第六章 智能光电系统应用实例

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智能照明系统在商业场所的应用案例研究

智能照明系统在商业场所的应用案例研究

智能照明系统在商业场所的应用案例研究随着科技的不断发展和人们对节能环保的日益重视,智能照明系统在商业场所的应用逐渐受到关注。

智能照明系统是通过将传感器、无线通信和智能控制技术应用于照明设备,实现灯光的智能化管理和节能效果的最大化。

本文将分析几个实际应用案例,探讨智能照明系统在商业场所的应用潜力和价值。

1. 酒店行业:提升客户体验和节能效果智能照明系统在酒店行业的应用可以提升客户体验和节能效果。

通过安装传感器和智能控制器,可以实现酒店房间内灯光的智能控制。

例如,当客人进入房间时,传感器可以自动感应到并开启灯光,当客人离开房间时,灯光将自动关闭,以避免浪费。

此外,酒店还可以根据客人的需求和不同场景,通过预设情景模式来自动调节灯光的亮度和色温,提供更加舒适和个性化的灯光环境。

2. 超市与零售业:改善照明效果和管理效率智能照明系统在超市和零售业中的应用可以改善照明效果和管理效率。

传感器和智能控制器可以根据天光亮度自动调节灯光亮度和色温,以提供更加舒适和符合商店氛围的照明效果。

此外,智能照明系统还可以与商店的POS系统、库存管理系统等进行联动,实现对照明设备的集中控制和管理,从而提高能源利用效率和减少运营成本。

3. 办公场所:提升员工工作效率和舒适度智能照明系统在办公场所的应用可以提升员工的工作效率和舒适度。

传感器和智能控制器可以根据员工的工作习惯和环境要求,自动调节灯光的亮度和色温,以提供适合工作的照明环境。

例如,在员工离开工作区域一段时间后,灯光可以自动关闭以节约能源;当员工需要专注工作时,可以提供适当亮度的灯光;而在员工会议或休息时,灯光可以调整为柔和和舒适的状态。

这些调节不仅可以提高员工的工作效率,同时也可以改善员工的工作环境,增加员工的舒适感和满意度。

4. 餐饮业:改善用餐体验和节能效果智能照明系统在餐饮业中的应用可以改善用餐体验和节能效果。

传感器和智能控制器可以通过检测餐馆内的人流量和环境亮度来自动调节灯光的亮度和色温。

人工智能在智能灯光系统中的应用

人工智能在智能灯光系统中的应用

人工智能在智能 灯光系统中的应 用
人工智能技术介绍
人工智能技术的基本概念和原 理
人工智能技术在智能灯光系统 中的应用
人工智能技术在智能灯光系统 中的优势和局限性
未来人工智能技术在智能灯光 系统中的发展趋势和展望
人工智能在智能灯光系统中的应用场景
家庭环境:通过语音控 制、手机APP等方式, 实现家庭灯光的智能化 控制,提高居住舒适度。
● 提升商业价值:在商业环境中,智能灯光系统可以通过与营销策略相结合,营造独特的氛围和品牌形象,吸引顾客。例如, 可以根据不同活动或时间段自动调整灯光效果,增加商业价值。
● 拓展应用领域:人工智能在智能灯光系统中的应用不仅局限于家庭照明,还可以拓展到办公、酒店、博物馆等场所,为不 同场景提供个性化的照明解决方案。 总之,人工智能在智能灯光系统中的应用具有广泛的应用价值和市场前景。随着技 术的不断发展和普及,智能灯光系统将在未来发挥更加重要的作用,为人们的生活和工作环境带来更多便利和舒适。
兼容性问题:不同品牌、不同型号的智能 灯光系统之间如何实现兼容,避免出现互 不兼容的情况,也是未来需要解决的问题。
智能灯光系统的未来发展方向
更加智能化:通过深度学习和人工智能技术,实现更加智能化的灯光控制,满足用户 个性化需求。
更加节能环保:通过优化灯光控制和能源管理,降低能耗和减少碳排放,提高环保 性能。
节能环保:智能 灯光系统可以根 据实际需求自动 调节亮度,避免 浪费电能,同时 也可以减少对环 境的影响。
商业场所智能灯光系统应用案例
商场:根据客流量和营业时间自动调节灯光亮度,营造舒适的购物环境 办公室:根据天气和时间自动调节灯光亮度,提高员工工作效率 会议室:根据会议需求自动调节灯光亮度,营造舒适的会议氛围 展览馆:根据展品和观众需求自动调节灯光亮度,增强展品展示效果

