明文传输的,极易被黑客截获加以利用,从而做出危险行为,破坏了消息的完整性.基于CAN总线自身特点与局限性,本文设计了一种动态口令的身份认证方法,保证了车载信息安全,提高了黑客攻击车载网络的防御能力。本文的主要工作与研究内容包括:(1)介绍了车载信息安全的现状及所面临的安全威胁(2)介绍了车载CAN总线的一些规范和特点,指出CAN总线在车载信息安全中的重要地位;根据对CAN总线自身特点和缺陷的分析,总结了由此可能会对CAN总线进行攻击的手段,对当前CAN总线安全的保护措施进行分析与说明;同时对身份认证技术的种类,方法以及应该如何与CAN总线进行适应性的结合进行总结分析。(3)介绍了基于挑战/应答模式的动态身份认证方法,对比传统网络与车载CAN总线网络的区别,以传统的成熟的动态身份认证方法为基础,结合CAN总线自身的特点,在认证过程中使用动态口令完成身份认证与消息认证。(4)将设计思想归化为实际的实验,在实验中,通过攻击节点恶意地向整个CAN总线网络环境中发送危险报文,根据所捕获的报文和实验结果标识,对本文提出的认证方法进行检验,并进行不断的完善。
  • 【论文】 基于CAN总线的纯电动汽车智能电器盒开发

    作者:刘和新 关键词:纯电动汽车 ; 智能电器盒 ; CAN总线 机构:北京工业大学 ; 北京工业大学 年份:2017
    摘要:随着汽车电子电器技术的高速发展,传统汽车电气功能架构的无钥匙进入和启动系统(PEPS)、车身控制器(BCM)和中央电器盒(CEB)已经不能满足纯电动汽车平台的功能架构需求,开发集成BCM和CEB功能且基于CAN总线的智能电器盒已经成为汽车技术发展的一种潮流。智能电器盒采用集成化技术方案,不仅可以节省布置空间,简化线束,降低成本,提高数据通讯处理速度,还具备故障诊断和程序刷写功能,同时使信息交互变得更加安全高效。本论文对国内外纯电动汽整车控制系统和电源分配现状进行了概述,介绍了基于CAN总线的智能电器盒开发的目的与意义,对纯电动汽车电源分配需求和整车控制功能需求进行了研究,确定了基于CAN总线的智能电器盒硬件设计方案及软件设计架构。本论文从整车电气系统功能需求和控制系统功能需求入手,确定智能电器盒系统功能定义,进行系统方案设计,搭建系统电气原理和总体控制架构,对软硬件功能进行分解,确定了硬件架构,制定了硬件设计方案,完成了硬件原理图设计、电路板制作及系统调试;控制器软件按照AUTOSAR架构,采用分层设计理念,独立的底层驱动、CAN模块通讯协议栈开发,将底层软件与应用层软件分立设计,降低了软硬件之间的关联性,提高了系统的移植性,缩短了系统的开发周期,同时具备故障诊断和远程刷写功能。最后对系统进行联合调试,完成了智能电器盒的台架和整车测试验证工作。
  • 【论文】 基于CAN总线的低压机组一体化设计和研究

