一、现场总线控制系统的现状与未来（论文文献综述）
张腾[1]（2021）在《机场履带式工程机械行驶控制器及数据通讯系统研发》文中研究表明在机场道面成型机的开发背景下,本文根据机场施工机械的实际智能化行驶需求,依据总线分布式的理念,设计了履带式智能机械的行驶控制器及数据通讯系统。本文主要进行了以下工作:对履带式工程机械进行行驶状态运动分析,得到了行驶过程中履带式工程机械运动学参数和左右电机转速间的关系,并且将通过性最好的原地差速转向作为履带式工程机械的转向工况。在考虑滑移滑转情况下得到双边电机转速和横摆角速度的关系,进行Simulink仿真,得到应用于全自动作业模块反馈信号的简化关系式。提出基于CAN总线的数据通讯系统结构,设计各模块硬件接口和通讯方式,并以此搭建传感器和人机交互层模块。针对通讯需求,设计了CAN总线协议模块,该模块在硬件设计上有多种可选择的输入接口且具备光耦隔离等特点。软件上使用μC/OS-II操作系统进行多线程编程,实现多个数据通讯端数据帧在多厂商软件协议和CAN自定义协议之间的转换。该系统减轻行驶控制器的工作负担,并且增强了系统的适配性。使用NI-Crio 9042作为行驶控制器,采用状态机的理念设计软件总体框架。软件模块设计中,使用NI-XNET函数库实现CAN总线的全双工通讯,依据CAN协议实现自检警报模块;在手动模式中采用Zigbee进行现场无线通讯,具备机械转场功能同时,设置控制参数可调,便于现场调试;依据横摆角速度简化公式解析出的更精确的反馈信号,通过FUZZY LOGIC和NI Vision工具搭建的基于图像直行纠偏的模糊PID控制,实现全自动行驶模块;通过两级阈值设定,实现基于雷达组的安全制动模块。试制出CAN总线协议模块,搭建试验平台。通过CAN分析软件,验证数据通讯系统的周期上报和交互功能。将履带式工程机械试验样机在模拟环境下测试,通过协议模块中采集到的数据,分析并验证了各个模块的功能。
戴子翀[2]（2021）在《温室大棚分布式监控系统设计与实现》文中指出物联网技术应用于农业能够从生产环节改造传统农业,实现农业精准化、自动化。通过物联网技术采集农作物生长信息,利用大数据、云计算等手段对信息进行整合、分析和判断,实现农作物生长环境的自动控制,是当前农业发展的重要趋势。本文针对集中布置的大棚群设计分布式监控系统,实现各大棚环境信息采集和设备控制功能。系统通过网关单点入网,实现半径2.5km区域的覆盖,用户通过One NET云平台可完成对各个大棚的独立控制。论文主要内容如下:1.采用STM32F103作为主控芯片分别完成硬件模块设计。网关电路通过RS-485总线汇集各大棚中的空气温湿度、光照强度、二氧化碳浓度和土壤温湿度信息,通过ESP8266模块连接Wi Fi完成与云平台的通信。中继器电路针对远程以及不易布线的大棚设计,使用MAX485模块和ATK-Lo Ra-01模块完成有线与无线传输方式之间的转换。2.设计控制算法,实现大棚内部环境的自动控制。通过模糊控制算法完成大棚内温湿度的自动控制,通过阈值控制完成光照强度的自动控制。针对RS-485总线在多机通信中的数据冲突问题,设计网关轮询算法。3.完成系统各部分软件设计。信息采集控制模块实现环境信息采集与设备控制。中继器实现RS-485有线与Lo Ra无线传输方式的双向转换,实现远距离以及多个大棚接入同一个网关,解决有线跨越道路等障碍的问题。网关实现所有大棚环境信息的汇集与上传。用户通过手机或网页登录云平台可完成对各个大棚的独立监控。经过实验室测试以及现场调试,本文设计的温室大棚分布式监控系统各部分均能长期稳定运行,其功能能够满足当前用户的需求。系统的设计为偏远地区大棚群的远程线上管理提供了解决方案,节约劳动力的同时提高了生产效率。
马俊源[3]（2021）在《工业物联网高速大容量在线数据分析记录仪设计与应用》文中研究说明数据分析记录仪广泛应用在农业研究、食品、医药、化工、气象、环保、电子、实验室等领域中。工程车辆因为工作环境的特殊性,要求其对工作的安全性、可靠性以及实时性极为苛刻,因此工程车辆对一个功能完善的数据记录系统具有迫切需求。工程车辆在资源采集、物料运输、建筑工程等领域中作用巨大,现今的工程车辆由于具备的传感器、各种电子设备的丰富,进行数据采集也变得越来越重要,对数据记录仪上传速度与存储容量的要求也随之提高。随着现代工业化进程的逐渐提速,尤其物联网技术的快速发展,数据记录仪本身的技术水平不断提高,使数据记录仪具有良好的市场前景。数据记录仪的设计研究,对于保障工程车辆系统的稳健运行,保证车辆行驶安全性、功能稳定性有着极大的应用价值与社会意义。本课题主要针对物联网工程车辆的数据记录,设计了一套由采集器和中控台两部分组成的数据采集分析系统。为了能够实时的反应工程车辆状态,提高数据上传速度与存储效率,本文将车载数据记录仪分为两个主要设计内容:用于采集车辆传感器数据的采集器和用于展示数据与人机交互操作的中控台。本文的主要工作内容如下:根据车载平台的应用环境,对多种无损压缩算法进行比较分析。虽然数据的传递速度与存储效率是受到硬件制约的,但是可以利用数据压缩算法,用减小数据体积的方式,间接增加数据上传与存储的效率。以采集器上传时对数据压缩的实时性要求以及中控台数据存储的压缩效率要求为衡量标准,通过对比香农编码、费诺编码、哈夫曼编码、LZO编码等无损压缩算法,最终实现了适用于中控台的高效率压缩算法哈夫曼编码和适用于采集器的注重实时性的LZO编码算法程序。最后提出了针对本数据记录平台的算法改进和两种算法的具体实现方式。硬件方面,根据需求分析,设计了基于STM32的数据记录仪采集器,采用双路CAN总线满足了对工程车辆信号源的采集需求;通过USB有线与蓝牙无线通讯,满足上传数据到中控台或PC的功能。设计了基于IMX6UL的数据记录仪中控台,其中,蓝牙无线模块实现了和采集器的实时无线通讯;触摸显示器实现了中控台作为上位机终端的人机交互功能;4G模块实现了中控台联网功能。软件方面,进行了系统的软件设计,完成了采集器与中控台软件系统功能的实现。采集器软件结合嵌入式实时操作系统μC/OS-III以及STM32的性能特点,在基于STM32的数据记录仪采集器上完成了μC/OS-III的移植,并编写了μC/OS-III下的CAN总线设备和无线网络等驱动程序,完成了满足采集器需求的应用程序设计。中控台采用嵌入式Linux操作系统对中控台的功能进行开发,包括基于QT的人机交互界面的实现流程、数据压缩存储功能的实现、数据上传的实现等。本文最后设计了针对数据记录仪功能与性能的测试。通过对数据记录仪的数据压缩性能的实测,LZO编码的压缩速度为微秒级,满足采集器的实时性要求,提高了数据上传效率;通过哈夫曼编码算法对实际工程车辆数据进行压缩,平均压缩率约为37%,改进后的哈夫曼编码完全适用于中控台,有效压缩了采集数据,节约大量SD卡空间。采集器采集的数据准确清晰,与信号源完全一致;中控台与采集器通讯及时,传输数据完整无误;中控台的人机交互界面工作良好。实验结果表明本文设计的数据记录仪采集系统工作良好、运行稳定,适用于工程车辆应用环境。
