基于CAN总线的多电机协调运动控制系统研究_刘涛

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华中科技大学2013年第一批大学生创新创业训练计划项目

项目负责人刘启聪张锋王广封华翼陈晓阳赵翰卿陈戈蔡硕戴志翔冯帆丁延庆李政桐杨温张剑袁希申俊豪李鹏霄毕晟丁铣范鑫刘生朱泽
年级
指导项目组成员老师陈焕新陈武忠、冯睿哲杨昆甄佳迪、王硕、沈陆威靳世平何升、朱丹晨、罗然、杨贤沛张燕平何彪、胡凯、曹锐、王金泽杨晴毕振、陈斌、崔翔赵海波林霖、赵文娟、舒梦影刘志春陈洪强、熊彪、马预谱、张煜昌罗光前陈宣龙、李澍冉李建兰索明琛、刘闵婕黄晓明马阅新、刘金戈、周浪、彭天泽杨晴周顺、杨雅之、陈建霖、刘光皓梁琳王卓、张旭升、孟涵、刘彬张林赵靖、柯彦庭、郭斌张燕平王琦、郭瑞伟罗小兵艾立文、李聪、雷宇霆、李柯桥舒水明江伟权、焦鹏东、贲腾黄晓明朱鹏程、陈家豪、黄兴忠王卓王晨阳、李凯豪吴懿平郑哲新、张湘涛、朱其文薛丽红尹圣铭、郭斌刘洁陈莹、谯燚军吴丰顺邵远城、李成斌、侯朝昭、喻奎伦魏青松王伟、张希磊、张昂李中伟陈宏伟、严航夏卫生李启建、朱士一、万雄、罗丞吴丰顺王捷、龙煌、韩莹周龙早陈池、陈万楷叶升平龚昱、潘慕晗、史慧婷夏卫生任强、彭浩周龙早陈伟波、凌芳、王奇李黎黎豪森、田杨、王睿、官天培骆汉宾秦剑飞、王豫斌、张慧杰段爱媛罗小芹、王观、俞恬、郑倩苗雨喻建军、成厚松、程建平张长清查道锋、方英杰、杜明阳、刘宗祺
华中科技大学2013年第一批大学生创新创业训练计划项目公示名单
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 院系机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院机械科学与工程学院船舶与海洋工程学院船舶与海洋工程学院船舶与海洋工程学院船舶与海洋工程学院能源与动力工程学院能源与动力工程学院能源与动力工程学院能源与动力工程学院能源与动力工程学院能源与动力工程学院能源与动力工程学院项目名称叶片三维建模和误差评价人脸识别基于单片机与传感器的智能垃圾箱基于FSAE的仪表盘设计基于PID算法的线性电子调速器的设计基于电磁控制的模块化ECU气门生成技术微型四旋翼无人机的无线传感器网络通信系统开发基于四旋翼飞行器的结构创新设计基于嵌入式linux的机器人操作系统四旋翼图像识别定位与运动对象跟踪系统的开发轮式服务机器人结构设计和运动稳定性研究 turn-safety新型地震床千分表自动检定仪器基于手机蓝牙控制的大型点阵水泡鱼缸 GO购够（新式购物车）宠物管家基于偏振相移干涉显微术的表面微观形貌测量研究超分辨率激光干涉位移测量系统移动智能导盲交互终端设计救生腰带基于android实现手机对智能机器人的通讯与控制双光栅位移传感器半潜式自主水下机器人基于ARM的船舶主动陀螺减摇装置基于LabVIEW的海洋测量船远程监控系统基于加速度计的水下结构物速度测量系统开发基于麦克风换能原理的噪音发电装置厢式电梯配重调节系统太阳能集热板多方位转动逐日装置混合散热型半导体制热/制冷一体箱可变叶片面积的小型风力发电机针对蹲便器设计的高效节水冲便器基于温差电效应的烤炉余热利用装置项目负责人赵昆明王有财刘昭陈世振阮惠恒祝强强崔帅姚远应江枫卢锦王博刘旭邹轶敏黄振东蒋建宇黄河刘冰杜俊贤刘颖晟殷子卉关康王升超王冠学毕晓波江正费林林王鹏程金粲欧彪蒋志敏胡成波蔡建华孟凡冉年级

基于CAN总线的电动车控制系统设计方案

随着现代汽车的快速发展，汽车电子设备不断增加，传统的接线方式已远远不能满足汽车愈加复杂的控制系统要求，汽车控制局域网CAN总线应运而生，它广泛应甩于汽车电子控制系统中，也是唯一一个成为国际标准的汽车局域网。

目前，由于环境污染和能源危机问题日益严重，电动汽车的发展开始得到各国的高度重视，成为未来汽车发展的主流方向。

电动汽车主要具有三大关键技术：驱动控制系统、电池电源、整车电子控制系统。

整车电子控制系统必须满足纯电动汽车的设计理念，使之既节能又简单可靠。

在目前电池技术水平下，解决两大关键技术，有助于电动汽车在中国首先市场化，其经济意义不言而喻。

电动汽车动力系统结构复杂多样，部件类型繁多。

先进高效的控制体系结构，可以使电动汽车各动力系统之间的数据交换满足简单迅速、可靠性高、抗干扰能力强、实时性好、系统错误检测和隔离能力强等要求。

本文设计了一种基于CAN总线的电动汽车整车电子控制系统，本系统采用短帧的报文结构，数据传输时间短，具有很强的抗干扰性，具有高效的非破坏总线仲裁，出错检测和故障自动关闭等优点。