利用智能光通信的例子

利用智能光通信的例子

利用智能光通信的例子智能光通信是一种新兴的通信技术,利用光传输信号,结合智能化设备和算法,实现高速、高效、安全的数据传输。

下面列举了10个利用智能光通信的例子。

1. 智能城市管理:智能光通信可以用于建立智能城市管理系统,实现城市各个部门之间的高速数据传输和信息共享。

例如,通过光纤网络连接交通管理中心、环境监测中心、城市规划部门等,可以实时监控交通情况、环境质量等,提高城市管理的效率和协调性。

2. 智能物流:智能光通信可以用于物流行业,提高物流操作的效率和精确度。

例如,利用光纤传输数据,可以实现仓库和运输车辆之间的实时通信,及时调整物流计划和路线,减少货物损失和运输时间。

3. 智能医疗:智能光通信可以用于医疗行业,实现医疗设备和医疗数据的智能化管理和传输。

例如,利用光纤传输医疗数据,可以实现医院内不同科室之间的快速数据共享,提高医疗服务的质量和效率。

4. 智能交通:智能光通信可以用于交通行业,实现交通信号的智能化控制和管理。

例如,利用光纤传输交通信号数据,可以实时监测交通流量和交通情况,智能调整交通信号灯的时间,优化交通流畅度和减少交通拥堵。

5. 智能能源管理:智能光通信可以用于能源行业,实现能源设备的智能化监控和管理。

例如,利用光纤传输能源数据,可以实时监测能源消耗和能源供应情况,智能调节能源供应和能源使用,提高能源利用效率和节能减排。

6. 智能农业:智能光通信可以用于农业行业,实现农业设备和农田的智能化管理和监控。

例如,利用光纤传输农田数据,可以实时监测土壤湿度、气温等信息,智能调节灌溉和施肥,提高农作物生长质量和产量。

7. 智能安防:智能光通信可以用于安防行业,实现安防设备的智能化监控和报警。

例如,利用光纤传输视频监控数据,可以实时监测安防区域的情况,智能识别异常行为并及时报警,提高安全性和防范能力。

8. 智能教育:智能光通信可以用于教育行业,实现教育资源的智能化管理和共享。

例如,利用光纤传输教育资源,可以实现远程教育和在线教育,让学生在家就能接受优质教育资源,提高教育公平性和教育质量。

人工智能应用于智能家居照明系统的案例

人工智能应用于智能家居照明系统的案例

人工智能应用于智能家居照明系统的案例智能家居照明系统是近年来快速发展的领域之一,随着人工智能技术的不断进步,越来越多的智能家居产品开始应用人工智能技术,以提高舒适度、便利性和能源利用效率。