李玉禄[4]（2021）在《基于FCS舞台调速吊杆同步控制系统的研究与设计》文中提出当今社会日新月异,人们在满足物质需求的同时,追求着更高层次的文化艺术消费,比如歌剧,演唱会等。舞台作为呈现文化和艺术的重要载体,随着经济和科技的快速发展,它的发展也取得了长足的进步。因现代剧场规模大、被控对象多的特点,对其控制技术提出了更高的要求。多电机同步控制技术是舞台设备控制的核心技术之一,吊杆群作为舞台机械中需要同步运行的设备之一,它的运动形式多样化,只有通过同步控制技术和高效的通信网络,才能达到舞台与舞美、演员、灯光、场景等因素协调变化的艺术效果。本文以调速吊杆为研究对象,基于现场总线控制系统研究舞台调速吊杆控制系统,并展开对多电机同步控制方法的研究与应用,主要工作内容如下:1)基于现代科学技术迅猛发展的背景,了解舞台调速吊杆同步控制技术的研究意义。根据国内外舞台控制技术的现状,指出我国与一些发达国家舞台控制技术在平稳性能、同步效果等方面的差距。针对舞台吊杆控制工艺要求,分析存在的问题,提出控制要点及解决的控制难点问题。从调速吊杆同步控制的功能要求和技术指标出发,研究变频矩阵切换控制,对比分析PLC、DCS、FCS三大控制系统,对基于FCS的舞台调速吊杆同步控制系统进行理论和应用研究。2)针对舞台调速吊杆悬挂对象的多样性以及传动机械带来的非线性因素,采用传统PID控制很难自适应舞台的复杂环境。通过分析多电机同步控制原理,在相邻偏差耦合控制的基础上引入自适应模糊PID控制设计舞台调速吊杆的同步控制方法,并在相邻偏差耦合控制方式下对常规PID和自适应模糊PID控制,分别在MATLAB平台进行仿真研究,最后通过引入调整因子来优化改进自适应模糊PID控制。仿真研究表明,基于相邻偏差耦合控制结构的自适应模糊PID同步控制系统具有良好的鲁棒性和控制精度,且带调整因子的自适应模糊PID控制具有更好的同步性能。3)对舞台调速吊杆同步控制系统进行硬件和控制软件设计,采用Visual Studio 2019和Sqlite3开发上位机监控系统,并在上位机监控系统中完成同步控制算法的实现。总结所做的研究工作,并简单分析舞台调速吊杆同步控制系统存在的一些问题,以及阐述未来的研究方向。
徐晓天[5]（2021）在《煤矿井下数字化水位测控系统研究》文中提出煤层开采过程中由于地下水不断涌出,经常造成井下水仓水位超限,对正常生产秩序造成较大干扰,甚至对井下人员的安全造成威胁。井下水仓相互之间距离较远,目前存在有信息传输方式单一,水位信息共享程度不足等缺点,影响着煤矿井下水位的安全测控。为进一步完善煤矿井下水位测控方式,课题在国内外研究的基础上,设计了一种融合多种传输协议,具备较强数据交互能力的井下水位测控系统,实现了水位信息的数字化测控,提升了矿井水位控制的水平。课题首先完成数字化水位测控系统总体方案设计,通过分析数字化水位测控系统组成结构,从上到下将测控系统划分为井上集控层、井下控制层和井下执行层三级网络结构。并针对数字化水位测控系统硬件设计、数字化水位测控系统井下水位控制、数字化水位测控系统上位机软件设计和数字化水位测控系统通信方案作具体设计。在井下执行机构层面,系统设计了以差分电容式水位传感器为核心的水位传感系统并通过RS-485将其与系统控制分站相连,完善数据导流通路。在井下控制分站层面,系统设计了以ARM芯片为核心的测控站点分站系统软硬件结构,测控站点以内核驱动模块、收发控制和接口模块、液晶显示模块、人机交互模块和电源模块五大部分为主,集数据采集显示和操作控制于一体,兼具本地信息交互和旁机信息检索双重功能,并通过CAN协议总线将测控站点串联,实现数据共享。在上位机监控系统层面,设计了以上位机King View组态软件为核心布局组态内容,形成了以图形界面系统、实时数据库系统、通信设备和I/O设备驱动为核心的组态方案。并围绕人机交互界面设计、信息发布、数据库查询和水位控制算法脚本做具体设计。实现了对全矿井硬件资源的统筹管理,综合调度。集控主机通过架设以太网通讯基础的Modbus TCP/IP总线与井下控制层设备相连,实现水位测控系统的命令调度和数据交换。课题通过模型仿真和模拟实验的方式验证了全系统的可靠性。在水位传感器层面,通过实验验证了水位传感器的性能特性,在测量系统方面,其测量准确度较高,误差主要集中在-0.02m—0.02m之间,具备井下使用条件。在数字通信系统方面,实验验证其单路传输耗时最高为0.41 ms,多路传输耗时为3.24 ms,平均传输耗时0.405 ms/路,传输全过程无阻塞、丢包现象发生。在井下控制设备层面,通过仿真和实验验证了控制分站的性能特性。在结构方面,仿真分析了主板硬件抗干扰能力和主板信号完整性。在通信方面,实验验证CAN总线一次完整数据传输用时约0.2 ms,一次完整的协议转换耗时约0.21 ms,转换传输过程无拥堵冲突,运行稳定。随后设计总体实验,验证了3台分站数据交互控制能力良好,可以在水位发生变化时实时启动潜水泵,满足控制需求。在上位机监控系统层面,信息交互正常,数据读写高效,远程监控界面正常,模拟预测功能准确,Modbus TCP/IP协议传输、收发功能正常。平均传输速率为1.147 Mbps,上下限波动范围为1.114 Mbps到1.180 Mbps。整体系统平台数据传输稳定,其最大速率为117.38 kbps,最小速率为97.78 kbps,平均可达102.8 kbps。指令动作延时主要集中在13 ms以下,平均延时为8.653 ms,最大时延为32.174 ms,系统控制的实时性较好。综合测试表明,该系统可以适应煤矿井下数字化水位测控的需求,具备一定的应用前景。
郭凯[6]（2021）在《缩尺TBM换刀机器人轨迹规划及控制策略研究》文中研究指明隧道掘进机（TBM）的应用已成为当下主流的隧道施工方式。而在掘进过程中,刀具在破岩时逐渐磨损,影响掘进效率,因此,更换磨损的刀具成为了施工过程中不可或缺的任务。目前,人工换刀效率低、风险大的弊端,引起重视;“机器代人”换刀成为了研究的热点。国内外机构对此进行了广泛的研究,提出了多种换刀机器人方案,但在物理实验和工程应用上取得进一步进展的较少。本文基于7.8m直径的TBM换刀机器人搭建了缩尺物理样机,进行了换刀范围、轨迹规划和运动控制的研究,并利用CANopen总线设计了控制系统,通过实验验证了各项设计指标,为换刀机器人的工程应用提供了设计依据。具体的研究内容,如下所示:1)基于原型TBM换刀机器人方案,利用相似理论,确定了缩尺机器人的结构参数与运动参数。根据结构参数,完成了缩尺机器人各零部件的结构设计;根据运动参数,完成了机器人各关节驱动源的选型。提出了缩尺换刀机器人的总体设计方案,并进行了换刀范围的分析,仿真得到,其可对81.8%的正滚刀进行更换。2)在关节空间对缩尺换刀机器人进行轨迹规划,基于冲击和时间的优化指标,提出了基于七次多项式和梯形速度曲线的混合插值算法。仿真得到,机器人在运行过程中,没有冲击和抖动;在不考虑装拆滚刀的情况下,单把滚刀的最大更换时间为137.44s,提高了换刀效率。3)利用改进的D-H法,对机器人进行运动学分析,得到了各关节坐标系之间的变换矩阵。进而,利用拉格朗日法,推导了机器人的动力学模型,为轨迹跟踪控制算法的设计奠定了基础。并在不考虑关节摩擦的前提下,仿真得到了各关节的力和力矩,为驱动源的选型提供了依据。4)为控制机器人跟踪目标轨迹,提出了两种控制算法,分别为基于重力与摩擦补偿的模糊自适应PD控制算法和基于计算力矩法的模糊自适应PD控制算法。基于两种算法,通过Simulink搭建了仿真系统,对两种控制算法的控制效果进行对比。结果表明,基于计算力矩法的模糊自适应PD算法具有更高的控制精度,各关节的轨迹跟踪误差均小于1mm。5)基于CAN总线搭建了缩尺换刀机器人的控制系统,对轨迹规划算法的有效性和换刀机器人的实用性进行实验验证。以更换刀盘半径方向上最后一把正滚刀为示例工况,进行实验。结果表明,机器人各关节轨迹跟踪误差小于1mm,运行过程没有冲击和抖动,满足高效稳定的要求,具有良好的实用性。