1 控制系统整体结构电动车控制系统由电池管理、充电机、电动机和整车控制等模块组成。

本系统总体结构如图1所示。

由图1知，CAN通信网络上共有4个通信节点。

整车控制器接收BMS、CCS、电机控制器的报文提供的各种参数；充电机接收BMS发送的控制信息并根据报文数据的电压电流设置来工作；电机控制器接收BMS发送的电池状态信息设置来工作，同时电机控制器接收由整车控制器发送的控制信息并根据报文数据的转矩设置来工作。

2 CAN总线节点的硬件电路设计CAN是ControllerAreaNetwork的缩写，是ISO国际标准化的串行通信协议。

在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。

由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。

基于CAN总线的直流电机控制系统

摘要本文介绍的是一种应用CAN总线的直流电机控制系统，该系统以宝马LPC1768开发板为核心，主要由CAN总线控制器模块、CAN总线收发模块、电机驱动器模块、直流电机等多个模块组成，利用CAN总线通信将摄像头图像采集处理信息输入控制板控制电机转动，实现功能要求。

本次设计主要分为CAN总线通信（完成主板与电机控制板间的通信）和电机控制（利用CAN总线传来的数据进行相应动作）两个板块，其CAN属于总线式串行通讯网络, 由于采用了许多新技术以及独特的设计，与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有较高的可靠性、实时性和灵活性。

另外, CAN 总线具有成本低、接线简单的特点。

其中电机控制板块以 PWM技术控制电机运转，使其转速按照预定的规律变化。

实验表明，该控制系统通信可靠，调速性能良好，响应速度快。

本系统基本实现了设计要求，实现了通过CAN总线接收控制指令并将直流电机运动完成相应动作的功能。

该系统采用基于CAN总线的直流电机控制，提高了信息传输可靠性，减少了系统维护的成本，提高了电动机的工作效率，从而提高了整个工业生产的效率，实现了自动化、智能化、现代化的生产，有较好的应用价值。

【关键词】CAN总线通信直流电机LPC1768 PWM L298N目录摘要 (I)第一章绪论 (1)第一节概述 (1)第二节设计题目与设计内容 (2)第三节任务分工 (3)第四节本章小结 (3)第二章总体方案设计 (3)第一节设计方法简述 (3)第二节基本原理 (3)第三节工作流程 (6)第四节实物演示效果 (8)第五节本章小结 (10)第三章个人设计工作 (11)第一节电机驱动芯片的选择 (11)第二节电路的构建 (12)设计总结 (12)参考文献 (15)第一章绪论第一节概述CAN总线是一种缩写，全称应是“控制器局域网络总线”，是英文Controller Area Network的首字母组合而成的。

它是总线的一种，与我们常见的USB总线属于一类概念，只不过CAN总线采用差分信号传输，有很强的错误检测能力，通信距离远，因此被用到一些特殊的场合，比如汽车，厂矿等干扰较强的地方。

基于CANopen协议实现多电机系统实时控制

中图分类号:T M30112 文献标志码:A 文章编号:100126848(2009)0920053204基于C ANopen 协议实现多电机系统实时控制李　澄,赵　辉,聂保钱(哈尔滨工业大学控制与仿真中心,哈尔滨　150001)摘　要:以混合动力试验台的研制为背景,结合车辆控制中CAN 总线的普及应用,分析并采用CAN 总线的高层CANopen 协议,实现了试验台中多电机系统的实时控制。

提供的CANopen 主从站节点的构建与设置以及功能编程方法,在系统实际运行中得以充分验证。

相关实现方案适用于多数工业自动化应用场合。

关键词:CAN 总线;CANopen 协议;多电机系统控制;现场总线;电机控制I m ple m en t a ti on of Rea l 2ti m e Con trol of M ulti 2m otor Syste m sBa sed on CANopen Protocol L I Cheng,ZHAO Hui,N IE Bao 2qian(Contr ol and Si m ulati on Center,Harbin I nstitute of Technol ogy,Harbin 150001,China )Abstract:Taking the devel opment of a HEV (Hybrid Electric Vehicle )test bench as the backgr ound,taking the popular app licati on of CAN bus in the vehicle industry int o account,this paper p resented a sche me t o i m p le ment the real 2ti m e contr ol of multi 2mot or syste m s in the test bench .One of CAN high layer p r ot ocol,CANopen had been analyzed and adop ted t o realize the real 2ti m e communicati on .Thebuilding and setting of the CANopen master and slave nodes,and relevant p r ogra m fl ow charts were p res 2ented in detail .Verified by the teat and operati on of the real syste m ,the sche me that app lied in this pa 2per is app licable in most industrial aut omati on app licati ons .Key W ords:CAN bus;CANopen p r ot ocol;Multi 2mot or syste m s contr ol;Fieldbus;Mot or contr ol收稿日期:20082052310　引　言CAN 总线是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络[1]。

毕业博士生获省部级以上科研奖励情况

自然科学奖
未授奖
109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123
孙晓光王玲王玲苏晓杰陈硕刘强初佃辉初佃辉初佃辉初佃辉夏龙齐宏拓雷作涛雷作涛李邦盛
基于摩擦金属学研究的纳米改性耐磨新材料与应用电子电器产品无铅化共性技术研究与应用典型高端家电产品绿色制造关键技术研究及应用不确定切换系统的滑模控制理论研究教育部博士研究生学术新人奖自韧a-SiAlON陶瓷材料的微结构控制及其高温性能的相关基础研究基于射频技术的现代国际物流管理信息系统面向中小企业信息化的软构件及其开发平台第九届山东省优秀青年科技奖基于构件复用技术的船舶建造协同管理软件系统反应制备新型陶瓷的基础研究高层建筑钢管约束钢筋混凝土技术研究与应用中远红外非线性光学晶体XXX生长技术及应用中远红外非线性光学晶体磷化锗锌生长技术及应用高比强合金熔铸技术基础研究
科技进步奖科技进步奖科技进步奖科技进步奖
三等奖三等奖三等奖三等奖
20 21 22 23 24 25
唐岚查富生陈志国陈志国陈志国陈志国
高海拔大容量远距离输电中行波故障测距技术研究面向MEMS精密作业的微小型移动机器人火山灰材料在道路工程中的应用研究火山灰材料在道路工程中的应用研究季节性冻土地区路基路面稳定技术研究季节性冻土地区路基路面稳定技术研究
发明奖科技进步奖科技进步奖科技进步奖科技进步奖科技进步奖
一等奖二等奖三等奖二等奖二等奖二等奖
26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46
陈志国陈志国柳浩徐平鞠春华吕民吕民张辉叶平叶平叶平王纲王纲王纲宋煜孟华孟华孟华孟华韩凤晶韩凤晶

