基于GMA的異形孔精密鏜削控制系統(tǒng)下位機(jī)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(yīng)變大、響應(yīng)速度快、輸出力大及可靠性好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于精密加工、精密儀器、振動(dòng)控制等微驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域。
　　活塞是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件之一，其性能優(yōu)劣將直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)乃至整個(gè)動(dòng)力、傳動(dòng)系統(tǒng)的性能指標(biāo)?；钊愋武N孔能夠顯著改善其應(yīng)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(shí)現(xiàn)活塞異形銷孔的精密加工。本文針對(duì)應(yīng)用于活塞異形孔精密鏜削控制系統(tǒng)的下位機(jī)進(jìn)行研究和開發(fā)工作。
　　本文首先通過調(diào)研國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，概述了超磁致伸縮執(zhí)行器的國(guó)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?jī)?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(duì)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(jī)，主

3、要包括硬件設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)軟件開發(fā)兩方面。硬件設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有:選擇控制系統(tǒng)下位機(jī)的控制器F2812;設(shè)計(jì)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(hào)處理電路和數(shù)字信號(hào)隔離電路;設(shè)計(jì)了對(duì)刀塊及其電路;對(duì)機(jī)床電氣控制電路進(jìn)行優(yōu)化。軟件設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有控制系統(tǒng)下位機(jī)軟件框架的建立;鏜刀刀尖位移和坐標(biāo)檢測(cè)算法的設(shè)計(jì)及程序?qū)崿F(xiàn);基于逆模型前饋補(bǔ)償?shù)腜ID閉環(huán)控制算法的設(shè)計(jì)及程序?qū)崿F(xiàn);控制系統(tǒng)軟件具體模塊的程