本文将以案例的形式介绍人工智能应用于智能家居照明系统的实际应用,包括智能灯具控制、个性化照明调节和环境感知等方面。

一、智能灯具控制在传统的家居照明系统中,通过物理开关控制灯光的开关和亮度。

而有了人工智能技术的智能家居照明系统,用户可以通过语音指令或手机APP实现对灯光的远程控制。

例如,某公司推出的智能灯泡产品可以通过与智能音箱连接,实现语音控制灯光的开关和亮度调节。

用户只需说出相应的指令,灯光就会根据用户需求进行相应的变化。

这种智能灯具控制方式方便快捷,提高了用户的使用体验。

二、个性化照明调节除了传统的灯光控制,人工智能技术还可以实现对智能家居照明系统的个性化调节。

通过学习用户的光照习惯和偏好,智能家居可以自动调节灯光的色温和亮度,以满足不同用户的需求。

以某智能照明系统为例,该系统通过摄像头感知用户的面部表情和环境亮度,并结合用户的历史使用数据进行分析。

根据用户的情绪和需求,智能系统可以自动调节灯光的亮度和色温。

比如,当用户感到疲倦时,系统会自动调暗灯光亮度和改变色温,营造一个更加舒适的环境,有利于用户的休息和放松。

这种个性化照明调节方式使得智能家居更加智能化和人性化。

三、环境感知另一个人工智能应用于智能家居照明系统的重要方面是环境感知。

智能家居可以通过感知周围环境的状态,来自动调节灯光,提供更加适宜的照明效果。

举例来说,某智能家居的照明系统中,装有多个传感器,可以监测室内的光照、温度、湿度等环境参数。

当外界光线减弱时,系统会自动开启照明设备,并调整亮度和色温;当温度过高时,系统可以结合照明设备调节光线的亮度和色温,来营造一个更加凉爽的室内环境。

这种环境感知技术可以提高智能家居的能源利用效率,也为用户提供了更加便利和舒适的居住体验。

能源行业智能化应用案例

能源行业智能化应用案例

能源行业智能化应用案例随着科技的迅猛发展,智能化已经成为各行各业的发展趋势。

在能源行业中,智能化应用不仅能提高生产效率,降低能源消耗,还能改善环境保护和安全性能。

本文将介绍一些能源行业智能化应用的经典案例,以展示智能化在能源领域的巨大潜力。

案例一:智能电网智能电网是利用信息通信技术对传统电网进行升级改造的重要方向。

通过对电网各个环节进行监控、控制和调度,智能电网能够实现对能源的高效利用和优化配置。

在中国,某地区的智能电网项目实施后,电网的运行效率大大提高,供电可靠性增强,电网安全性也得到了提升。

该项目采用了物联网技术和大数据分析,通过智能计量、智能开关、智能变压器等设备的安装和互联,实现了对电力系统的远程监测和控制。

同时,通过对历史用电数据的分析和预测,能够合理制定用电计划,优化能源供应,避免用电高峰期的过载。

案例二:智能照明系统传统照明设施存在能源浪费的问题,同时也会对环境造成一定的污染。

而智能照明系统的应用则能够解决这些问题。

某办公大厦的智能照明系统在实际应用中取得了良好的效果。

该系统利用传感器和自动控制技术,根据人员活动情况和光照条件来调整灯光亮度和开关状态。

当检测到没有人在房间内活动时,系统会自动关闭灯光以节约能源;当检测到光照不足时,系统会自动调节照明亮度,提供舒适的工作环境。

案例三:智能能源管理系统某物流企业引入了智能能源管理系统来优化能源使用效率。

该系统通过监测和分析电力、燃气、水等能源的消耗情况,并与生产和运营数据进行关联,能够为企业提供能源使用的指导和建议,实现能源的高效利用。

系统通过大数据分析,识别能源的低效使用点并提出改进措施,帮助企业实现能源消耗的降低。

同时,系统还能够监测能源设备的运行状态,及时发现异常情况并进行预警,提高设备的安全性和可靠性。

案例四:智能汽车充电系统随着电动汽车市场的快速发展,智能汽车充电系统成为了必不可少的基础设施。

某地区引入了智能汽车充电系统,有效解决了电动汽车充电难的问题。

光电检测技术应用实例

光电检测技术应用实例

