| 摘要 | 第1-8页 |
| Abstract | 第8-10页 |
| 1 绪论 | 第10-16页 |
| ·课题产生的背景 | 第10-12页 |
| ·数控技术发展概况 | 第10-11页 |
| ·数控教学过程中存在有哪些问题 | 第11-12页 |
| ·数控教学过程中应突出实验教学的重要性 | 第12页 |
| ·课题的提出和研究意义 | 第12-14页 |
| ·课题的来源及选题依据 | 第12-13页 |
| ·国内外研究现状 | 第13页 |
| ·课题研究目的及应用价值 | 第13-14页 |
| ·实验教学意义 | 第14页 |
| ·课题的研究内容 | 第14-16页 |
| 2 开放式数控实验平台控制系统总体方案设计 | 第16-26页 |
| ·控制系统的总体方案 | 第16页 |
| ·开发板硬件电路控制器的选择 | 第16-17页 |
| ·电机及其驱动 | 第17-18页 |
| ·步进电机的概况 | 第17-18页 |
| ·步进电机的驱动方式 | 第18页 |
| ·闭环伺服系统 | 第18-22页 |
| ·反馈装置概述 | 第19-20页 |
| ·直线光栅尺的选择 | 第20页 |
| ·光栅尺的测量原理 | 第20-22页 |
| ·传动系统 | 第22-23页 |
| ·传动装置的选择 | 第22-23页 |
| ·螺旋传动的运动传递 | 第23页 |
| ·搭建X-Y 工作台 | 第23-24页 |
| ·系统的坐标系 | 第24-25页 |
| ·本章小结 | 第25-26页 |
| 3 闭环控制系统的控制策略及其建模仿真 | 第26-40页 |
| ·步进电机的控制策略 | 第26-29页 |
| ·步进电机的速度控制策略 | 第26-27页 |
| ·步进电机S形曲线设计 | 第27-28页 |
| ·步进电机加减速控制原理 | 第28-29页 |
| ·开放式数控实验平台控制系统的数学建模 | 第29-30页 |
| ·电机控制器算法的建立 | 第30-31页 |
| ·PWM控制模块建立 | 第31-33页 |
| ·嵌入式的PWM控制技术 | 第31页 |
| ·空间电压矢量PWM技术 | 第31-33页 |
| ·开放式数控实验平台控制系统的Matlab/Simulink仿真 | 第33-39页 |
| ·概述 | 第33-34页 |
| ·步进电机的Matlab建模 | 第34-35页 |
| ·PID控制器仿真模型的建立 | 第35-36页 |
| ·PWM控制信号仿真模块 | 第36页 |
| ·矢量转换模型 | 第36-37页 |
| ·步进电机闭环控制仿真模型 | 第37页 |
| ·仿真结果分析 | 第37-39页 |
| ·本章小结 | 第39-40页 |
| 4 系统硬件电路的设计与实现 | 第40-48页 |
| ·系统硬件电路的总体结构 | 第40-41页 |
| ·步进电机控制器部分的硬件电路设计 | 第41-46页 |
| ·STC89C54微控制器最小系统设计 | 第41-42页 |
| ·电源电路设计 | 第42-43页 |
| ·电机控制驱动电路设计 | 第43页 |
| ·限位模块电路设计 | 第43-44页 |
| ·USB程序下载电路设计 | 第44页 |
| ·直线光栅尺接口电路设计 | 第44-45页 |
| ·通信模块RS-485接口电路设计 | 第45-46页 |
| ·辅助电路设计 | 第46页 |
| ·PCB板设计 | 第46-47页 |
| ·电子元器件封装的选择和制作 | 第46-47页 |
| ·PCB板制作 | 第47页 |
| ·本章小结 | 第47-48页 |
| 5 开放式数控实验平台控制系统软件设计 | 第48-62页 |
| ·单片机控制板介绍 | 第48页 |
| ·配套步进电机及驱动器介绍 | 第48-49页 |
| ·系统控制软件的设计与实现 | 第49-51页 |
| ·KEIL μVision C51编译器介绍 | 第49-50页 |
| ·利用KEIL μVision C51编译器开发控制程序的步骤 | 第50-51页 |
| ·开放式数控实验平台控制系统软件的总体组成 | 第51-60页 |
| ·开放式数控实验平台运动控制系统主程序的设计 | 第52-54页 |
| ·系统插补程序的设计 | 第54-60页 |
| ·控制子程序模块设计 | 第60页 |
| ·本章小结 | 第60-62页 |
| 6 控制系统的整合与调试 | 第62-68页 |
| ·控制系统的整合 | 第62页 |
| ·控制系统的调试 | 第62-63页 |
| ·控制系统开发板通信功能调试和GPIO端口调试 | 第62-63页 |
| ·步进电机驱动调试 | 第63页 |
| ·开放式数控实验平台的验证实验 | 第63-68页 |
| ·系统的参数确定 | 第63-64页 |
| ·系统的调试结果分析 | 第64-68页 |
| 7 结论与展望 | 第68-69页 |
| ·结论 | 第68页 |
| ·展望 | 第68-69页 |
| 参考文献 | 第69-73页 |
| 附录1 | 第73-74页 |
| 附录2 | 第74-84页 |
| 攻读学位期间发表文章 | 第84-85页 |
| 致谢 | 第85页 |