Układ sterowania dla manipulatora badawczego(1), stz. Prace Magisterskie

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Politechnika Wrocławska
Układ sterowania dla manipulatora
badawczego
Krzysztof Jarz abek
Promotor: dr inz. Marek Wnuk
— Wrocław 1999 —
Spis tresci
1 Wstep
6
1.1 Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
1.2 Cel pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
1.3 Opis zawartosci pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
2 Manipulator
8
2.1 Konstrukcja mechaniczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
2.2 Układ elektryczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
3 Koncepcja układu sterowania
12
4 Dokumentacja układu sterowania 15
4.1 System uruchomieniowy z magistral a VME . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.2 Sterownik VFMC - strona sygnałowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.2.1 Jednostka centralna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.2.2 Interfejs magistrali VME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.3 Sterownik VFMC - strona obiektowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.3.1 Układ przetwornika analogowo-cyfrowego. . . . . . . . . . . . . 26
4.3.2 Pomiar sygnału napieciowego z pr adnicy tachometrycznej. . . . . 28
4.3.3 Pomiar sygnału napieciowego pr adu płyn acego w obwodzie silnika. 28
4.3.4 Układ wzmacniacza z zabezpieczeniem dla sygnału gotowosci
sterownika (
CONTROL READY
). . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.3.5 Układ sterowania wzmacniaczem mocy PWM. . . . . . . . . . . 30
4.3.6 Interfejs kodera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.3.7 Konstrukcja mechaniczna. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.4 Wzmacniacz mocy PWM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.4.1 Wejsciowy układ formowania sygnałów
PWM
i
DIR
. . . . . . . 36
4.4.2 Układ wyzwalania mostka H . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.4.3 Mostek mocy typu H . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.4.4 Układ pomiaru pr adu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.4.5 Układ zabezpieczaj acy przed przeci azeniem wyjscia . . . . . . . 38
4.4.6 Układ sygnalizacji pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.4.7 Pomiar temeperatury . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.4.8 Konstrukacja mechaniczna. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.5 Rozdzielacz sygnałów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.6 Zasilacz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.6.1 Zasilacze niskonapieciowe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.6.2 Zasilacz silników. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.6.3 Konstrukcja mechaniczna. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
SPIS TRE SCI
3
5 Oprogramowanie sterownika. 49
5.1 Oprogramowanie sterownika VFMC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5.1.1 Inicjacja jednostki centralnej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5.1.2 Inicjacja interfejsu magistrali VME . . . . . . . . . . . . . . . . 51
5.1.3 Programowanie pamieci FLASH ROM . . . . . . . . . . . . . . 53
5.1.4 Ładowanie programu do VFMC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
5.2 Oprogramowanie jednostki nadrzednej. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.2.1 Program do wysyłania S-rekordów (
vfmcload
) . . . . . . . . . . 57
5.2.2 Sterownik niskiego poziomu (
troper
). . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.2.3 Programy pomocnicze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.3 Metody przygotowywania i uruchamiania programów. . . . . . . . . . . 58
5.3.1 Transmisja i ładowanie programów do pamieci RAM sterownika
VFMC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.3.2 Uzycie programu
bootload
do programowania pamieci FLASH
ROM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
6 Podsumowanie
60
7 Dodatki 62
7.1 Sterownik VFMC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
7.2 Wzmacniacz mocy PWM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
7.3 Rozdzielacz sygnałów. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
7.4
boot code
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
7.5
flash.h
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
7.6
flash.c
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
7.7
bootload.c
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
7.8
buser.c
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
7.9
treset.c
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
7.10
vfmcload.c
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
7.11
troper.a
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
7.12
troptest.c
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Spis rysunków
2.1 Dwuwahadło. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2 Schemat poł aczen elektrycznych manipulatora. . . . . . . . . . . . . . . 10
3.1 Ogólny schemat blokowy układu sterowania manipulatorem. . . . . . . . 13