光电检测技术应用实例概述光电检测技术是一种利用光电元件对活动目标进行检测和测量的技术。

它通过感知目标对光线的影响,如反射、散射、吸收和透射等,来实现对目标属性的检测和测量。

光电检测技术广泛应用于各个领域,如工业自动化、安全监控、机器人导航等。

本文将介绍光电检测技术在工业自动化领域的应用实例。

应用实例一:物体计数在生产线上,往往需要对通过的物体进行计数,以实现对产量的监控和控制。

传统的机械计数器容易出现误差和故障,并且无法适应高速生产线的需求。

光电检测技术则提供了一种高精度、高效率的物体计数方法。

一种常见的光电检测技术应用实例是利用红外传感器对通过的物体进行计数。

红外传感器可以发射一束红外光并接收反射回来的光信号,当物体经过时,会阻挡光线并使传感器接收到的光信号发生变化。

通过对光信号进行处理和分析,就可以实现对物体的计数。

这种光电计数系统具有高稳定性和高精确度的特点,可以适应高速运动的物体计数需求。

而且它还可以对物体的尺寸、形状等属性进行检测和分析,从而实现更精细化的控制。

因此,在工业生产线上广泛应用了这种光电计数系统,提高了生产效率和产品质量。

应用实例二:位置检测在机器人导航、自动化仓储系统等领域,常常需要对物体的位置进行准确定位和跟踪。

光电检测技术可以实现对物体位置的精确检测,从而提供定位和导航的基础。

一种常见的光电检测技术应用实例是利用激光测距传感器进行位置检测。

激光测距传感器可以利用发射激光束并接收被测物体反射的激光束,通过测量激光信号的时间延迟,就可以计算出物体与传感器的距离。

通过在不同位置安装多个激光测距传感器,可以实现对多个物体位置的同时检测。

通过对多个位置信息的综合分析,可以实现对物体的精确定位和跟踪。

这种光电检测技术在机器人导航、无人驾驶等领域发挥了重要作用,为智能系统提供了精确的定位和导航功能。

应用实例三:质量检测光电检测技术还可以应用于产品质量检测和缺陷识别。

通过对光学特性的检测和分析,可以实现对产品表面的缺陷、异物等问题的及时发现和处理,提高产品质量和工作效率。

第6章_光电系统设计PPT课件

第6章_光电系统设计PPT课件
图6-2频率响应特性
由图知,它如同一个低通滤波器的频率特性,即:
s f
so
1
1 2
f
2
2
(6-4)
式中,s(o)是频率为零(直流)或者频率很低时的响应率,f 是光信息的频
率, 为时间常数。
当频率增加时响应率 s f 要降低,当 s f 降到 s o 的 1 2 时所对应
的频率 f0 ,称为上限载止频率,这时有 1 2 f0。
率光谱分布分别是a ()和o (),光电检测器的光电灵敏度系数为s()时,那 么检测器件的输出 I ()可表示为:
I
(
)
2 1
s
a
o
d
(6-1)
上式表示出了光电检测器件的输出与光谱波长之间的关系,式中 1 和 2 分别为辐射下限波长和上限波长。
光源的辐射波长有一定的范围,存在有峰值波长,光电子检测器件对 波长有选择性,存在一个最灵敏的波长,为充分利用光能, 要求:光电器件与辐射源在光谱特性上相匹配。
第三节 光电系统的设计原则
在光电系统设计时,应针对所设计的光电系统的特点,遵守一些重要 的设计原则。
一、匹配原则
光电系统的核心是光学变换与光电变换,因而光电系统的光学部分 与电子部分的匹配是十分重要的。这些匹配包括光谱匹配、功率匹配和 阻抗匹配。匹配的核心是如何正常选择光电检测器件。
1.光谱匹配
光谱匹配是指光学系统的光谱特性与光电检测器件的光谱灵敏度特 性相匹配。在光电系统设计中,光谱匹配的核心是光源的光谱峰值波长 应与光电检测器件对光谱的灵敏波长相一致。通常是先根据光电系统的 功能要求确定光源,然后再根据光源的峰值波长选用与之光谱匹配的光 电检测器件。
若入射光的波长 为单色光,这时输出电压V 或 I 电流与入射单色 辐射通量 之比称为光谱灵敏度或光谱响应率。