西安交通大学本科生科研训练和实践创新基金项目结题验收结果

电信学院
两轮自平衡移动机器人系统设计与实现
桂若伟
汪金亮、肖显峰
昝鑫
合格
2012010
电信学院
面向移植适应症普适医疗网络地数据诊断问题研究
刘连理
宋涵彧、王瑜、卢笑言、王映周
赵仲孟、王嘉寅
合格
2012004
电信学院
基于机器视觉地自动寻迹智能模型车系统设计与实现
关新宇
方超伟、张骏
昝鑫
合格
2012014
电信学院
西北地区粘土尘粒对污染物表面吸附及非均相反应特性研究
马惠颖
王志洋、孙成斌、李晓东、李曦
刘艳华
优秀
2012083
管理学院
基于信任服务（credence-based services）地医患问题研究
蒋鹏
黄东旭、王修贤、王晓檬、陶晶
高杰
优秀
2012044
理学院
锂离子电池负极材料Co3O4地控制合成及其电化学性能研究
王琴
谭思璐、刘亚坤、代鹏、张亚锋
郭菊娥
合格
2012086
管理学院
西安高新区建设世界一流科技园区地对策研究
陶玮哲
许婷、魏子荐
韩平
合格
2012078
管理学院
大学生创业地初始资源及其获取方式
李德铭
贝丽珠、李春晓、郭静雅、孙嘉楠
赵文红
合格
2012082
管理学院
我国商业银行实际利差形成机理研究
郭凯
崔雨竹、张玉林、任光茫、郭舒雅
合格
2012042
机械学院
基于气动人工肌肉地肘部康复装置设计
折应双
张永强、周伟、占一方、于清泰
刘吉轩

基于CAN总线的嵌入式测试系统

基于CAN总线的嵌入式测试系统内蒙古科技大学信息工程学院李胜玉刘涛武志超摘要：本文给出了一种基于CAN总线的高速嵌入式测试系统的设计方案及其软硬件的实现方法，对32位汽车专用芯片Mac7112中的FlexCAN模块及CAN口收发芯片TLE6250的特性和用法作了简要的介绍。

关键词：FlexCAN、嵌入式测试系统（ETS）、TLE6250引言测试是系统开发过程中十分重要的一个步骤，是保证产品质量的有效手段之一，本文介绍了一种实时、高效、稳定的测试软件的设计，通过CAN总线实现下位机与上位机的连结，CAN 总线是一种多主方式的串行通讯总线，具有较高的传输速率，优良的抗电磁干扰性，支持差分收发，适合高噪声环境，可实现较远的距离的传输的优点。

1 硬件设计测试系统的硬件原理图见图1，主要由微处理器Mac7112和CAN口收发芯片TLE6250两部分构成。

Mac7112是Motorola公司最新生产的32位嵌入式汽车专用芯片，它内部集成图1 CAN口测试系统原理图（略）FlexCAN模块（见图2），FlexCAN完全符合CAN2.0B协议标准，支持标准帧（11bit）和扩展帧（32bit）两种帧格式，是一种非常灵活的邮箱式系统，拥有多达32个消息缓冲（MB），每个消息缓冲具有独立的收发功能，内嵌544字节的RAM以供邮箱使用，在无消息传送接收时，这些RAM可被MCU使用，每帧消息可传送和接收数据在0-8个字节之间，最大不能超过8个字节，最高可达的传输速率为1Mbps。

FlexCAN模块在逻辑上实现了传输数据的编码和解码，但要想与CAN总线上的数据实现正常联系，还需要借助总线驱动器。

TLE6250是FlexCAN模块与CAN总线之间的实现物理连接的驱动芯片。

TLE6250是Infineon公司生产的一种CAN口收发芯片，支持传送速率高达1Mbps，有良好的抗瞬变、抗射频和抗电磁干扰的特性和宽广的工作范围（-40℃--150℃），具有短路保护和过温保护功能，非常适合在工作环境较恶劣的系统中使用。