    作者:谢传萍 关键词:小型水电 ; 综合自动化系统 ; 400V低压机组 ; CAN总线 ; 一体化技术 机构:南京邮电大学 ; 南京邮电大学 年份:2016
    摘要:我国水力资源非常丰富,但是小水电自动化技术还比较落后,与发达国家相比还存在一定的差距,特别是低压机组,其中大部分都是上世纪90年代以前建成,设备陈旧,自动化程度低,基本采用纯手动控制为主,因此对于低压机组来说,考虑到其装机容量小,经济效益低,在进行技术改造时,设备成本是电站首先要考虑的因素,其次就是设备的性能,要求低压机组自动化产品务必满足操作简单、维护方便,性价比高等。在此背景之下,本课题进行了低压机组一体化智能控制装置的研究和设计,主要是结合400V低压机组的特点,以当前比较流行的CAN网现场总线技术为基础,研制集监控、保护、励磁、同期、交采、出口断路器、隔离装置等功能于一体的设备,实现低压机组一体化控制,以节省设备间的硬接线,实现“傻瓜化、一键式”操作,以降低生产运行成本、提高电站的自动化水平和经济效益。该智能控制装置经检验测试,所有技术参数和功能符合设计要求,领先国内水平,现已经投入市场,并已在多个工程项目上使用。此外,本文介绍了基于CAN总线技术的低压机组一体化智能控制装置的软硬件的设计方案,并在智能控制器的基础上设计了一体化控制屏,将一二次设备进行集成组屏,一体化屏具有功能齐全、简单易用、经济实用,安全可靠的特点,并达到实现电站“少人值守或无人值班”的技术要求,特别适合我国农村小水电的技术改造和建设,具有很好的推广价值。
  • 【论文】 基于CAN总线与Wi-Fi智能窗监控系统的技术研究

    作者:曹旭旺 关键词:智能窗 ; CAN总线 ; Wi-Fi ; 监控 ; 群控 ; 自动控制 ; 状态查询 机构:齐鲁工业大学 ; 齐鲁工业大学 年份:2016
    摘要:在智能家居中,智能窗监控系统是一种智能化的监控系统,其安全防范作用举足轻重。智能窗监控系统不仅适用于家居系统,而且在一些大型工厂、高楼大厦、飞机场等现代建筑将会发挥更大的作用。因此对窗户的智能监控,特别是实现对不同类型窗户的群控与自动控制及状态查询具有重要意义。为了提高窗户的智能化,满足现代建筑窗户的开关需求,本文提出了一种基于CAN总线与Wi-Fi智能窗监控系统的设计方案,实现了对不同类型窗户的群控、自动控制,并可以通过人机界面查询窗户的开关状态。本文所做的主要工作如下:1.提出了CAN总线与Wi-Fi组网的体系结构,扩展了总线型的网络拓扑结构,既保持了系统的高可靠性,又增加了组网的灵活性。分别对CAN总线和Wi-Fi的系统结构进行研究,重点讨论CAN总线线路长度与节点数、匹配电阻等的关系以及Wi-Fi组网中通信距离、覆盖区域内最少接入点数、单接入点可接入的最大站点数等问题。无线与有线通信技术融合的技术方案顺应了智能窗控制系统的发展趋势。2.通过Altium Designer完成了本系统的电路设计和PCB布局布线,接着完成元器件的焊接以及电路板的测试工作,最终搭建起了本系统的硬件实验平台。3.采用Modbus协议,设计了属于本系统的通信报文帧和通信机制,保证了协议的完整性,提高系统中人机界面与主控单元以及主控单元与从控单元之间通信的可靠性。4.对窗户的控制进行了优先级等级的划分,优先级低的控制任意时刻都不能中断优先级高的控制,优先级高的控制能随时中断低优先级的控制。介绍了窗户安全控制的分类及具体实现,重点研究无传感器防夹控制,完成了系统复杂的逻辑控制,提高了系统的安全性。本文完成了智能窗监控系统的体系结构设计、硬件设计、通信协议设计和安全控制研究,并进行了系统调试,在调试中不断验证和完善系统功能。实验结果表明基于CAN总线与Wi-Fi智能窗监控系统是可行的、可靠的,能很好地实现对不同类型窗户的群控、自动控制以及窗户的状态查询。
  • 【论文】 基于CAN总线的地铁站智能照明控制系统研究

