基于CAN總線的全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究的開題報(bào)告

基于CAN總線的全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究的開題報(bào)告一、選題的背景目前，伺服系統(tǒng)在工業(yè)控制、機(jī)器人、醫(yī)療器械、航空航天等眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。伺服系統(tǒng)的三個(gè)主要組成部分是控制器、伺服電機(jī)以及編碼器，通過(guò)控制器對(duì)伺服電機(jī)的控制，達(dá)到對(duì)系統(tǒng)位置、速度、加速度、力矩等多種性能指標(biāo)的精準(zhǔn)控制。然而，傳統(tǒng)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在可靠性、準(zhǔn)確性、智能化等方面仍存在一些缺陷，如抗干擾能力不強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定性和精度難以保證、無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制等。針對(duì)這些問(wèn)題，基于CAN總線的全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。CAN總線網(wǎng)絡(luò)通信速度快、可靠性高，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下廣泛應(yīng)用。全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有開放性、高可靠性、高精度、智能化等特點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的諸多問(wèn)題。因此，研究并開發(fā)基于CAN總線的全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)于提高工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和精度等方面具有重要意義。二、選題的意義（1）解決了傳統(tǒng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不可靠、精度不高等問(wèn)題，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和精度。（2）全數(shù)字化的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、運(yùn)行和調(diào)試等方面有著更強(qiáng)的智能化特性。（3）基于CAN總線的全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用，具有很高的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。三、研究?jī)?nèi)容（1）CAN總線技術(shù)的研究。研究基本的CAN總線通信協(xié)議、硬件接口及其應(yīng)用，為研究全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)奠定理論基礎(chǔ)。（2）全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)。借助FPGA器件，將控制器、編碼器、伺服電機(jī)等硬件模塊集成在一起，研發(fā)出適用于工業(yè)場(chǎng)合的高可靠性伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。（3）全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)軟件的開發(fā)。實(shí)現(xiàn)CAN總線通信協(xié)議的編寫和控制算法的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)的位置、速度和力矩控制和監(jiān)測(cè)。（4）系統(tǒng)測(cè)試和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。借助實(shí)驗(yàn)室中的測(cè)試設(shè)備和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能和可靠性。四、研究方案（1）CAN總線技術(shù)的研究。通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，掌握CAN總線的通信協(xié)議、硬件接口規(guī)范以及實(shí)現(xiàn)方法，分析CAN總線技術(shù)在伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用。（2）全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)硬件電路圖、傳感器接口電路、驅(qū)動(dòng)電路、通信電路等，完成系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，并完成PCB繪制和樣機(jī)制作。（3）全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)軟件的開發(fā)。根據(jù)硬件設(shè)計(jì)，編寫CAN總線通信協(xié)議和伺服電機(jī)控制算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)的位置、速度和力矩控制和監(jiān)測(cè)。（4）系統(tǒng)測(cè)試和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的測(cè)試和調(diào)試，記錄系統(tǒng)的性能參數(shù)，采用單片機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。五、預(yù)期成果（1）完成全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)及樣機(jī)制作。（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能和可靠