光电检测系统应用举例和原理

光电检测系统应用举例和原理

光电检测系统应用举例和原理光电检测系统是一种利用光电效应原理将光信号转换为电信号进行测量、控制或信息处理的装置。

其基本工作原理包括以下几个步骤:
1. 光电转换:当光线照射到光电元件(如光敏二极管、光电倍增管、光电池等)上时,光能被转换为电能。

这一过程基于光电效应,即在特定条件下,光子与材料相互作用可导致电子从价带跃迁至导带,从而产生电流。

2. 信号放大与处理:产生的微弱光电流通常需要经过放大电路进行放大以提高信噪比,并通过滤波、整形等手段将其转化为可以进一步分析和应用的电信号。

3. 信息读取与输出:处理后的电信号可以根据具体应用要求,通过显示设备显示测量结果,或者连接到控制系统实现自动控制功能。

光电检测系统的应用举例包括但不限于:
光电开关:用于检测物体的存在与否或位置变化,例如在自动化生产线中判断物料是否到达指定位置。

光电转速计:通过检测旋转物体上的标记反射回来的光强度变化来测定转速,广泛应用于电机、风扇等各种机械设备的速度监控。

汽油液面检测:在汽车油箱内使用反射型光电传感器,根据反射回来的光强变化判断汽油液位的高度。

厚度测量:在工业生产中,可通过非接触式光电检测技术,利用透射或反射原理测量薄膜、板材等的厚度。

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光电传感器的关键部分为光敏元件,本系统中要求
光敏元件灵敏度高,线性度好,暗电流及噪声小。常 见的半导体光敏元件有光电管、光电倍增管、光敏电 阻、光电池、光电二极管、光电三极管等。
本设计选用光电二极管。
光电传感器由发光二极管和光敏二极管组成。发光二 极管在工件的一侧发出经调制的红外光,工件的另一侧由 光敏二极管接收,,光敏二极管在加反向电压VCC时,反 向电流(光电流)与光照强度成正比,即光电流ID是光通 量的函数G(Φ),而光通量Φ为小孔直径D的函数F(D), 所以光生电流为小孔直径D的函数;光生电流再由检波电 路放大(系数K)及滤波处理可得到输出电压值U(D)。其 数学函数传递关系如下:
AS配置模式
AS配置模式的电路图:
JTAG配置模式
JTAG配置模式电路图:
实时能量控制系统中FPGA各个功 能模块单元的实现
1、寄存器单元模块的设计 2、计数单元模块的设计 3、占空比可调的PWM波输出模块的设计
占空比可调的PWM波输出模块的设计
1、所实现的PWM的频率范围在100HZ到20KHZ, 占空比是在0至100%之间连续可调的。
原理图; HDL文本
综合
FPGA 适配
功能仿真 时序仿真
FPGA 编 程下载
在线测试
FPGA芯片的配置
三种配置模式: 1、AS配置模式; 2、JTAG配置模式; 3、PS配置模式;
对三种配置模式的选择是通过对FPGA芯片 上的MSEL引脚的高低电平来实现。我们选择 前面两种配置模式,即AS配置模式和JTAG配 置模式,将MSEL的引脚接为低电平即可。
基于DSP和FPGA的激光加工控制系统研究
课题的研究内容
1、分析DSP和FPGA的内部结构和工作机理。 将两者相结合的控制技术运用到激光加工系 统中,实现了高精度、高速的控制输出。
2、利用FPGA的现场可编程逻辑特性,实现占 空比和频率均可调的PWM波输出。
3、开发基于DSP和FPGA的CNC系统。利用 FPGA实现了轨迹规划中的精插补功能。
扩展存储器
电源模块