基于CAN总线的多电机协调运动控制系统研究

２１００年２月
机床与液压
ＭＡＣＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＣＳＨＩＩ
Ｆｂ２０ｅ．０１
Ｖｏ．８Ｎｏ３１３．
第３８卷第３期
Ｄ：０３６／．ｓｎ１０ＯＩ１．９９ｊｉ．０１—３８．０００．２ｓ８１２１．３０４
Ｐａｔａｅｕｔｈｗｔｅｔｃｎｃｌｐａｔｒｆｈｓｃｎｒｌｓｓｅｍｅｔｔｃｎｌｇｅｕｒｍｅｔ．ｒｃｉｌｒｓｌｓｏｈｅｈｉａａｍｅｅｓｏｉｏｔｙｔｍｅｅｈｏｏｙｒｑｉｃｓｒｔｏｅｎｓ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｍｕｔｍｏｏｔｎｃｎｒｌｓｓｅｓｕｅｒｎｒｄｌｎｉｄｓｉｌａｅ．ＩＳｉｏｔｎｏｉｒｖｎｙ－ｌ — ｔｒｍｏｉｏｔｙｔｍｉｓｄｍｏｅａｄｍｏｅｗｉｅｙｉｎｕｔａｒａｉｏｏｒｔｍｐｒｔｔｍｐｏｉｇｓｎ ’ ａｅｒｎｚｄａｃｒｃｆｌ — ｔｒｍｏｉｎｃｎｒｌｓｓｅｈｏｉｅｃｕａｙｏｔｍｏｏｔｏｔｏｙｔｍ．Ｔｅｓｒｃｕｅｏｌ — ｔｒｍｏｉｎｃｎｒｌｓｓｅｗｓｐｏｏｅａｅｎｍｕｉｏｈｔｕｔｒｆｍｕｔｍｏｏｔｏｔｙｔｍａｒｐｓｄｂｓｄｏｉｏｏ
Ｋｅｗｏｄ：Ｍｕｔｍｏｏｔｎｃｎｒｌｓｓｅ；Ｃｕ；ＳＡＩ０ｙｒｓｌ— ｔｒｍｏｉｏｔｏｙｔｍｉｏＡＮｂｓＪＯ０

机床上下料机械手毕业设计任务书

一、设计（论文）题目：数控机床上下料机械手设计二、专题题目：高速切削的数控加工工艺三、设计的目的和意义：通过对机械设计制造及其自动化专业机制方向大学本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的检测、控制仪器的制作，能够充分、完整地体现电子信息工程专业类毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论到实践的有机结合。

本设计能够广泛应用于家庭、车站、码头、医疗机构等需要对人体温度进行实时检测的场所，满足用户对体温实时测试的要求，并能够对体温进行实时显示和对体温异常现象进行报警。

目前，本设计的国内外研究及应用主要体现在2003年全国抗击“非典”期间，清华大学深圳研究所研制的“红外数字体温计”以及同时期出现的国内其他生产厂家制作的“数字遥感体温计”。

四、设计（论文）主要内容：（1）机械手的整体结构设计及其总装图、液压系统图和PLC接线图以及具体零件图的绘制（一张零号图，三张一号图，二张二号图，合计三张零号图）（2）具体设计过程及其合理性的文字说明。

五、设计目标：完成对机械手的总体结构设计，主要是设计合理的液压传动系统，以及PLC控制程序，能合理地控制机械手上下料。

六、进度计划：2006年3月13日至3月31日进行为期3周的生产实习；4月1日至4月20日完成对设计题目的资料收集与查询；4月21日至5月31日完成对设计图纸的绘制；6月1日至6月20日完成毕业设计说明书的编写；6月21日至6月24日最后的审稿及说明书和图纸的打印。

七、参考文献资料：1 付永领,王岩,裴忠才.基于CAN总线液压喷漆机器人控制系统设计与实现.机床与液压. 2003, (6): 90~922丁又青,朱新才.一种新型型钢翻面机液压系统设计. 机床与液. 2003, (5): 128~1293刘剑雄, 韩建华.物流自动化搬运机械手机电系统研究.机床与液压.2003, (1): 126~1284 徐轶, 杨征瑞,朱敏华,温齐全. PLC在电液比例与伺服控制系统中的应用.机床与液压.2003, (5): 143~1445胡学林.可编程控制器(基础篇).北京: 电子工业出版社, 2003.6胡学林.可编程控制器(实训篇).北京: 电子工业出版社, 2004.7孙兵,赵斌,施永康.基于PLC的机械手混合驱动控制.液压与气动.2005, (3): 37~398孙兵,赵斌,施永康.物料搬运机械手的研制.机电一体化. 2005, (2): 43~459王田苗,丑武胜.机电控制基础理论及应用. 北京: 清华大学出版社, 2003.10李建勇.机电一体化技术.北京: 科学出版社, 2004.11王孙安, 杜海峰, 任华.机械电子工程. 北京: 科学出版社,2003.12 张启玲, 何玉安. PLC在气动控制称量包装装置中的应用.液压与气动.2005, (1): 31~3313赵文.数字控制技术在龙门刨床电控系统中的应用.电气传动.2005. 35 卷(3): 55~5714沈兴全, 吴秀玲.液压传动与控制.北京: 国防工业出版社, 2005.15王宪军, 赵存友.液压传动.哈尔滨: 哈尔滨工程大学出版社, 2002.16徐灏等.机械设计手册.第5卷.北京: 机械工业出版社, 2000.17陈铁鸣, 王连明, 王黎钦.机械设计(修订版).哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社, 2003.18 邓星钟.机电传动控制(第三版).武汉: 华中科技大学出版社, 2001.19 西门子自动化与驱动集团(SIEMENS AG). S7-200系统手册. 2002.20 蔡行健. 深入浅出西门子S7-200 PLC. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2003.22 张利平.现代液压技术应用220例.化学工业出版社,2004.23 高西林. 锻床上料机械手. 轻工机械. 2001,(2):24 李春波, 王大明, 李哲, 王祖温. PLC控制的气动上下料机械手. 液压气动与密封, 1999. 12. (6): 21~2425 尹自荣, 熊晓红, 骆际焕, 王建坤. 数控上下料机械手的研究及应用. 锻压机械. 1994, (6): 3~526 张波, 李卫民, 尚锐. 多功能上下料用机械手液压系统.2002，(8): 31~3227 侯沂, 刘涛. 装卸机械手设计研究. 机械. 2004, 第31卷(6): 53~5428 叶爱芹, 袁金强. PLC在机械手控制系统中的应用. 安徽技术师范学院学报. 2001, 15卷(4): 64～6529 王会香, 孙全颖. 自动涂胶机械手的PLC控制. 哈尔滨理工大学学报. 2002，7卷(5): 16~1830 潘沛霖, 杨宏, 高波, 吴伟光. 四自由度折叠式机械手的结构设计与分析.哈尔滨工业大学学报. 1994, 26卷(4): 90~9531 刘新一. 多工位自动冲床机械手控制器设计. 广州大学学报（综合版）. 2000, 第14卷(3): 19~2032吉爱国, 冯汝鹏, 郭伟, 张锦江. 计算机在机械手控制中的应用. 机械与电子. 1996, (6): 8~9指导教师：院（系）主管领导：年月日。

