基于DSP的视觉焊缝跟踪控制系统的设计

目前，随着科技水平的进步，人们对焊接质量的要求越来越高，为了保证焊接质量，通常配备焊缝自动跟踪系统。视觉传感方式由于其采集信息量大，避免了与工件直接接触，易于实现焊接跟踪智能化，在焊缝跟踪领域得到广泛的应用。由于主动光视觉与被动光视觉相比具有抗干扰能力强等诸多优点，所以本文采用基于主动光视觉的焊缝跟踪系统。 论文第一部分介绍了焊缝跟踪图像采集与处理系统。对本文中所使用的图像传感器、光路系统的结构及获取特征点的图像处理方法进行了说明。 第二部分对焊缝跟踪控制系统的硬件设计进行说明。硬件部分主要是以TMS320F2812数字信号处理器为核心进行外围电路的设计。包括电源模块、串口通信模块、CAN口通信模块、接口电路模块等。为了使跟踪系统达到所需要的精度和快速性，电机是系统组成中一个非常重要的环节，是很关键的组成部件。所以本部分最后对伺服电机的选型过程进行详细说明。 第三部分介绍控制系统的软件结构。控制器软件系统包括初始化模块、串行通信模块、CAN通信模块、指令处理模块、纠偏控制模块等。针对超前检测式跟踪机构的特点，推导出超前偏差公式，实现纠偏控制模块的功能。 最后对控制方法进行仿真研究。针对焊缝跟踪系统的特点，应用MATLAB的Simulink模块进行控制方法的仿真研究。设计了PID控制器和模糊控制器，分别进行仿真研究，并且对仿真结果进行对比分析。

基于DSP的烟支在线检测及调整系统

针对高速卷接机组检测电路结构复杂,检测和调整相对滞后的问题,基于烟支质量检测的基本原理,设计开发了基于DSP的烟支质量检测及智能调整系统。本文讨论了该系统硬件和软件的设计思想及系统的组成结构,对该系统的各个模块的功能及实现方法进行了详尽的描述。通过对高速卷接机组工作过程进行在线检测,实现对烟支质量的控制及不合格烟支的剔除,做到实时智能处理,保证了烟支的质量。

基于DSP的烟支重量控制系统的研究与开发

目前，烟草科技发展的一个重要方向是在改造进口烟机控制设备的基础上，实现烟机核心控制技术的自主知识产权，同时利用当前最新的软件技术和硬件技术不断提高烟机控制技术的发展，促进我国烟机的自动化水平。 本文依托于中科院沈阳自动化研究所自动化装备研究室的项目——PASSIM卷接机组改造。烟支的重量控制是卷接机组决定烟支质量的关键部分，鉴于旧式的PASSIM卷接机组的重量控制系统MAID-N存在着以下不足：没有紧头跟踪功能，体积很大，接口关系复杂，数据传输效率低，电路维修率高，精度较低。因此对重量控制系统的改造采用DSP芯片作为整个系统的核心处理器，缩小了系统体积，提高了系统运行速度和控制精度。基于DSP的烟支重量控制系统实时采集烟支重量信号、计算烟支重量、坏烟剔除，同时还增加了紧头跟踪控制功能。 本文首先介绍了烟支重量控制系统的原理，包括重量控制信号的产生，影响重量控制精度的因素和烟支重量信号的梳理分析。接着介绍了DSP技术，着重于其在烟支重量控制系统中的应用和系统设计中用到的DSP芯片TMS320F2812的结构和外设资源。然后介绍了系统设计流程，包括硬件和软件部分的设计。硬件电路主要是输入信号的滤波处理电路和电机执行部分的硬件设计。软件部分的设计包括基于F2812的AD模块实现过采样算法，烟支重量控制算法实现，紧头跟踪算法设计。软件部分还介绍了系统的通讯设计。最后对新系统在现场运行的情况进行了数据采集，分析表明系统控制精度满足要求。

烟支综合质量检测系统装置的开发应用

本文依托于中科院沈阳自动化研究所自动化装备研究室的项目——PASSIM卷接机组改造。PASSIM卷接机组是从英国MOLINS公司引进的设备，限于当时的硬件设计技术、芯片封装技术和通信技术，导致系统控制体积大，系统内部之间的连接也很复杂，同时旧的检测标准也不符合现在的要求。在消化吸收了国外设计思想的基础上，开发出了新型的烟支质量检测控制系统。在新的检测控制系统中采用了TI公司的DSP处理器，TMS320F2812完成系统中的数据采样、A/D转换和数据处理等功能，由于DSP处理器的A/D 采样精度高，运算速度快，满足了系统在速度和精度上的要求；同时，系统选用CYGNAL公司的单片机8051F020与上位机进行RS-485数据通讯，DSP与单片机之间采用双口RAM来共享数据。系统很好的完成了数据采集处理和数据交换的功能，对烟支质量做到了检测准确，剔除实时，取得了良好的使用效果。 本文首先对卷烟机的构成和控制系统作了简单的分析和介绍，剖析了烟支质量检测的原理，包括重量、稀释度和空头信号的产生，采集和处理。接着详细阐述了系统的具体方案设计，结合卷烟机工艺要求，按检测信号的分布将系统分为三个检测子站，对子站的设计进行了详细的分析。设计分为硬件和软件部分，硬件部分包括芯片的选择和接口电路的实现，软件则主要用来实现对重量、稀释度和空头信号的处理分析，及时剔除不合格烟支。最后介绍了系统在现场对传感器的校准和参数调整过程，并对运行结果进行了分析，实践证明系统是高效可靠的，满足了检测和控制的要求。