王常辉[7]（2021）在《工业自动化控制系统运动控制内核的设计与实现》文中进行了进一步梳理在工业自动化控制领域中,运动控制内核是其核心的设备,其关系着生产过程中的精准化控制和智能化制造,所以发展高性能的运动控制内核可以提高工业制造的水平和实力。另外在工业制造中,传感器的数目越来越多,对通信时延要求越来越高,对链路结构灵活开放,使用实时以太网EtherCAT协议来代替传统的现场总线也是当前的发展趋势。在国家提倡工业制造自主创新的背景下,面对工业自动化控制应用场景下的智能化制造以及多设备实时通信等多种要求,本文提出以国产处理器龙芯3A4000为硬件基础,以EtherCAT协议为通信基础的开放式运动控制内核。该研究也为我国运动控制内核的自主创新提供一个案例。本文的主要研究内容如下:首先,详细分析Linux实时操作系统各种改造方案,确定了以RT-Preempt实时补丁为基础的改造方案,其社区活跃并支持MIPS架构处理器。最后按照补丁提供的构建步骤对Linux系统进行改造。其次,分析了各种EtherCAT主站构建方案,最后选择Ig H EtherCAT Master主站方案。分析了Ig H主站在native网卡驱动工作模式下不支持龙芯的网卡,确定了将Ig H的主站代码进行修改使其工作在用户态,对于经过网卡驱动的数据包通过PACKET＿MMAP和原始套接字捕获机制,将数据包映射到用户态EtherCAT主站的方案并进行实现。设计了EtherCAT主从站状态机。然后,实现了用户态中运动控制模块的实时线程与EtherCAT主站模块实时线程的同步机制,设计了运动控制内核加载配置文件机制,开发了应用层多种伺服控制应用。最后,搭建实验平台,对运动控制内核中断响应以及上下文切换等实时性进行测试,对EtherCAT主站实时性进行测试,对PACKET＿MMAP和原始套接字捕获数据包功能进行测试,对多种伺服控制应用进行测试。实验结果表明,本文研究的运动控制内核具有良好的实时性和扩展性。
张旭[8]（2021）在《基于时间敏感网络的列车以太网通信技术研究》文中研究指明列车网络控制系统是列车“神经系统”和“智能”的基础,大量车载智能设备的使用及高铁列车智能化水平的逐渐提高,使得列车通信网络需要传输的数据类型和数据量不断增多,现有的WTB/MVB列车通信网络越来越难以满足日益增长的高速率以及高带宽需求。以太网由于具有带宽高、成本低、速率快、兼容性好等优点逐渐成为列车通信网络的发展趋势,但由于以太网自身存在可靠性、实时性方面的不足,因此需要对以太网协议进行改进以提升其性能。本论文通过探索时间敏感网络（Time Sensitive Networking,TSN）协议簇,来确保网络数据传输的时延,改善列车以太网的实时性和确定性。文中首先介绍了时间敏感网络的基本原理与主要协议,然后基于对列车以太网的基本架构和列车实时数据协议（TRDP）的深度理解,尝试在数据链路层引入时间敏感网络协议簇中时间同步协议和门控调度协议,与现有的列车实时数据协议进行融合处理,为已有的TRDP协议建立统一的时间敏感机制,形成了新的列车以太网通信协议栈;论文介绍了以ARM+FPGA架构的PSo C芯片为主控单元,存储器（DDR3、TF卡等）驱动、三速以太网及其驱动电路等硬件设计方案;并以时间敏感网络的可编程逻辑IP核为基础,与原有的TRDP代码相结合,实现时间敏感网络相关的功能。论文实现了能够在PSo C上运行的Linux最小系统并完成软件代码移植工作;设计了实验方案,对自主构建的软硬件实验平台的时间同步效果和TRDP协议中过程数据传输的门控效果进行了测试。测试数据结果显示,硬件板卡能够在网络中以亚微秒级别实现时间同步,并且将过程数据在大数据流量背景下的传输时延控制在数据周期的±0.8%以内,表明本软硬件方案应用于列车通信网络具有可行性与有效性。
郭嫚嫚[9]（2021）在《基于工业以太网的列车通信网络实时调度算法研究》文中提出伴随着列车技术的飞速发展,作为当代轨道交通系统的关键技术之一,列车通信网络（Train Communication Network,TCN）已成为研究热点。尤其是随着列车对安全性、舒适性要求的提高,现有MVB等网络无法满足需求,于是高宽带的工业以太网被应用于列车通信。但由于传统工业以太网不能直接应用于列车复杂工况,特别是其无法保障控制等信息实时传输,因此本文开展实时调度算法研究,以提高列车工业以太网的可靠性、实时性和高效率传输特性,减小端到端时延,提高链路利用率。具体研究内容如下:首先,分析了当前列车通信网络及工业以太网研究背景及意义,以及未来的发展趋势,引出研究对象,为后续展开的相关实时调度提供了背景支持。其次,对列车通信网络的网络拓扑结构、数据类型和模型进行了分析,并对现有的调度算法进行了创新性分类,分析了现有实时调度算法存在的问题,总结了网络性能参数指标,指出了解决问题的方法。然后,提出了一种基于改进烟花算法的工业以太网通信链路调度方法。在传统烟花算法的基础上,将其连续解空间映射到实时周期序列调度问题的离散解空间内;并在高斯变异过程中引入了变异系数;采用基于中位数锦标赛的选择策略代替欧氏距离选择策略。通过和其他改进的烟花算法进行仿真对比,证明了所提方法在降低网络时延,提高全局搜索效率方面的有效性。最后,提出了一种在M/M/1排队模型下的基于拥塞控制的工业以太网队列调度方法。该方法在M/M/1排队模型传输过程出现拥塞的基础上,以节点的输出速率和输出速率的比值作为网络是否拥塞的标志,且以一个概率值来表示降低拥塞的程度,对拥塞故障状态进行队列重排和调整。通过与传统排队模型下的拥塞时延的仿真相比,所提算法能够更好的改善工业以太网在出现拥塞问题时的队列调度问题,保障工业以太网的传输实时性。本文通过对工业以太网的列车通信网络实时调度算法优化以达到提高通信链路传输实时性和降低网络传输时延的目的,为列车工业以太网实时调度优化提供了理论支持,对提高列车通信网络实时性能,保障列车安全可靠运行具有现实意义。