江南大学2015年江苏省大学生创新创业训练计划项目拟推荐项目一览表

薛诗女钟一凡,欧阳千琰,魏立群,史倩芸支运波、蔡爱国余梦巧周旭星洪佳佳费灿亚黄蕊王启豪赵增辉李慧杜家玉王昕彤蒋思慧沈苏明,郑佳敏,余帆,杨艺丁均匀,李明洪,舒俊炜,杜镇韬张云琪,陈宇轩,陈安琪,李卓董田,赵家瑶,余青如,祁茗夏翔宇,方岚,刘雨萱,石皓南巩佳超,楚浩然,刘荣至,高远石畅,钮德宇,操莹,李雅瑜吴祺,薛泳波,张文科,郑炜韬黄雯雯,黄艳艳,冯泽安,杨瑜成柳青青,舒梦兰,万英超,汪晗田楚楚,王萌,曹美君,樊悦钱鹏江杨永清曹鸣、姜靓张焕勇孙顺远王呈、宋书林施冬健刘和、刘宏波田亚平张泽南、刘小娴朱晋伟、于海云
零价金属/酸/氧体系处理难降解废水的研究指导项目关节腔注射用温敏型缓释凝胶的制备及性能指导项目考察小型细分子富氧水制备装置的制造近红外光谱的肉类分选技术研究指导项目指导项目
“潜水型志愿者”网络可交互服务平台 — 指导项目 —帮助了解残障人士大数据时代下企业社会工作借助融媒体介入指导项目研究嵌入式智能体温脉搏手表的研制指导项目
基于通信约束的多智能体网络的一致性研究一般项目中国传统元素与儿童玩具创新设计新常态下长三角创业环境GEM分析及比较研究工业级ph仪表的设计与实现指导项目指导项目指导项目
基于物联网的智能电梯维保平台设计与开发指导项目骨修复用多巴/聚乳酸复合材料的制备与性指导项目能研究城市污泥热解制备生物炭过程中温度对热解指导项目油热解气的影响研究氨肽酶在不同蛋白原料的复合梯度定向酶切指导项目中的应用女性高管、乐观情绪与成本费用粘性研究指导项目
江南大学2015年江苏省大学生创新创业训练计划项目拟推荐项目一览表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 项目名称儿童防拐卖、走失可穿戴式设备交互设计基于CAN总线的实验室安全监控系统设计士多啤梨酵素发酵剂及生物活性的研究收线机绕线自动换盘装置双亲无规共聚物改性环氧树脂的研究项目类型一般项目一般项目一般项目一般项目一般项目项目负责人张玺张春宇谢小芳李韶淼陈亚鑫钱奕含杜盛郁吴雨佳郑杨婷孙文隆王宁田思蕾王越邱亚楠项目组成员姜曼,王橙,王灵韵,柯钦曹叶琳,谢瑜,贺涵,李恩扬高海燕,吴舒宁,余文杰,张梦天高哲,李楠,刘涛,赵泽伟任媛,倪旭,谢艳玲,熊雪晴刘丹青,任方情,凌晨,朱晓丹陈宇开,陈钊炀,余诗洁,汪良闫欣,苑琳,栾嘉蕴,刘铭新沈月,陈栋,冯志勇,陈豆陈宣含,沙莉,王杰,罗飞韦琪,于坤玉,赵婧同,马宏利陈禹绮,张宇,陈可璇,王建刘志鹏,赵恺,王慧琳,张小倩封旭艳,周艳春,陈彦斌,冯星指导老师余雅林楼旭阳赵国忠唐正宁、沈培玉罗静卢立新蒋建中桑田、王跃科冯伟徐颖秦王登峰王文龙聂尧董洪伟所在学院设计学院物联网工程学院食品学院机械工程学院化学与材料工程学院机械工程学院化学与材料工程学院理学院物联网工程学院物联网工程学院环境与土木工程学院校团委生物工程学院物联网工程学院

2019年天津自然科学基金项目拟立项清单

手性药物结晶对称破缺机制与拆分强化研究
稀土高分子杂化发光水凝胶的构筑及其光刺激响应行为研究
基于金属-有机骨架的合成氨电催化复合材料
特殊浸润性三维结构体阵列的仿生构筑及操控流体输运的研究酸敏感修饰惰性微纳米载药粒子的红外驱动扩散与跨膜传质过程设计与强化糖抗原 Globo-H 类似物的化学酶法合成、疫苗的制备和免疫评价基于木质素磺酸盐修饰的纳米纤维素表面负载银纳米颗粒的尺寸调控机制研究
承担单位
天津大学天津市装备设计与制造技术重点实验室天津大学材料科学与工程学院天津职业技术师范大学机械工程学院天津职业技术师范大学机械工程学院天津科技大学天津市卤水化工与资源生态化利用重点实验室天津大学天津市分子光电科学重点实验室
天津农学院园艺园林学院
天津大学理学院
天津大学天津市现代药物传递及功能高效化重点实验室河北工业大学天津市本质安全化工技术重点实验室天津师范大学天津市功能分子结构与性能重点实验室
附件 1
2019 年天津市自然科学基金项目拟立项清单
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
项目名称
面向异构信息网络的实体链接研究
面向移动边缘计算的高效与可靠服务供应机制研究基于嵌入表征和深度学习的移动应用回调结构分析及安全缺陷检测研究基于深度学习的乳腺结节早期智能化筛查和辅助诊疗系统研究
南开大学
天津大学中国人民解放军陆军军事交通学院天津大学
天津大学
中国民航大学
南开大学
中国民航大学
南开大学
申请人石嘉黄薇陈洪丽杨晓霞鄢小卿李凤娄少峰利成宁姚池董学刘安安路鹏程李娜

