海流傳感器標(biāo)定裝置運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、海洋資源豐富，在人類社會迅速發(fā)展，陸地資源日益緊張的前提下，海洋資源資源開發(fā)已經(jīng)被視為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要動力。我國明確提出“海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略”，海洋開發(fā)對于我國現(xiàn)代化建設(shè)具有著重要意義。在海洋開發(fā)中，海洋觀測技術(shù)是開展海洋科學(xué)研究的基礎(chǔ)手段，其中海流測量亦是核心關(guān)鍵技術(shù)。針對微弱上升流測量難題，課題組在國家自然科學(xué)基金的資助下研制了一種新型三維海流傳感器。為實(shí)現(xiàn)對該傳感器的標(biāo)定，基于相對運(yùn)動轉(zhuǎn)化原理設(shè)計海流傳感器標(biāo)定裝置，本文主要設(shè)計海流傳

2、感器標(biāo)定裝置的運(yùn)動控制系統(tǒng)。
　　首先通過分析海流傳感器標(biāo)定需求，確定標(biāo)定裝置的功能要求與性能指標(biāo)，提出標(biāo)定裝置的總體設(shè)計方案。分別在X、Y、Z三軸方向布置單軸進(jìn)給系統(tǒng)，采用伺服電機(jī)+滾珠絲杠+直線導(dǎo)軌的傳動形式實(shí)現(xiàn)標(biāo)定裝置的水平運(yùn)動與上升運(yùn)動。選用DSP芯片TMS320F28335作為控制系統(tǒng)核心處理器，設(shè)計D/A轉(zhuǎn)換、脈沖信號處理和串口通信等功能模塊電路，構(gòu)成DSP運(yùn)動控制器。針對標(biāo)定裝置速度平穩(wěn)性和定位精度的實(shí)際要求，在單軸

3、方向運(yùn)動過程中，以伺服電機(jī)速度模式為內(nèi)環(huán)，設(shè)計速度外環(huán)與位置外環(huán)相切換的控制方式，實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。速度外環(huán)采用經(jīng)典的PID控制，位置外環(huán)采用滑模變結(jié)構(gòu)控制。在TI公司提供的CCS集成開發(fā)環(huán)境下編寫DSP程序代碼，基于Labview軟件平臺完成控制系統(tǒng)上位機(jī)的開發(fā)。
　　最后對系統(tǒng)進(jìn)行性能檢測試驗(yàn)，包括硬件電路功能檢測、控制系統(tǒng)運(yùn)行測試、速度精度實(shí)驗(yàn)以及定位精度實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明運(yùn)動控制系統(tǒng)達(dá)到性能要求，標(biāo)定裝置可實(shí)現(xiàn)對新型海流傳感