牛淑锏[10]（2021）在《液压支架远程控制及动态仿真系统开发》文中认为本课题是山西省研究生联合培养基地人才培养项目（2018JD09）“无人值守工作面液压支架电液控制系统的研制”的重要组成部分,它是针对井下无人值守工作面在实验室和监控中心如何再现的问题而提出的。课题以煤矿井下综采工作面液压支架电液控制系统为研究对象,将虚拟仿真技术应用于液压支架监控平台,基于实验室现有的无人值守工作面模拟实验系统,以智能化综采工作面液压支架动态仿真平台为目标,开发出一套液压支架远程控制及动态仿真系统,完成对支架远程控制下的动态仿真,实现对液压支架更为直观、清晰地控制。本文主要研究内容如下:（1）通过在互联网和图书馆查阅大量参考文献,分析国内外发展动态,充分了解当前虚拟现实技术在自动化工作面中的应用现状和发展前景,对比EEP、Tiefenbach、中煤科天玛和郑州煤矿机械集团等公司产品的优缺点,并多次前往现场进行实地考察,同综采队工人进行商讨,明确井下现场环境和煤矿开采过程中客观存在的问题,掌握液压支架远程控制及实时再现系统的技术难点及功能要求。在此基础上搭建了系统的整体框架,确定了控制目标、控制策略以及相应的技术路线。（2）智能化采煤的关键在于实现对液压支架的远程监控。本文基于Lab VIEW2018编写液压支架远程控制系统中各功能子程序,其中包括:建立系统参数、控制参数和传感器参数数据库,以实现对大量数据的存储和管理,同时为液压支架远程监控及动态仿真功能提供实时数据,实现基于实时数据下对液压支架的在线监测;编写了串口收发程序和数据解析程序,为系统提供数据来源;根据无人值守工作面自动化采煤的“三机联动”控制方法和基于采煤工艺的液压支架集控模型,制定远程控制模式和集中控制模式下的控制策略及多种控制模式间的切换策略;编写参数在线修改程序,提高了系统在不同地质环境和不同采煤工艺下的适应性;基于数据库编写液压支架历史数据查询程序,为掌握工作面开采进度和进行矿压分析提供了数据支撑。（3）自动化工作面液压支架实时再现是动态仿真平台的关键技术,本文基于三维引擎编写了液压支架动态仿真程序。其中包括:利用Solid Works绘制了单台液压支架三维模型,并导入到Lab VIEW2018当中完成单台支架三维模型在Lab VIEW中的显示;构建液压支架运动构件父子关系,形成支架三维模型多构件之间的主从协调关系;基于Solid Works获取液压支架原始运动参数,采用随机森林算法对基于D-H建模的液压支架逆运动学姿态参数方程求解;编写了“Tree”控件下的液压支架编号程序及综采工作面液压支架三维模型排列程序,实现对整个综采工作面液压支架的三维建模;编写了液压支架三维模型控制程序,完成对液压支架三维模型的运动控制。（4）可靠的通信平台是实现远程控制及动态仿真的关键环节,本文设计了双CAN总线通讯电路,并基于动态优先级分配方法及时分复用法编写了CAN通信协议,最后完成通讯程序的编写,实现控制指令数据和状态信息数据的传输,最终实现对液压支架远程控制和基于传感器数据驱动的液压支架三维模型动态仿真。（5）系统综合调试是检验系统功能和指标是否合格的重要手段,本文搭建了液压支架远程控制及动态仿真系统实验平台,并充分模拟实际工况环境,对该系统的各项功能进行了调试,同时在多种控制模式下测试了液压支架动态仿真平中各台支架的仿真效果。实验结果表明:本系统可以实现对支架的状态监测、远程控制、自动控制、参数存储和在线修改、多控制模式实时切换等功能,同时可以利用液压支架三维模型在各种控制方式下完成动态仿真,可实时模拟综采工作面液压支架的运行状态。系统功能完善,运行稳定,实时性强,动态仿真效果直观,满足设计要求和采煤工艺要求。
二、现场总线控制系统的现状与未来（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、现场总线控制系统的现状与未来（论文提纲范文）
（1）机场履带式工程机械行驶控制器及数据通讯系统研发（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 CAN总线研究现状 |
| 1.2.2 履带式工程机械运动控制研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及意义 |
| 1.3.1 论文研究内容 |
| 1.3.2 论文研究意义 |
| 2 履带式工程机械行驶控制系统方案设计 |
| 2.1 行驶控制系统的开发背景 |
| 2.1.1 机场道面履带式工程机械结构 |
| 2.1.2 机场道面成型机动力系统 |
| 2.1.3 机场道面成型机作业工况 |
| 2.1.4 机场施工环境条件 |
| 2.2 履带式工程机械行驶控制需求分析 |
| 2.3 行驶控制器及数据通讯系统方案设计 |
| 2.3.1 履带式工程机械行驶控制系统架构设计 |
| 2.3.2 履带式工程机械行驶控制器方案设计 |
| 2.3.3 履带式工程机械数据通讯系统方案设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 履带式工程机械运动仿真分析 |
| 3.1 履带式工程机械直线行驶运动学分析 |
| 3.2 履带式工程机械转向行驶分析 |
| 3.2.1 转向中心在履带内侧 |
| 3.2.2 转向中心在履带外侧 |
| 3.3 履带式工程机械大半径转向Simulink仿真分析 |
| 3.3.1 驱动电机系统模块 |
| 3.3.2 高低速分析模块 |
| 3.3.3 履带式工程机械运动学模块 |
| 3.3.4 履带式工程机械仿真对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于CAN总线协议的数据通讯系统设计 |
| 4.1 数据通讯系统结构设计 |
| 4.2 数据通讯系统模块搭建 |
| 4.2.1 避障雷达模块 |
| 4.2.2 编码器模块 |
| 4.2.3 摄像头模块 |
| 4.2.4 横摆角速度模块 |
| 4.2.5 Zigbee通讯模块 |
| 4.2.6 警报模块 |
| 4.3 CAN总线协议模块硬件设计 |
| 4.3.1 CAN协议模块主控制器电路设计 |
| 4.3.2 输入接口电路设计 |
| 4.3.3 输出接口电路设计 |
| 4.3.4 电源部分电路设计 |
| 4.3.5 芯片外设电路设计 |
| 4.4 CAN总线协议模块软件设计 |
| 4.4.1 μC/OS-II操作系统 |
| 4.4.2 输入接口软件配置 |
| 4.4.3 输出接口软件配置 |
| 4.4.4 CAN总线协议模块软件流程 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 履带式工程机械行驶控制器设计 |
| 5.1 履带式工程机械行驶控制器选型 |
| 5.2 行驶控制器基于状态机软件总体设计 |
| 5.3 自检警报模块功能实现 |
| 5.3.1 CAN总线自检 |
| 5.3.2 数据通讯端自检 |
| 5.3.3 工业摄像头自检 |
| 5.3.4 故障信息处理 |
| 5.4 手动行驶模块功能实现 |
| 5.4.1 CAN数据帧接收 |
| 5.4.2 行驶控制器状态信息数据帧发送 |
| 5.4.3 电机控制数据帧发送 |
| 5.5 全自动作业模块履带同步功能实现 |
| 5.5.1 牛顿迭代法软件实现 |
| 5.5.2 模糊PID控制器软件实现 |
| 5.6 全自动作业模块直行纠偏功能实现 |
| 5.6.1 图像采集软件实现 |
| 5.6.2 采集图像处理软件实现 |
| 5.6.3 直线拟合软件实现 |
| 5.6.4 纠偏策略软件实现 |
| 5.7 安全制动模块功能实现 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 行驶控制器及数据通讯系统功能验证与分析 |
| 6.1 试验平台的搭建 |
| 6.1.1 履带式工程机械试验样机搭建 |
| 6.1.2 通讯测试系统 |
| 6.2 数据通讯系统功能验证 |
| 6.2.1 数据通讯端周期上报功能验证 |
| 6.2.2 数据通讯端交互功能验证 |
