基于CAN总线的三电机协同控制毕业设计

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1、嵌入式技术课程论文嵌入式技术课程论文 - I - 嵌入式嵌入式技术技术课程课程论文论文 单位（学单位（学 院） ：院） ： 学学 生生 姓姓 名：名： 专专 业：业： 学学 号：号： 指指 导导 教教 师：师： 设计时间：设计时间： 年年 月月 嵌入式技术课程论文嵌入式技术课程论文 - II - 题目：题目：基于基于 CANCAN 总线的三电机协同控制总线的三电机协同控制 摘摘 要要 本文提出了一种简便实用的基于 CAN 总线的多电机协同控制系统设计方 案。本设计中，CAN 总线系统智能节点由最小系统、CAN 总线接口电路、电 机驱动模块、测速模块及人机界面几部分组成。本设计采用内置 CAN

2、控制器 的STM32F103作为主控芯片， 结合高速CAN 隔离收发器CTM1050T进行CAN 通信； 利用单片机的高级定时器产生占空比可调的 PWM 波， 通过 L298N 大功 率直流电机驱动板，控制电机运转；采用反射式光电开关 TCRT5000 及双电压 比较器 LM393 组成测速模块，将测得的速度脉冲接单片机外部中断处理；由 此可获得设定速度与实际转速之间的偏差，运用 PID 算法，实现电机的闭环调 速；此外，采用操作简便、显示内容丰富多彩的触摸屏作为人机交互界面，向 主节点输入电机控制指令，同时向用户反映实际转速等信息。本设计的关键在 于 CAN 总线通信， 即主节点将转速控制信

3、息传送到 CAN 总线进行广播， 从节 点均可从总线上获取该报文并几乎同时执行其中的指令。CAN 通信的实时性， 为主从电机的同步运行提供了坚实的保障。 本文从 CAN 协议规范、CAN 通信机制等方面对 CAN 总线进行了详细的 介绍。然后基于模块的概念，进行系统的软硬件设计以及调试。3 电机的协同 测试结果表明该设计方案能较好地实现协同控制，具有很好的实用价值。 嵌入式技术课程论文嵌入式技术课程论文 - III - 目目 录录 前 言 1 第一章 绪论. 2 第一节 基于 CAN 总线的三电机协同控制简介 . 2 一、 三电机协同控制分类 2 二、 三电机协同控制方式 2 第二节 现场总线

4、以及 CAN 总线的概述 . 4 一、 现场总线在多电机协同控制系统中的应用 4 二、 CAN 总线的概述 5 第三节 研究的目的与意义 . 7 第四节 本章小结 . 8 第二章 基于 CAN 的总线三电机协同控 制系统总体设计方案. 9 第一节 总体设计要求 . 9 第二节 总体设计框架 . 9 第三节 各个模块设计方案的论证 10 一、 节点模块的选择. 10 二、 电机模块总体设计. 13 第四节 本章小结 13 第三章 基于 CAN 总线的三电机协同控制系统硬件设计 14 第一节 硬件设计 14 一、 最小系统的设计. 14 二、 CAN 总线接口电路设计 . 16 三、 驱动模块的设

5、计. 17 四、 测速模块的设计. 18 五、 电源模块的设计. 19 第二节 本章小结 20 第四章 基于 CAN 总线的多电机协同控制系统软件设计 21 第一节 CAN 通信模块的软件设计. 21 一、 CAN 总线的初始化 . 21 二、 收发报文程序设计. 22 第二节 测速程序的设计 23 第三节 本章小结 24 第五章 系统调试及实现 25 第一节 硬件调试 25 第二节 软件调试 25 第三节 系统调试及实现 25 第四节 本章小结 26 结 论. 27 附 录 28 嵌入式技术课程论文嵌入式技术课程论文 - IV - 一、CAN 节点部分源程序： 28 二、 系统调试实物图 3

6、8 嵌入式技术课程论文嵌入式技术课程论文 - 1 - 前前 言言 在当代，单电机生产模式已经无法满足现代工业的发展需求，多电机协同 控制成为人们改善并发展电机在工业中控制作用的新探索点。因此，需要科研 人员去研究多个电机的同步控制问题让多个电机能在生产环境下协调的运行。 工业自动化研究中， 作为运动控制的一个分支多个电机协同控制很早就被人们 提及，科研人员通过不懈的研究和努力从控制方式的实现、控制策略以及控制 算法都对多电机的协同控制做了很大的提升， 已经在早期的机械总轴方式的基 础上又提出了一种更为实用可靠的控制方式即电方式控制。 本文也正是在电方 式控制基础上展开研究，因此对于我们来说本文基于 CAN 总线的三电机协同 控制的研究对于改善多电机协同控制具有较高的实用价值。 现场总线是指将现场设备与工业过程控制单元、 现场操作站等互连而形成 的计算机网络具有全数字化、分散、双向传输、多分支的特点。工业自动化研 究中， 快速发展的工业总线技术也对研究多电机协同控制技术的改善以及研究 发展起到很大的促进效果。现场总线是一种实时的、可靠