can总线控制多台电机实验

该电路的主要功能是通过can总线接收来自上位机的数据进行分析组态然后下传给下位机的控制电路实现控制功能当can总线接口接收到下位机的上传数据sja1000就产生一个中断引发微处理器产生中断通过中断处理程序接收每一帧信息并通过can总线上传给上位机进行分析
•机械与电子工程学院
制作人：**
基于CAN总线的分布式电机控制
左边的微动开关接P35外部中断1，判断 can总线是否属于闲暇状态；右边是串行通信芯片；
晶振接单片机图，外接电源和电解电容
SJA1000 芯片、两个光电耦合器及Can总线控制器
SJA1000 在电路中是一个总线接口芯片，通过它实现上位机与现场微处理器之间的数据通信。该电路的主要功能是通过CAN总线接收来自上位机的数据进行分析组态然后下传给下位机的控制电路实现控制功能，当 CAN总线接口接收到下位机的上传数据，SJA1000就产生一个中断，引发微处理器产生中断，通过中断处理程序接收每一帧信息并通过CAN总线上传给上位机进行分析。AT89C51是CAN总线接口电路的核心，其承担 CAN控制器的初始化、CAN的收发控制等任务。
08电气工程及自动化<1>班组长:& 成员：**
设计方案电路框图（控制过程）
1、单片机驱动电机实现电机的正反转、调速；显示器功率驱动器方向控制Fra bibliotekCan总线
单片机
电机
2、电机速度反调回单片机显示在显示屏
速度检测
电路板制作过程：
(1)、Protel 99 SE软件的使用 (2)、电路图绘制（生成sch文件） (3)、pcb图绘制 (4)、pcb板的雕刻 (5)、元器件的焊接 (6) 、Keil uVision3软件编程

基于CAN总线的直流电机控制系统

系统硬件结构以及软件实现做了详细介绍，并进行了实验验证。以ＤＳＰ处理器作为主站主控芯片，
ＡＲＭ处理器作为从站主控芯片。基于ＣＡＮ总线的主从站控制结构，不仅使程序得到了简化，而且还减
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＡＮ；ＤＣｍｏｔｏｒ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｈａｒｄｗａｒｅｓｙｓｔｅｍ
随着工业的发展以及对产品机械性能和质量要求
制定并发布。该技术规范共包括Ａ和Ｂ两个部分。其中２．０Ａ给出了ＣＡＮ报文标准格式，２．０Ｂ给出了
电机的控制算法主要采用的是增量式pid算法它根据给定值与实际输出值构成控制偏差旧j将偏差的比例p积分i和微分d通过线性组合构成控4实验结果当主控制器dsp发送控制命令0x01010c13时表示对第一个从站电机进行速度控制此时在数据段写万方数据测控技术2015年第34卷第4期入从站电机需要达到的速度便可实现电机的速度控制图5所示为电机速度设置为300rmin时测得的电机速度随时间变化曲线
基于ＣＡＮ总线的直流电机控制系统
・１０１・
基于ＣＡＮ总线的直流电机控制系统
肖承东，王坤东，葛盎，王螟
２００２４０）（上海交通大学仪器科学与工程系，上海
摘要：针对多电机驱动的情况，设计了一种基于ＣＡＮ总线的直流电机控制系统。对ＣＡＮ协议的制定、

步进电机多轴运动控制系统的研究

步进电机多轴运动控制系统的研究1. 本文概述随着现代工业自动化和精密控制技术的快速发展，步进电机因其高精度、易于控制等特点，在多轴运动控制系统中扮演着至关重要的角色。