| 6.3 行驶控制器模块功能验证 |
| 6.3.1 安全警报模块功能验证 |
| 6.3.2 手动行驶模块功能验证 |
| 6.3.3 全自动行驶模块功能验证 |
| 6.3.4 安全制动模块功能验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（2）温室大棚分布式监控系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内现状 |
| 1.2.2 国外现状 |
| 1.2.3 温室大棚技术发展现状 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第二章 系统需求分析 |
| 2.1 研究对象分析 |
| 2.2 系统需求分析 |
| 2.3 系统方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 系统硬件设计 |
| 3.1 网关电路设计 |
| 3.1.1 最小系统电路设计 |
| 3.1.2 电源模块电路设计 |
| 3.1.3 外围模块电路设计 |
| 3.2 中继器电路设计 |
| 3.3 信息采集控制设备 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 算法设计 |
| 4.1 控制算法 |
| 4.1.1 阈值控制算法 |
| 4.1.2 模糊控制算法 |
| 4.2 网关轮询算法 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 系统软件设计 |
| 5.1 网关部分软件设计 |
| 5.2 信息采集控制设备软件设计 |
| 5.3 中继器软件设计 |
| 5.4 远程监控设计 |
| 5.4.1 OneNET云平台 |
| 5.4.2 远程监控设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 系统调试 |
| 6.1 实验室测试 |
| 6.1.1 信息采集控制设备测试 |
| 6.1.2 网关与云平台测试 |
| 6.1.3 中继器测试 |
| 6.2 现场调试 |
| 6.2.1 信息采集控制设备安装调试 |
| 6.2.2 网关和中继器安装调试 |
| 6.2.3 云平台调试 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与讨论 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 讨论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 读研期间发表的论文 |
| 读研期间参加的科研项目 |
（3）工业物联网高速大容量在线数据分析记录仪设计与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 数据采集记录仪研究现状 |
| 1.2.1 数据记录仪国内研究现状 |
| 1.2.2 数据记录仪国外研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 数据记录仪的总体设计 |
| 2.1 数据记录仪需求分析及技术参数 |
| 2.1.1 数据记录仪需求分析 |
| 2.1.2 数据记录仪技术参数分析 |
| 2.2 数据记录仪总体方案 |
| 2.3 数据记录仪关键技术 |
| 2.3.1 CAN总线车辆信息采集技术 |
| 2.3.2 第四代移动通信技术 |
| 2.3.3 数据压缩技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 数据记录仪压缩算法选取实现 |
| 3.1 压缩算法概述 |
| 3.2 压缩算法分析 |
| 3.2.1 香农编码算法 |
| 3.2.2 费诺编码算法 |
| 3.2.3 哈夫曼编码算法 |
| 3.2.4 LZO编码算法 |
| 3.3 数据压缩算法实现 |
| 3.3.1 采集器LZO压缩算法实现 |
| 3.3.2 中控台哈夫曼压缩算法实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 数据记录仪硬件设计 |
| 4.1 数据记录仪采集器硬件设计 |
| 4.2 数据记录仪中控台硬件设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 数据记录仪软件设计 |
| 5.1 数据记录仪采集器软件设计 |
| 5.1.1 硬件驱动程序 |
| 5.1.2 μC/OS-III系统搭建 |
| 5.1.3 数据记录仪采集器应用层软件设计 |
| 5.2 数据记录仪中控台软件设计 |
| 5.2.1 Linux移植 |
| 5.2.2 QT概述与环境搭建 |
| 5.2.3 GUI界面设计 |
| 5.2.4 主程序设计 |
| 5.2.5 4G联网程序 |
| 5.2.6 中控台采集器通讯协议 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 系统测试 |
| 6.1 测试平台设计 |
| 6.2 功能测试 |
| 6.2.1 CAN数据采集测试 |
| 6.2.2 采集器与中控台通讯测试 |
| 6.2.3 中控台人机界面功能测试 |
| 6.3 性能测试 |
| 6.4 测试结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录A C++实现哈夫曼算法代码 |
| 附录B 采集器中控台通讯关键代码 |
| 附录C LZO算法测试代码 |
| 在学期间研究成果 |
| 致谢 |
（4）基于FCS舞台调速吊杆同步控制系统的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外舞台控制技术的发展现状 |
| 1.2.1 国外舞台控制技术的发展现状 |
| 1.2.2 国内舞台控制技术的发展现状 |
| 1.2.3 国内外舞台控制技术对比 |
| 1.3 多电机同步控制研究现状 |
| 1.3.1 多电机同步控制方式 |
| 1.3.2 多电机同步控制算法 |
| 1.4 现场总线控制系统研究现状 |
| 1.5 论文的主要研究内容及结构安排 |
| 第2章 舞台调速吊杆控制系统分析与总体设计 |
| 2.1 舞台调速吊杆简介 |
| 2.1.1 曳引式电动吊杆 |
| 2.1.2 卷扬式电动吊杆 |
| 2.1.3 舞台调速吊杆工艺概述 |
| 2.2 舞台调速吊杆控制要点及功能分析 |
| 2.3 系统总体结构设计 |
| 2.4 系统关键技术分析 |
| 2.4.1 变频矩阵切换控制系统分析 |
| 2.4.2 PLC、DCS和FCS的对比分析 |
| 2.5 三级两层网络结构设计 |
| 2.5.1 管理级设计 |
| 2.5.2 控制级设计 |
| 2.5.3 现场级设计 |
| 2.5.4 通讯网络设计 |
| 2.6 系统安全性设计 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 舞台调速吊杆同步控制方法研究 |
