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第1章 运动控制实践概述1

1.1 安全概述1

1.2 运动控制系统基本概念和典型结构1

1.3 运动控制实践的形式及特点2

1.4 基本实验系统的组成3

1.5 实验室规划体系4

第2章 运动控制基本实验5

2.1 认知实验（一）5

2.1.1 实验室通用二维XY平台的组织结构5

2.1.2 控制箱6

2.1.3 计算机7

2.1.4 附件7

2.1.5 PCI型运动控制器8

2.1.6 电气连线及软件安装8

2.1.7 系统初始状态10

2.1.8 系统维护及故障处理10

2.2 基本器件简介11

2.2.1 联轴器11

2.2.2 丝杠12

2.2.3 导轨13

2.2.4 步进电机13

2.2.5 交流伺服电机14

2.2.6 驱动器14

2.2.7 光栅尺15

2.2.8 编码器15

2.3 认知实验（二）15

2.4 演示实验16

2.5 运动控制平台初步调试实验17

2.6 单轴PID控制实验17

2.7 单轴电机运动控制实验——速度规划22

2.8 二维插补原理及其实现实验25

2.9 数控代码编程实验31

2.10 反向间隙实验44

2.11 电子齿轮实验52

2.12 西门子MM420变频器的初步使用实验54

2.13 双闭环不可逆直流调速系统实验67

第3章 运动控制课程设计类课题72

3.1 课程设计总要求72

3.2 运动控制卡的VB初步开发73

3.2.1 基本要求73

3.2.2 设计思路与提示73

3.3 较复杂图形的数控代码编程73

3.3.1 基本要求73

3.3.2 设计思路与提示74

3.4 运动控制卡的VC初步开发74

3.4.1 VC软件介绍74

3.4.2 按钮触发内部变量增减并显示75

3.4.3 运动控制卡单轴伺服（步进）的寸动实现87

3.4.4 拓展实践与思考题93

3.5 单片机实现步进电机的控制94

3.5.1 基本要求94

3.5.2 设计思路与提示94

3.6 西门子FM357-2位控模块的初步应用95

3.6.1 硬件设计95

3.6.2 FM357-2模块软件安装98

3.6.3 模块参数配置99

3.6.4 模块调试工具测试步骤104

3.6.5 模块调试106

3.6.6 后续工作110

3.7 基于变频器与PLC的单闭环PID控制110

3.7.1 目的110

3.7.2 系统描述110

3.7.3 软件编程112

3.7.4 仿真调试120

3.7.5 软、硬件联合调试121

3.7.6 拓展实践与思考题121

3.8 交流伺服驱动器的初步应用121

3.8.1 安川∑-V系列位置模式及应用122

3.8.2 台达ASDA-B2系列速度模式与串口Modbus控制124

3.8.3 拓展实践与思考题147

3.9 回零（找参考点）及其实现148

3.9.1 回零的概念和作用148

3.9.2 常用回零步骤148

3.9.3 运动控制卡的单轴回零编程150

3.9.4 运动控制卡的多轴同时回零编程153

3.9.5 单片机的单轴回零实现153

3.9.6 拓展实践与思考题154

第4章 运动控制创新实践／毕业设计类课题155

4.1 运动控制平台的VB综合开发应用155

4.1.1 运动控制平台系统的组成156

4.1.2 XY平台机械本体156

4.1.3 GT-400系列运动控制器的性能157

4.1.4 运动控制器与伺服系统的匹配157

4.1.5 方案设计158

4.1.6 VB的安装158

4.1.7 VB的使用158

4.1.8 动态链接库159

4.1.9 图形的选择159

4.1.10 监控系统的开发步骤159

4.1.11 开发编程160

4.1.12 系统的调试162

4.1.13 综合测试结果163

4.1.14 程序清单163

4.2 基于VC运动控制卡的综合开发应用168

4.2.1 课题基本要求168

4.2.2 设计思路与提示168

4.3 单片机控制步进电机的软硬件设计168

4.3.1 课题基本要求168

4.3.2 设计思路与提示168

4.4 步进电机的驱动器设计168

4.4.1 课题基本要求168

4.4.2 参考方案168

4.5 直流电机的控制系统设计171

4.5.1 课题基本要求171

4.5.2 参考方案171

4.6 无刷直流电机驱动器设计172

4.6.1 课题基本要求172

4.6.2 设计思路172

4.7 基于单片机的单轴控制系统172

4.7.1 课题基本要求172

4.7.2 参考方案172

4.8 ARM/DSP控制无刷直流电动机174

4.8.1 课题基本要求174

4.8.2 设计思路与提示174

4.9 基于单片机和步进电机的多轴协调控制175

4.9.1 课题基本要求175

4.9.2 设计思路与提示175

4.10 基于现场总线的同步控制系统175

4.10.1 课题基本要求175

4.10.2 设计思路与提示175

4.11 基于变频器的恒压供水系统175

4.11.1 课题基本要求175

4.11.2 设计思路与提示176

4.12 基于单片机的遥控小车设计176

4.12.1 课题基本要求176

4.12.2 参考方案176

4.13 擦黑板机器人的研制179

4.13.1 设计要求179

4.13.2 设计过程概况179

4.13.3 主要内容及创新点180

4.13.4 本科毕业设计论文范文180

4.14 视觉引导SCARA机器人抓取系统设计181

4.14.1 工业相机图像采集181

4.14.2 SCARA机器人的正解与反解控制192

4.14.3 后续工作203

4.15 四轴飞行器设计203

4.15.1 相关理论203

4.15.2 硬件系统设计208

4.15.3 上位机调试软件的使用212

4.15.4 姿态解算算法设计213

4.16 论文写作与课题汇报交流220

参考文献224

附录 本科毕业设计论文范文225