位 机
C P
USB接口电路
DSP F2812 核 心处理芯片
JTAG 下 载 接 口电路
U
JTAG 下 载 接 口电路
FPGA 译 码 、 精插补、脉冲 输出电路
步进电机
DSP在控制系统中的功能
1、负责于上位机通信。
2、对图形数据进行读取和存储。
3、对图形数据进行必要的运算和处理,生成符 合FPGA所需要的加工数据。
此面积可以看作是许多长方形的小面积 之和。则以上公式可以变为:
积分器模块
如果取△t = 1 则公式变为:
数字积分原理
积分用求和运算代替:
数字积分器原理图
数字积分器的改进-数控振荡器 (NCO)
由于通过数字积分器发出的脉冲不是连续 的,因此必须对其进行改进,使最后输出的脉 冲在一定的时间段内是等间隔的即是均匀的。 数控振荡器可以完成这部分工作。
电脉冲盘式传感器即光电编码器,它可以将位移偏 转量变为电脉冲,然后通过一定的方法对电脉冲进 行截取计数,最后得到数字输出量输出到控制卡或 计算机。
如图所示,在转动圆盘边缘上等角距地开一些孔,光源发 出的光经圆盘的孔透过,被光电元件接收。当盘转动时, 光源发出的光经圆盘遮挡交替地照射到光电元件上,经放 大整形后得到脉冲序列输出。计数电路记录脉冲个数,就 可测得转角大小,由连接轴直径即可换算为位移偏移量。
系统时钟 Cly_sys
清零 累加