| 3.1 舞台调速吊杆同步控制方案 |
| 3.2 多电机同步控制原理 |
| 3.2.1 速度同步控制原理 |
| 3.2.2 位置同步控制原理 |
| 3.3 舞台调速吊杆同步控制算法研究 |
| 3.3.1 传统PID控制 |
| 3.3.2 自适应模糊PID控制 |
| 3.3.3 带调整因子的自适应模糊PID控制 |
| 3.4 舞台调速吊杆同步控制算法仿真 |
| 3.4.1 自适应模糊PID控制器设计 |
| 3.4.2 带调整因子的自适应模糊PID控制器设计 |
| 3.4.3 仿真研究 |
| 3.4.4 仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 舞台调速吊杆同步控制系统设计与实现 |
| 4.1 硬件设计 |
| 4.1.1 硬件设计原则 |
| 4.1.2 变频矩阵切换控制系统硬件设计 |
| 4.1.3 硬件配置 |
| 4.1.4 检测电路设计 |
| 4.2 控制软件设计 |
| 4.2.1 变频矩阵切换控制子程序 |
| 4.2.2 设备控制子程序 |
| 4.2.3 通信子程序 |
| 4.2.4 报警及故障处理子程序 |
| 4.3 上位机软件设计 |
| 4.3.1 上位机功能分析 |
| 4.3.2 软件介绍 |
| 4.3.3 登陆界面 |
| 4.3.4 主界面 |
| 4.4 同步控制算法实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表的学术论文 |
（5）煤矿井下数字化水位测控系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关研究现状 |
| 1.2.1 国外相关研究现状 |
| 1.2.2 国内相关研究现状 |
| 1.3 主要内容与章节安排 |
| 第二章 数字化水位测控系统总体方案设计 |
| 2.1 本章引言 |
| 2.2 数字化水位测控系统总体方案 |
| 2.2.1 数字化水位测控系统组成结构 |
| 2.2.2 数字化水位测控系统总体设计 |
| 2.3 数字化水位测控系统硬件设计方案 |
| 2.3.1 矿用高可靠水位传感器设计方案 |
| 2.3.2 数字化控制分站设计方案 |
| 2.4 数字化水位测控系统井下水位控制方案 |
| 2.4.1 煤矿井下水位控制结构 |
| 2.4.2 煤矿井下水位控制策略 |
| 2.5 数字化水位测控系统上位机软件设计方案 |
| 2.5.1 上位机监控系统架构设计 |
| 2.5.2 上位机监控系统操作流程设计 |
| 2.6 数字化水位测控系统通信方案 |
| 2.6.1 信息传输设计方案 |
| 2.6.2 数据协议转换设计方案 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 矿用电容式水位传感器设计 |
| 3.1 本章引言 |
| 3.2 电容式水位传感器测量系统设计 |
| 3.2.1 电容式水位传感器硬件电路设计 |
| 3.2.2 电容式水位传感器软件设计 |
| 3.3 电容式水位传感器数字通信系统设计 |
| 3.3.1 电容式水位传感器RS-485 数据传输原理 |
| 3.3.2 电容式水位传感器RS-485 通信硬件电路设计 |
| 3.3.3 电容式水位传感器RS-485 通信软件设计 |
| 3.4 电容式水位传感器性能验证实验 |
| 3.4.1 电容式水位传感器测量性能验证实验 |
| 3.4.2 电容式水位传感器RS-485 通信性能验证实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 数字化水位测控系统井下控制分站设计 |
| 4.1 本章引言 |
| 4.2 测控系统井下控制分站结构设计 |
| 4.2.1 井下控制分站硬件电路设计 |
| 4.2.2 井下控制分站软件设计 |
| 4.3 测控系统井下控制分站通信系统设计 |
| 4.3.1 井下控制分站CAN总线数据传输原理 |
| 4.3.2 井下控制分站CAN总线通信硬件电路设计 |
| 4.3.3 井下控制分站CAN总线通信软件设计 |
| 4.4 测控系统井下控制分站性能验证实验 |
| 4.4.1 井下控制分站控制性能验证实验 |
| 4.4.2 井下控制分站通信性能验证实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 数字化水位上位机监控系统设计 |
| 5.1 本章引言 |
| 5.2 上位机与分站通信系统设计 |
| 5.2.1 Modbus TCP/IP数据传输原理 |
| 5.2.2 Modbus TCP/IP通信硬件电路设计 |
| 5.2.3 Modbus TCP/IP通信软件设计 |
| 5.3 水位测控系统上位机组态软件设计 |
| 5.3.1 上位机人机交互界面设计 |
| 5.3.2 上位机信息发布设计 |
| 5.3.3 上位机数据库查询设计 |
| 5.3.4 水位控制脚本算法设计 |
| 5.4 上位机性能验证实验 |
| 5.4.1 上位机与分站通信性能验证实验 |
| 5.4.2 测控系统运行性能验证实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）缩尺TBM换刀机器人轨迹规划及控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 TBM换刀机器人技术研究现状 |
| 1.2.2 机器人轨迹规划研究现状 |
| 1.2.3 机器人轨迹跟踪控制算法研究现状 |
| 1.2.4 现场总线技术的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及难点 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 基于相似理论的缩尺TBM换刀机器人设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相似理论及其方法介绍 |
| 2.3 TBM换刀机器人相似准则的建立 |
| 2.3.1 TBM换刀机器人相似参数的确定 |
| 2.3.2 TBM换刀机器人相似准则推导和相似系数确定 |
| 2.4 缩尺TBM换刀机器人结构设计与驱动选型 |
| 2.4.1 缩尺机器人零部件结构设计 |
| 2.4.2 缩尺机器人关节驱动设计 |
| 2.5 机器人换刀范围分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于关节空间的缩尺TBM换刀机器人轨迹规划算法设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于关节空间的轨迹规划算法设计与分析 |
| 3.2.1 基于五次多项式插值的关节轨迹规划算法设计 |
| 3.2.2 基于七次多项式插值的关节规划算法设计 |
| 3.2.3 基于七次多项式和梯形速度曲线混合插值的关节轨迹规划算法设计 |
