| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-14页 |
| 1.1 引言 | 第10页 |
| 1.2 电动执行机构国内外研究现状 | 第10-12页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第10-11页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第11-12页 |
| 1.3 课题研究的内容及章节安排 | 第12-14页 |
| 2 控制器总体方案及硬件设计 | 第14-28页 |
| 2.1 电动执行机构简介 | 第14-15页 |
| 2.1.1 电动执行机构的分类及特点 | 第14页 |
| 2.1.2 电动执行机构的工作原理 | 第14-15页 |
| 2.2 控制器总体方案设计 | 第15-16页 |
| 2.3 电机驱动电路设计 | 第16-18页 |
| 2.3.1 执行电机及其驱动器选择 | 第16-17页 |
| 2.3.2 步进电机驱动模块设计 | 第17-18页 |
| 2.4 CAN 总线通信接口设计 | 第18-20页 |
| 2.4.1 CAN 控制器 bxCAN 简介 | 第18-19页 |
| 2.4.2 PCA82C250 简介及通讯接口电路 | 第19-20页 |
| 2.5 电流/电压转化电路 | 第20-21页 |
| 2.6 位置检测部分设计 | 第21-24页 |
| 2.6.1 增量式编码器原理 | 第22-23页 |
| 2.6.2 STM32 的编码器接口模式简介 | 第23页 |
| 2.6.3 编码器接口电路 | 第23-24页 |
| 2.7 电机运行状态监测 | 第24-25页 |
| 2.7.1 温度检测 | 第24-25页 |
| 2.7.2 相电流检测 | 第25页 |
| 2.7.3 驱动电压检测 | 第25页 |
| 2.8 硬件电路的抗干扰设计 | 第25-27页 |
| 2.8.1 去耦电路 | 第26页 |
| 2.8.2 信号隔离 | 第26页 |
| 2.8.3 滤波技术 | 第26页 |
| 2.8.4 屏蔽技术 | 第26-27页 |
| 2.9 本章小结 | 第27-28页 |
| 3 执行机构速度与位置控制 | 第28-44页 |
| 3.1 步进电机的基本特性 | 第28-29页 |
| 3.2 步进电机的加减速控制方案 | 第29-32页 |
| 3.2.1 速度控制的必要性 | 第29-30页 |
| 3.2.2 主要加减速运动控制曲线及方案选择 | 第30-32页 |
| 3.3 梯形加减速曲线算法实现 | 第32-36页 |
| 3.3.1 梯型加减速相关计算 | 第32-33页 |
| 3.3.2 步进电机控制 PWM 发生机制 | 第33-34页 |
| 3.3.3 梯形加减速算法实现 | 第34-36页 |
| 3.4 基于梯形加减速方案的位移控制 | 第36-38页 |
| 3.5 堵转检测及处理 | 第38页 |
| 3.6 核步补偿法闭环控制 | 第38-40页 |
| 3.7 系统定位精度 | 第40-42页 |
| 3.7.1 影响定位精度的因素 | 第40-41页 |
| 3.7.2 保证系统定位精度的条件 | 第41-42页 |
| 3.8 本章小结 | 第42-44页 |
| 4 执行机构的 CAN 总线通讯设计 | 第44-54页 |
| 4.1 CAN 总线简介 | 第44-46页 |
| 4.2 电动执行机构的通讯对象分析 | 第46-47页 |
| 4.3 可能存在的问题分析 | 第47-48页 |
| 4.4 节点间信息交换与报文发送的方式 | 第48-49页 |
| 4.4.1 节点之间信息交换的方式 | 第48页 |
| 4.4.2 报文发送机制 | 第48-49页 |
| 4.5 多节点网络环境下的消息实时调度算法 | 第49-52页 |
| 4.6 本章小结 | 第52-54页 |
| 5 系统实验及结果分析 | 第54-66页 |
| 5.1 加减速曲线实验验证 | 第54-58页 |
| 5.1.1 实验方案设计 | 第54-55页 |
| 5.1.2 实验中出现的速度过冲 | 第55-57页 |
| 5.1.3 实验验证 | 第57-58页 |
| 5.2 系统定位精度实验 | 第58-59页 |
| 5.3 调度算法性能实验 | 第59-64页 |
| 5.3.1 实验方案设计 | 第60-62页 |
| 5.3.2 实验结果及分析 | 第62-64页 |
| 5.4 本章小结 | 第64-66页 |
| 6 总结与展望 | 第66-68页 |
| 6.1 课题总结 | 第66-67页 |
| 6.2 课题展望 | 第67-68页 |
| 致谢 | 第68-70页 |
| 参考文献 | 第70-74页 |
| 附录 | 第74页 |
| A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 | 第74页 |