32位累加器
Fcn频率控制
溢出脉冲输出
进给脉冲输出模块
• 正负脉冲输出
OUT则输出正向上的脉冲,DIR输出负向上的脉冲
• 脉冲 + 方向输出
OUT将输出脉冲,而DIR则输出方向信号,其为高 电平时则正向输出,为低电平时负向输出
高速、高精度CNC系统PCB图
命令缓冲器
• 启动模式 • 控制模式 • 输出模式
输出模式 控制模式 启动模式
D23 ~ D16 D15 ~ D8 D7 ~ D0
译码单元模块的设计
FPGA的一个常用的功能就是对DSP的地址信号进行译码产生 相应的片选信号。下图是通过FPGA实现DSP对AD669的读写控制。
译码单元模块的设计
占空比可调的PWM波输出模块的PCB
基于DSP和FPGA的CNC高速精确 轨迹规划
1、参数接受模块的设计 2、译码单元模块的设计 3、加、减速控制模块的设计 4、时钟发生器模块的设计 5、脉冲计数模块的设计 6、积分模块的设计 7、进给脉冲输出模块的设计
参数接收模块的设计
参数接收模块的实现主要是通过多个寄存器、命令缓冲器、状 态缓冲器和片选信号来实现的。
由于光电码盘与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速 旋转。光源发出的光经光盘遮挡后交替的照射到光敏元件上,由光 敏元件产生的电信号经放大整形电路处理后得到脉冲序列输出。最 后由外围的计数电路记录产生的脉冲个数,就可以测得码盘的转角 大小,最后由转轴直径即可以换算为加工工件的位移量,从而可以 计算出加工工件的速度。
F
针对香烟水松纸激光打孔,设计一种在高速打孔 过程中对水松纸的透气度进行在线检测的一种装置。 该装置是利用光电传感器原理,检测透过某一面积光 通量,由光敏元件转变为电信号,再对电信号进行放 大、检波及滤波处理,送数据采集系统采集并动态显 示。
由于该检测的特殊性,市场上没有适合的成品光电 传感器,传感器由自行设计。
激光打孔的透气度的在线检测
在激光打孔的应用中,许多情况下要求对材料加工出高
密度的微小孔,目的就是为了增加材料的透气度,如对香 烟水松纸、膏药等薄型材料打孔。 香烟水松纸是用于包扎香烟过滤嘴,其宽度58mm左右, 即两根过滤嘴的宽度。在现代的香烟商业中,通常在包扎 过滤嘴前,在靠近水松纸条的两边缘利用激光各打出两排 小孔带,打孔的目的就是为了增加过滤嘴的透气度,减小 吸烟的危害。所打孔的孔径小于0.1mm,孔距在0.3-3mm 内可调,打孔时走纸速度能达到150m/min。按孔距1mm, 每秒钟单排打孔数在2500个左右,对每个小孔的质量及时 检测是不太可能的,也不是目的所在,所关心的是水松纸 打孔后的透气度的大小及均匀性问题。
设计中用两路信号进行差分比较,可以消除由于红外光穿 透工件产生的干扰及其它共模噪声。
激光飞动标刻
飞动标刻是指在被标刻材料连续运动(匀速或 变速)时,激光光束跟随材料运动同步移动的 标刻技术。
为了实时获取标刻位置和达到飞动标刻效果, 必须能够实时、精确获得材料运动产生的位移 量和方向。
为了能够直接获得数字信号输出,一般采用光
4、利用FPGA的可编程逻辑特性实现了占空比和 频率均可调的PWM波,实现了加工中的能量 实时控制。
FPGA开发工具
1、DXP2004 用于制作印制电路板 2、Quartus 5.0 用于生成FPGA所需的配置
文件 3、Modelsim5.8 用于对所实现的FPGA进
行仿真和验证。
FPGA开发流程
通过FPGA产生的片选信号的时序仿真图:
加、减速控制模块
加、减速控制模块的设计和研究是运 动的核心。一个完整的直线运动过程可 分为加速、匀速、减速过程。速度变化 曲线如下:
加、减速控制模块
加、减速控制模块的 = f(t) 的积分运算就是求此函数曲 线包围的面积S:
4、与FPGA进行通信、实现数据的传输,提供加 工数据。
FPGA在激光加工控制系统中的功能
1、与DSP的连接,即与DSP基于双端口RAM的 通信,实现DSP与其的数据传输。
2、对DSP的接口进行扩展。由于DSP的I/O口的 数量是有限的,所以必须利用FPGA对其进行 相应的接口扩展。
3、将DSP所处理的图形数据进行精插补,最后以 脉冲的形式输出,控制步进电机的动作。即实 现精确的轨迹规划功能。
4、在以FPGA为核心的精插补运算中,可以实现一次、 两次甚至高次曲线插补,适合多坐标轴的联动控制。 其输出的脉冲更具均匀性,使电机的运动更具平稳性, 从而使加工的效果更好。
基于DSP和FPGA的运动控制技术的特点
1、高速的数值运算能力 2、高精度的运动控制能力 3、执行部件更具平稳性
运动控制系统结构框图
计算机上次获取的脉冲数值,x表示记数电路最大
记数值,L表示每脉冲代表的生产线位移长度。
通过上位机接口设置标刻所需的一些诸如激光功率、标刻速度等加工参数以及 激光开关光的控制指令,并发送给下面的DSP芯片,DSP接受到这些指令之后,将 这些参数和控制指令送给可编程逻辑器件(CPLD);可编程逻辑器件则根据这些 参数和指令发出需要设置的输出激光功率、速度信息,并输出至振镜控制器;开 关光控制模块用于控制激光的关断与开启;D/A控制输出模块用于控制所标刻图 文的位置信息;而脉冲计数模块则用于计算由光电编码盘产生的脉冲数,可以实 现对光电编码盘输出的脉冲进行精确的计数,以实现对加工工件速度的精确的获 取。
寄存器包括: R1(用于记录当前位置); R2(用于记录加速时速度的起始值或降速 的目标值); R3(用于记录加速时速度的目标值或降速的 起始值); R4(用于记录加速过程中的加速度值); R5(用于记录降速过程中的加速度值); R6(用于扩展功能); R7(用于存储不同速度所对应的脉冲频率的分频系数)
在标刻过程中,光电编码盘用于实时探测标刻工件的速 度,探测所得信号经放大整形、CPLD计数后变为数字信号 反馈到DSP中;DSP将得到的速度信号进行处理并对加工参 数进行相应修正补偿,再及时输出至控制振镜控制器以确 保标刻效率。
当激光器在流水线上以一定加工参数工作的时候,DSP 会实时查询来自CPLD和光电编码盘获取的加工速度,并 将该速度数据与已经固化在ROM中的速度数据进行比较 ,如果发现偏差,便根据相应算法和此偏差速度数据对加 工速度进行修正,并将修正后的结果及时传送至CPLD器 件,最后再利用修正后的速度参数控制振镜控制器。在飞 动标刻中,缩短了参数数据传送的路径,降低了传输数据 带来的时间延迟,提高了激光加工的效率;同时,也解决 了加工工件运动所带来的标刻图文变形,实现了高质量的 标刻。
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