| 3.3 基于混合插值算法的关节轨迹设计与时间分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 缩尺TBM换刀机器人运动学分析与动力学建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 缩尺换刀机器人运动学分析 |
| 4.2.1 基于改进D-H法的关节坐标系建立 |
| 4.2.2 关节D-H参数的确定及变换矩阵的推导 |
| 4.3 缩尺换刀机器人的动力学建模 |
| 4.3.1 机器人动力学描述与建模方法 |
| 4.3.2 缩尺换刀机器人的模型简化与等效 |
| 4.3.3 势能计算 |
| 4.3.4 动能计算 |
| 4.3.5 缩尺换刀机器人的动力学方程建立与关节力分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 缩尺TBM换刀机器人轨迹跟踪控制算法设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于重力与摩擦补偿的模糊自适应PD控制算法设计 |
| 5.2.1 模糊自适应PD控制原理 |
| 5.2.2 基于重力与摩擦补偿的模糊自适应PD控制算法设计与稳定性分析 |
| 5.2.3 基于重力与摩擦补偿的模糊自适应PD控制算法模糊系统设计 |
| 5.2.4 基于重力与摩擦补偿的模糊自适应PD控制算法仿真分析 |
| 5.3 基于计算力矩法的模糊自适应PD控制算法设计 |
| 5.3.1 基于计算力矩法的模糊自适应PD控制算法设计与稳定性分析 |
| 5.3.2 基于计算力矩法的模糊自适应PD控制算法模糊系统设计 |
| 5.3.3 基于计算力矩法的模糊自适应PD控制算法仿真分析 |
| 5.4 小结 |
| 6 基于CAN总线的控制系统搭建与实验验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 CAN总线简介 |
| 6.3 CANopen协议分析与配置 |
| 6.3.1 CANopen协议简介 |
| 6.3.2 CAN标识符的分配 |
| 6.3.3 CANopen协议对象字典 |
| 6.3.4 CANopen通信对象 |
| 6.4 机器人控制系统的搭建与实验验证 |
| 6.5 小结 |
| 7 结论和展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）工业自动化控制系统运动控制内核的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与分析 |
| 1.2.1 运动控制器的研究现状及趋势 |
| 1.2.2 工业以太网现状及发展趋势 |
| 1.2.3 EtherCAT工业以太网技术 |
| 1.3 课题来源与主要研究内容 |
| 第2章 运动控制内核总体方案设计 |
| 2.1 控制内核模块划分 |
| 2.2 控制内核硬件平台介绍 |
| 2.3 控制内核实时系统方案 |
| 2.3.1 运动控制内核实时系统方案比较 |
| 2.3.2 RT-Preempt实时补丁安装 |
| 2.4 控制内核通信模块方案 |
| 2.4.1 EtherCAT主站 |
| 2.4.2 EtherCAT从站 |
| 2.4.3 EtherCAT主站方案设计 |
| 2.5 基于EtherCAT的CAN应用协议 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 运动控制内核通信模块核心技术研究 |
| 3.1 EtherCAT技术原理 |
| 3.1.1 通信原理 |
| 3.1.2 数据帧结构 |
| 3.1.3 报文寻址原理 |
| 3.1.4 设备同步技术 |
| 3.2 运动控制内核通信机制设计与实现 |
| 3.2.1 数据帧收发方案设计 |
| 3.2.2 数据帧发送机制实现 |
| 3.2.3 数据帧接收机制实现 |
| 3.3 EtherCAT主站配置 |
| 3.3.1 设计主站状态机 |
| 3.3.2 设计从站扫描状态机 |
| 3.3.3 设计EtherCAT配置状态机 |
| 3.3.4 EtherCAT主站初始化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 运动控制内核软件开发 |
| 4.1 XML配置文件解析功能设计 |
| 4.1.1 XML配置文件结构 |
| 4.1.2 XML配置文件解析 |
| 4.2 模块间通信功能设计与实现 |
| 4.2.1 运动控制内核与上位机的通信 |
| 4.2.2 运动控制模块与EtherCAT主站的通信 |
| 4.3 应用设计与实现 |
| 4.3.1 通信模式配置 |
| 4.3.2 伺服从站通信程序设计 |
| 4.3.3 周期同步位置模式 |
| 4.3.4 周期同步速度模式 |
| 4.3.5 回零模式 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 系统搭建与测试 |
| 5.1 实验平台搭建 |
| 5.2 数据帧收发实验 |
| 5.3 EtherCAT主站实时性测试 |
| 5.3.1 系统的实时性测试 |
| 5.3.2 EtherCAT主站的实时性测试 |
| 5.4 伺服运动控制实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 6.3 创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）基于时间敏感网络的列车以太网通信技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 列车通信网络的需求分析 |
| 1.2.1 基于以太网的列车通信网络的特点 |
| 1.2.2 业务分类与实时性需求 |
| 1.3 国内外相关领域研究现状 |
| 1.3.1 以太网在列车网络通信中的应用现状 |
| 1.3.2 关于以太网实时性的研究现状 |
| 1.4 主要研究内容与组织结构 |
| 2 TSN协议与TRDP协议的融合 |
| 2.1 TSN协议概述 |
| 2.2 时间敏感网络相关协议标准 |
| 2.2.1 时间敏感网络的帧 |
| 2.2.2 IEEE802.1AS精准时间同步协议 |
| 2.2.3 IEEE802.1Qav协议 |
| 2.2.4 IEEE802.1Qbv协议 |
| 2.2.5 TSN与数据的实时性 |
| 2.3 TRDP与 TSN融合协议栈的架构 |
| 2.3.1 传统的TRDP协议 |
| 2.3.2 TRDP协议与TSN协议的融合 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 开发平台的硬件设计与实现 |
| 3.1 系统框架与主控芯片的选型 |
| 3.2 电路设计 |
| 3.2.1 供电电路 |
| 3.2.2 时钟电路 |
| 3.2.3 DDR3 内存接口电路 |
| 3.2.4 以太网接口电路 |
| 3.2.5 TF卡接口电路 |
| 3.3 PCB的信号保真与制版 |
