基于GMA的異形孔精密鏜削控制系統(tǒng)下位機軟硬件開發(fā).pdf

1、超磁致伸縮材料(Giant Magnetostrictive Material，GMM)具有磁致伸縮應變大、響應速度快、輸出力大及可靠性好等特點，廣泛應用于精密加工、精密儀器、振動控制等微驅(qū)動領(lǐng)域。
　　活塞是汽車發(fā)動機的關(guān)鍵部件之一，其性能優(yōu)劣將直接影響到發(fā)動機乃至整個動力、傳動系統(tǒng)的性能指標?；钊愋武N孔能夠顯著改善其應力分布、提高活塞的使用壽命和性能，但由于活塞異形銷孔結(jié)構(gòu)的特殊性，增加了其精密加工的難度。為此，課題組基于超

2、磁致伸縮執(zhí)行器(GMA)開發(fā)活塞異形孔精密鏜削控制系統(tǒng)，用于實現(xiàn)活塞異形銷孔的精密加工。本文針對應用于活塞異形孔精密鏜削控制系統(tǒng)的下位機進行研究和開發(fā)工作。
　　本文首先通過調(diào)研國內(nèi)外文獻，概述了超磁致伸縮執(zhí)行器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和異形孔加工控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，并確定了本文主要研究內(nèi)容。然后，深入了解活塞異形銷孔精密鏜削控制系統(tǒng)的被控對象特性和組成，并基于課題組自主研發(fā)的嵌入式GMM智能鏜桿開發(fā)用于精密鏜削異形孔的控制系統(tǒng)下位機，主

3、要包括硬件設計和控制系統(tǒng)軟件開發(fā)兩方面。硬件設計的內(nèi)容主要有:選擇控制系統(tǒng)下位機的控制器F2812;設計并制作了其外圍電路，包括基于SPI通信協(xié)議的雙路D/A轉(zhuǎn)換電路、電渦流傳感器輸出信號處理電路和數(shù)字信號隔離電路;設計了對刀塊及其電路;對機床電氣控制電路進行優(yōu)化。軟件設計的內(nèi)容主要有控制系統(tǒng)下位機軟件框架的建立;鏜刀刀尖位移和坐標檢測算法的設計及程序?qū)崿F(xiàn);基于逆模型前饋補償?shù)腜ID閉環(huán)控制算法的設計及程序?qū)崿F(xiàn);控制系統(tǒng)軟件具體模塊的程