本文旨在深入研究步进电机在多轴运动控制系统中的应用，探讨其控制策略、系统设计及性能优化等方面的问题。

本文将概述步进电机的基本原理和工作特性，分析其在多轴运动控制中的优势。

接着，将重点探讨步进电机在多轴控制系统中的控制策略，包括开环控制和闭环控制，以及这两种控制策略在实际应用中的优缺点比较。

本文还将详细讨论多轴运动控制系统的设计与实现，包括硬件选型、软件编程及系统集成等方面。

特别关注步进电机与控制器之间的接口技术、运动控制算法的实现，以及系统在实际工作环境中的稳定性和可靠性。

本文将探讨步进电机多轴运动控制系统的性能优化方法，包括速度、精度和效率等方面的提升策略。

通过实验验证和数据分析，评估不同优化策略的实际效果，为步进电机在多轴运动控制系统中的应用提供理论指导和实践参考。

本文将从原理分析、控制策略、系统设计到性能优化等多个方面，全面深入研究步进电机在多轴运动控制系统中的应用，旨在为相关领域的研究和实践提供有益的参考和指导。

2. 步进电机原理及特性步进电机是一种特殊的电机类型，其运动不是连续的，而是按照固定的步长进行。

这种电机的特性使其非常适合需要精确控制位置和速度的应用场景。

步进电机通常被用在开环控制系统中，因为它们不需要持续的反馈信号来调整其运动。

步进电机的工作原理基于电磁学。

电机内部包含一系列电磁极，当电流通过这些电磁极时，它们会产生磁场。

这些磁场与电机内部的永磁体相互作用，产生旋转力矩，从而使电机转动。

通过控制电流的方向和顺序，可以控制电机的旋转方向和步长。

步进电机的主要特性包括其步距角、定位精度和动态性能。

步距角是电机每接收一个脉冲信号所转动的角度，这个角度通常很小，可以在5到8之间。

定位精度是指电机能够准确到达的目标位置，这主要取决于电机的制造精度和控制系统的精度。

基于CAN总线的分布式电机控制

摘要本文探讨的是利用CAN总线的接口技术实现对从属电机转速的实时调控的系统，此次实验以C51单片机为控制核心进行数据的收发、处理，并设计相应的上位机程序实现PC机与MCU的通信，将各个从属单片机的发送的电机速度通过CAN反馈到PC机软件界面以供实时查看，并且通过上位机发送电机的速度至下位机，所要接受调控的电机所处的MCU便接受此数据并调节点击相应的速度。

该实验结果表明该系统工作稳定，人机界面合理易用，实时图像监控及各个电机状态控制良好，并可以为系统升级作了接口。

关键词：C51单片机; SJA1000; 串口通信; CAN总线目录0引言 (2)0.1 系统工作流程 (3)0.2 系统各个组成部分及其功能介绍 (3)0.3 系统各个组成部分的核心部件或技术 (4)1 系统设计 (4)1.1 硬件电路设计 (4)1.2节点主要元件电路原理 (5)1.3系统总体核心电路设计原理 (6)1.4 软件设计 (7)2.系统测试 (10)3结语 (10)4 参考文献 (11)5 致谢 (11)0引言CAN总线是控制器局域网总线的简称，它属于现场总线范畴，是一种能有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，它可将挂接在现场总线上作为网络节点的智能设备连接成网络系统，并进一步构成自动化系统，从而实现基本的控制、补偿、计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控管一体化的综合自动化功能。

CAN总线智能节点在分布式控制系统中起着承上启下的作用。

它位于传感器和执行机构所在的现场，一方面和上位机进行通信，以完成数据交换；另一方面又可根据系统的需要对现场的执行机构或者传感器进行控制和数据采集。

它常常将一些简单的过程控制程序放在底层模块中，从而减少了通信量，提高了系统控制的实时性。

0 系统陈述0.1 系统工作流程PC机（操控室）ID+速度主MCUCAN网络从MCU从MCU从MCU从MCUID:1电机ID:2电机ID:8电机ID:9电机SPEEDSPEEDSPEEDSPEED ID+SPEED ID+SPEE D图0.1 系统工作流程图首先工作人员利用计算机发送数据ID+速度，该数据被主MCU接收，该主MCU将数据发送到CAN网络上，各个从MCU均接收此数据，然后各个MCU对数据进行判断是否符合自己的ID，如果符合则接收此数据并将此速度发送至电机调整电机速度，同时将电机运转后的速度在发送到CAN网络上，主MCU就会从CAN上接收到此数据并传到计算机上供工作人员校审；如果不符合则将此数据丢弃并维持自己的状态。