    作者:陈苗 关键词:地铁站 ; 照明控制系统 ; 光环境 ; 模糊控制 ; CAN总线 机构:武汉理工大学 ; 武汉理工大学 年份:2016
    摘要:随着社会的快速进步和基础设施建设事业的不断发展,地铁的建设也进入了高速发展通道。地铁站作为现代地铁发展过程中重要的组成部分,受到了越来越多的关注。地铁站照明系统是给地铁站内部提供光照的必要设施,它不仅需要给乘客和工作人员提供必需的光照,还要求在不断提高乘客照明体验的基础上实现节能的目的。然而目前我国大部分地铁站采用的都是传统照明方式,无法在智能控制、节能、照明体验等方面提供良好的表现。因此,本课题提出的基于CAN总线的地铁站智能照明控制系统具有一定的实用价值和理论意义。为此,本文期望在充分研究国内外地铁站内部照明经验的基础上,通过对照明控制策略进行优化,设计一个能通过实时采集环境照度与客流量数据,并运用智能算法不断调节光环境照度的照明控制系统,最终为乘客提供一个舒适、节能、高效、环保、安全的绿色照明。本论文主要完成了以下的工作:确定地铁站照明系统的控制策略与方案。对人体工效学进行研究,结合该学科知识对整个地铁站照明系统的照明方式、照明布局、照明亮度、控制系统等方面进行舒适度与节能研究,提出合适的人工智能控制策略与方案。设计基于模糊控制的照明控制器并进行仿真研究。对模糊控制进行研究,根据专家知识和现场调试经验详细的设计基于模糊控制的期望照度控制器以及基于模糊自适应PID控制的照明控制器,其中前一个控制系统的输出量(期望照度值)是后一个控制系统的输入量。在Matlab软件的Simulink工具箱下搭建系统仿真模型,并与常规PID控制的仿真效果进行对比。最终得到经过优化的智能控制算法,为地铁站照明智能控制算法的研究提供指导。设计基于CAN总线的智能照明控制系统的硬件电路。设计基于ARM内核与CAN总线的智能照明控制器的总体方案,搭建各个功能模块的具体电路,完成整个系统硬件的焊接工作,并对各模块进行相关功能调试,使整个硬件实现基本的功能。设计基于CAN总线的智能照明控制系统的软件部分。设计CAN总线协议栈,完成主程序、各个功能模块以及上位机客户端的软件设计和程序编写,实现整个系统从智能节点到控制器以及从控制器到PC客户端之间的通讯。
  • 【论文】 基于CAN总线的两指夹持器控制系统设计

    作者:齐诗萌 关键词:模糊PID;EDF;CAN总线;夹持器;步进电机 机构:武汉科技大学 ; 武汉科技大学 年份:2018
    摘要:工业机器人已经形成了通用六轴机械臂的发展趋势,但其末端执行器发展仍然滞后。两指及多指夹持器是一种较为通用的末端执行器,通过夹持操作可以完成搬运、码垛和送料等多种操作。CAN总线是目前国际上应用最为广泛的现场总线之一。在机器人领域CAN总线正逐步取代RS485,将成为机器人领域主流的通信总线。本文基于两指夹持器的机构特征,设计其控制器以及基于CAN总线的通用通信接口,主要工作如下:(1)对夹持器进行运动学分析,得出夹持器运动学的数学表达式。分析了常见的开环控制算法:梯形加减速算法和S型加减速算法。夹持器对重复精度要求更高,应采取闭环控制。本文结合S加速和PID控制器的优点,提出S型加减速结合模糊PID的步进电机控制算法。(2)分析了多种步进电机驱动电路,选用了细分驱动作为驱动方式,选取了TB6560作为驱动芯片,该芯片集成细分驱动功能,优化了驱动电路设计,缓解了电机低频震荡的问题。(3)对在高负载率下CAN总线通信实时性降低的问题,提出了基于CAN总线的EDF调度算法。CAN总线ID位数有限,截止期不能直接作为优先级使用需要量化。通过将截止期取对数,根据截至期的对数值进行平均值量化,从而获取优先级。本文结合改进的调度算法,设计了CAN通信协议。完成控制器软硬件设计后,通过实际平台测试算法效果良好。
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