4.1 Schemat blokowy sterownika manipulatora. . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.2 Schemat blokowy VFMC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.3 Schemat blokowy VFMC - strona obiektowa . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.4 Płytka sterownika VFMC. Widok z góry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.5 Schemat blokowy wzmacniacza mocy PWM. . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.6 Płytka wzmacniacza mocy PWM. Widok z boku. . . . . . . . . . . . . . 40
4.7 Rozdzielacz sygnałów. Widok z boku. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.8 Schemat blokowy zasilacza. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.9 Kasetka zasilaczy niskonapieciowych. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.10 Widok ogólny kaset z zasilaczem i sterwonikiem manipulatora. . . . . . . 48
5.1 Pamiec sterownika VFMC po resecie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
5.2 Pamiec sterownika VFMC po inicjacji dekoderów adresów. . . . . . . . . 54
5.3 Przepisywanie programu z FLASH ROM do RAM. . . . . . . . . . . . . 55
5.4 Zawartosc pamieci po wykonaniu operacji przepisywania kodu do pa-
mieci RAM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
7.1 VFMC - strona obiektowa. Schemat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
7.2 VFMC - strona sygnałowa. Schemat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
7.3 VFMC. Obwód drukowany M1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
7.4 VFMC. Obwód drukowany M2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
7.5 VFMC. Obwód drukowany M3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
7.6 VFMC. Obwód drukowany M4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
7.7 VFMC. Rozmieszczenie elementów na płytce. Góra. . . . . . . . . . . . 70
7.8 VFMC. Rozmieszczenie elementów na płytce. Spód. . . . . . . . . . . . 71
7.9 Wzmacniacz mocy PWM. Schemat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
7.10 Wzmacniacz mocy PWM. Obwód drukowany M1. . . . . . . . . . . . . 76
7.11 Wzmacniacz mocy PWM. Obwód drukowany M2. . . . . . . . . . . . . 77
7.12 Wzmacniacz mocy PWM. Rozmieszczenie elementów na płytce. . . . . . 78
7.13 Rozdzielacz sygnałów. Schemat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
7.14 Rozdzielacz sygnałów. Obwód drukowany M1. . . . . . . . . . . . . . . 82
7.15 Rozdzielacz sygnałów. Obwód drukowany M2. . . . . . . . . . . . . . . 83
7.16 Rozdzielacz sygnałów. Rozmieszczenie elementów na płytce. . . . . . . 84
Spis tablic
4.1 Sygnały steruj ace blokiem pamieci VFMC . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.2 CON402. Interfejs QSPI. Opis wyprowadzen . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.3 CON403. Interfejs BDM. Opis wyprowadzen . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.4 CON404. Interfejs transmisji pomiedzy sterownikami. Opis wyprowadzen 22
4.5 CON405. Interfejs ł acza RS232. Opis wyprowadzen . . . . . . . . . . . 22
4.6 CON401.VFMC - magistala VME.Opis wyprowadzen . . . . . . . . . . 23
4.7 Przeł aczanie magistrali danych TROOPER’a. Opis sygnałów . . . . . . . 24
4.8 Przetwornik A/C. Wykorzystane wejscia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.9 CON303. Wejscia przetwornika A/C. Opis wyprowadzen. . . . . . . . . 27
4.10 CON301.Interfejs VFMC-Wzmacniacz mocy PWM. Opis wyprowadzen . 30
4.11 CON302. Ł acze kodera, I/O i tachometru. Opis wyprowadzen . . . . . . 31
4.12 J301. Konfiguracja kodera. Opis wyprowadzen . . . . . . . . . . . . . . 31
4.13 J302. Konfiguracja kodera. Opis wyprowadzen . . . . . . . . . . . . . . 31
4.14 J303. Konfiguracja kodera. Opis wyprowadzen . . . . . . . . . . . . . . 32
4.15 CON201. Gniazdo dla przewodu VH we wzmacniaczu mocy PWM . . . 34
4.16 CON204. Gniazdo wyjsciowo-zasilaj ace wzmacniacza mocy PWM . . . 36
4.17 Logiczny układ formowania sygnału
PWM
i
DIR
. . . . . . . . . . . . . 37
4.18 CON202, CON203. Ł acze układu pomiaru temperatury . . . . . . . . . . 39
4.19 CON503. Rozdzielacz sygnałów. Ł acze manipulatora. Opis wyprowadzen. 41
4.20 CON504. Rozdzielacz sygnałów. Ł acze zasilacza. Opis wyprowadzen. . . 41
4.21 CON501. Rozdzielacz sygnałów. Ł acze sterownika VFMC
P
. Opis wy-
prowadzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.22 CON502. Rozdzielacz sygnałów. Ł acze sterownika VFMC
Q
. Opis wy-
prowadzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.23 J501, J502, J503. Rozdzielacz sygnałów. Blokowanie sygnału gotowosci. 43
4.24 Ł acze H11 zespołu zasilaczy. Opis wyprowadzen. . . . . . . . . . . . . . 45
4.25 Ł acze H15 zespołu zasilaczy. Opis wyprowadzen. . . . . . . . . . . . . . 45
5.1 Poł aczenie TROOPER II - jednostka centralna sterownika VFMC. . . . . 51
7.1 VFMC-strona sygnałowa. Spis elementów . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
7.2 VFMC-strona obiektowa. Spis elementów . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
7.3 Wzmacniacz mocy PWM. Spis elementów . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
7.4 Rozdzielacz sygnałów. Spis elementów . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
[ Pobierz całość w formacie PDF ]

  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • emaginacja.xlx.pl

    •