CANopen协议在电机系统控制中的应用

CANopen协议在电机系统控制中的应用陈小娟;王良顺【摘要】对CAN高层协议CANopen进行了阐述,结合实际的电机系统试验台,构建了CANopen主从站节点,对它的功能与设置进行了研究,实现了基于CANopen 协议的电机系统实时控制.试验结果表明,该方案适用于多数工业自动化应用场合.【期刊名称】《甘肃科学学报》【年(卷),期】2014(026)005【总页数】4页(P72-75)【关键词】CANopen协议;现场总线;电机控制【作者】陈小娟;王良顺【作者单位】中国船舶重工集团公司第七一三研究所,河南郑州 450015;中国船舶重工集团公司第七一三研究所,河南郑州 450015【正文语种】中文【中图分类】TP27现场总线在控制系统中的应用使各领域的综合自动化控制技术飞速发展,成为控制领域的一个新热点.而CAN总线是现场总线领域中一种很有前途的通讯技术,因其具有可靠性高、抗干扰性强、开发简单、造价低廉及其短帧传输和无破坏仲裁技术等优点而应用极为广泛.但CAN本身并非一个完整的协议,只包括物理层和数据链路层两个底层协议,要进行高效率的通讯还需要进一步开发高层协议[1].1 CANopen协议剖析CANopen协议详细规定了通讯模式、网络管理、相关参数的设定和不同领域应用的典型模式等内容[2],其示意图见图1.CANopen协议中对象字典是核心概念,其他的各种通讯模式和相关网络管理都通过访问对象字典来实现.下面分析说明CANopen协议中的几个重要的概念[3-6]. 图1 CANopen协议应用示意图Fig.1 Schematic diagram of the application of the CANopen protocol1.1 对象字典对象字典是CANopen协议中最重要的概念.通过访问可以得知各节点的状态,确定网络的通讯模式,选择相应的网络管理,与输入输出端口相接,存储具体应用中的输入输出数据.对象字典是网络中所有相关参数和变量的有序组合,通过16-bit的索引和8-bit的子索引寻址.CANopen网络中通过SDO(Service Data Obiect,SDO)通讯对对象字典进行读写访问.进行读访问系统操作采用默认模式；进行写访问则根据用户的需求改变相应的操作模式.对象字典中对不同的参数规定不同的访问方式:只读方式(RO)、只写方式(WO)、读写方式(WR)、必选/可选方式(M/O).1.2 通讯模式考虑到自动化系统中数据流量的不同需要,CANopen定义了四种通讯模式. (1)服务型数据通讯(SDO) 用于传输节点参数和与结构有关的组态数据,访问对象字典.SDO通讯用于对象字典的读写访问,以实现对节点参数的设置、下载程序、定义PDO(Process Data Obiect,PDO)通讯的类型和数据的格式等,优先级较低.SDO通讯协议需建立起两个节点间点对点的通讯,允许传送任意长度的数据,可以多于8个字节.(2)过程数据通讯(PDO) 用于传输正常网络操作中的实时数据.PDO用于实时数据传输,优先级较高,数据的长度不得多于8个字节.PDO通讯可以由任意节点发送数据,由任意数目的其他节点接收.PDO的相关参数可以选择对象字典中的默认值,也可以由SDO通讯动态配置.PDO通讯的模式如下：① 同步通讯模式；② 查询模式；③ 事件驱动模式.(3)网络管理(NMT) 用于网络中主节点对从节点监控和管理.NMT(Network ManagementTool,NMT)用于管理和监控网络中的各个节点.网络中确定一个节点为NMT主站(即网络管理员),主站作为主站时不和其他节点一起参与仲裁,只具有管理功能,不执行管理功能时主站也可以运行应用程序,参与SDO和PDO 通讯.NMT可以进行以下几种网络管理：① 状态管理；② 节点保护；③ 分配特定标识符(DBT服务)；④ 禁止时间服务.状态管理控制CANopen节点的初始化、预操作和操作状态的转换[7].如图2所示. 图2 节点的操作状态及相互转换Fig.2 Operation and mutual conversion of nodes各个状态可以在主站的控制下进行转换.初始化状态中不允许传输数据,预操作状态中,通过SDO通讯可进行系统的参数设置,不允许PDO通讯.操作状态是正常的工作状态,允许进行PDO和SDO通讯.(4)预定义数据对象定义了三个用于同步、应急指示和时间标记的特定对象.用于配合以上三种通讯.2 CANopen通讯的设计与实现本研究采用CANopen协议实现了两电机系统的协调控制,试验平台系统结构如图3所示.图3 电机系统结构Fig.3 Structural diagram of the motor system两电机的驱动器与主控计算机之间的通讯采用CAN接口.系统运行时,上位机对各电机驱动器发送控制指令,同时采集必要的电机运行参数.为保证数据传输的可靠性和控制的实时性,同时确保系统间通讯的简便以及符合今后应用要求,系统实现上采用CANopen通讯协议.2.1 通讯参数设计系统中2台电机驱动器作为CANopen网络内的不同节点与上位机进行实时通讯.电机控制指令的传输与运行数据的读取均以PDO方式完成,上位机作为主站给各个电机驱动器从站发送速度指令,同时各个驱动器从站将电机的实际速度和负载位置回送上位机进行实时控制并保存数据.试验台电机的指令和响应数据均选取4字节32位字长,每台电机节点在每个采样点上控制所需数据量小于24字节,因此,对于2节点的控制总数据传输量每周期小于48字节.考虑到试验台不作太长距离的数据传输,在选择CAN通讯最大250 Kbps 波特率的条件下,可得到电机控制最小的采样周期为考虑到系统程序中其他功能的时间消耗,对平台系统的两节点控制采用10 ms的采样周期,充分满足了试验台的控制要求.2.2 通讯程序设计电机控制的通讯程序设计流程,首先进行主站CANopen接口配置,选择波特率,完成CANopen板卡的初始化,将2台电机驱动器添加为网络的节点.其后,通过SDO报文读/写对象字典的方式对从站设备进行参数修改,检验主从站设备是否运行正常.接收到NMT报文后,系统进入操作状态,开始实时控制,主从站采用PDO报文的同步周期方式,实现指令和运行信息的双向读取.驱动器通讯参数配置见表1.表1 驱动器通讯参数配置Table 1 Communication parameters of the driver报文类型COB-ID作用NMT0X000接收主节点发送的状态转换报文TPDO30X383接收方位力矩电机反馈的目标位置RPDO40X503发送速度指令到方位力矩电机TSDO0X603发送主节点需要的对象字典信息RSDO0X583执行主节点对对象字典的相应操作流程编程实现的系统CANopen总线调试如图4所示,利用CAN分析工具得到的监测报文如图5所示[8,9].图4 CANopen主站程序流程Fig.4 Flow chart of the CANopen master program图5 监测报文内容Fig.5 Contents of monitoring messages报文分析结果显示,主从站互连后,CAN报文消息流应答无误,通讯成功.3 结语CANopen协议以其免费公开、透明简单和程序开发容易的特点在工业自动化领域应用广泛,成为目前欧洲最流行的CAN高层协议之一.研究在介绍该协议的基础上,提供了基于CANopen协议的电机控制系统的设计和实现方案,通过具体试验验证了CANopen协议在电机控制上的可行性.该实现方案也用于工业自动化中其他多节点的随动或过程控制系统.【相关文献】[1] 邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,1996.[2] BOTERENBROOD H.CANopen High-level Protocol for CAN-bus[M].NIKHFF Internal Documentation,2000.[3]史久根,张培仁,陈真勇,等.CAN现场总线系统设计技术[M].北京:国防工业出版社,2004.[4] 马新彪.基于SJA1000智能CAN节点的设计与实现[J].甘肃科学学报,2007,19(2):102-106.[5] 王宜怀,刘晓升.嵌入式应用技术基础教程[M].北京:清华大学出版社,2005.[6] 饶运涛,邹继军,郑勇芸.现场总线CAN原理与应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.[7] 任玮蒙,陶维青.基于CAN总线的高层协议CANopen[J].自动化技术与应用,2007,26(4):128-130.[8] 郇极,杨斌,魏继光.一种开放式的现场总线协议CANopen[J].制造业自动化,2002,24(10):33-34.[9] 何光宇,胡正.针对工业控制的CANopen系统[J].微计算机信息,2003,12(4):5-6.。