| 3.3.1 信号完整性理论 |
| 3.3.2 PCB层叠选取 |
| 3.3.3 PCB制版 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 数字逻辑的原理与软件程序设计 |
| 4.1 开发环境简介 |
| 4.2 构建数字逻辑用到的主要IP核 |
| 4.2.1 AXI总线 |
| 4.2.2 TADMA IP核 |
| 4.2.3 TSN的 MAC |
| 4.3 Linux系统镜像的生成与移植 |
| 4.4 TSN协议与TRDP的融合 |
| 4.4.1 软件总体架构分析 |
| 4.4.2 UDP socket编程 |
| 4.4.3 TRDP程序移植 |
| 4.4.4 时间同步的软件实现 |
| 4.4.5 门控队列的软件实现 |
| 4.4.6 多线程调度 |
| 4.5 软件程序总流程 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 试验验证 |
| 5.1 时间同步的测试 |
| 5.2 过程数据传输性能测试 |
| 5.2.1 网络空载时的周期抖动试验 |
| 5.2.2 网络满载时的周期抖动试验 |
| 5.4 以太网一致性测试 |
| 5.5 试验结论 |
| 6 总结与展望 |
| 缩略语对照表 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）基于工业以太网的列车通信网络实时调度算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状及发展趋势 |
| 1.3 文章主要研究内容和结构安排 |
| 第2章 列车工业以太网实时调度算法 |
| 2.1 列车通信网络简介 |
| 2.1.1 网络拓扑结构 |
| 2.1.2 网络数据类型 |
| 2.1.3 模型描述及其特征 |
| 2.2 工业以太网实时调度算法分析 |
| 2.2.1 实时调度算法性能参数指标 |
| 2.2.2 通信链路优化的调度算法 |
| 2.2.3 网络时延优化的调度算法 |
| 2.2.4 智能优化的调度算法 |
| 2.3 现存调度算法存在的问题及解决思路 |
| 2.3.1 存在问题 |
| 2.3.2 解决思路 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于改进烟花算法的通信链路调度方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型构建 |
| 3.3 工业以太网通信链路调度算法 |
| 3.3.1 传统烟花算法 |
| 3.3.2 改进后的算法分析 |
| 3.3.3 算法流程 |
| 3.4 仿真结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于拥塞控制的M/M/1 排队模型调度方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型构建 |
| 4.3 工业以太网排队模型调度算法 |
| 4.3.1 传统M/M/1 排队模型 |
| 4.3.2 改进后的算法分析 |
| 4.3.3 算法流程 |
| 4.4 仿真结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（10）液压支架远程控制及动态仿真系统开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 液压支架远程控制及动态仿真系统研究的目的及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 虚拟现实技术和电液控制系统国内外动态研究 |
| 1.2.1 虚拟现实技术的国内外动态 |
| 1.2.2 虚拟现实技术在综采工作面中的应用 |
| 1.2.3 电液控制系统的国内外动态 |
| 1.3 本文主要研究目标和研究内容 |
| 第2章 液压支架远程控制及动态仿真系统总体构架 |
| 2.1 液压支架远程控制及动态仿真系统框架设计 |
| 2.1.1 电液控制系统的结构 |
| 2.1.2 液压支架远程控制及动态仿真系统功能设计 |
| 2.2 系统通信结构设计 |
| 2.2.1 总线通信的拓扑结构 |
| 2.2.2 远程通信设计 |
| 2.3 主控计算机的性能要求 |
| 2.4 液压支架远程控制及动态仿真系统的总体构架 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 液压支架远程控制及动态仿真关键技术的实现 |
| 3.1 开发工具 |
| 3.2 数据库管理 |
| 3.2.1 数据表类型 |
| 3.2.2 DSN的创建 |
| 3.2.3 数据库访问 |
| 3.2.4 数据库写入 |
| 3.2.5 数据库查询 |
| 3.3 CAN 通信协议的制定及CAN 通讯电路的设计 |
| 3.3.1 CAN总线及通信协议 |
| 3.3.2 轮询总线和控制总线 |
| 3.3.3 CAN通信电路 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 液压支架动态仿真系统设计 |
| 4.1 D-H建模 |
| 4.2 基于液压支架运动学模型的位姿参数解算 |
| 4.2.1 液压支架构件位置参数解算 |
| 4.2.2 液压支架构件姿态参数解算 |
| 4.3 基于随机森林算法的液压支架逆运动学参数求解 |
| 4.3.1 最小二乘法 |
| 4.3.2 CART回归树算法 |
| 4.3.3 Bagging算法 |
| 4.3.4 基于随机森林求解参数 |
| 4.4 综采工作面虚拟场景建立及运动仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 液压支架远程控制系统设计 |
| 5.1 远程控制计算机的选配 |
| 5.2 远程控制功能软件设计 |
| 5.2.1 状态监测子系统设计 |
| 5.2.2 控制模式切换功能软件设计 |
| 5.2.3 远程点动控制功能软件设计 |
| 5.2.4 远程集中控制功能软件设计 |
| 5.2.5 参数在线修改功能软件设计 |
| 5.2.6 历史数据查询功能软件设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 液压支架远程控制及动态仿真系统综合调试 |
| 6.1 试验平台介绍 |
| 6.1.1 位移传感器 |
| 6.1.2 压力传感器 |
| 6.1.3 红外发射装置 |
| 6.2 总线通信实验 |
| 6.3 上位机远程控制功能测试 |
| 6.3.1 上位机监测功能测试 |
| 6.3.2 上位机控制功能测试 |
| 6.4 上位机动态仿真功能测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 一、学术论文 |
| 二、科研项目 |
| 致谢 |
四、现场总线控制系统的现状与未来（论文参考文献）
- [1]机场履带式工程机械行驶控制器及数据通讯系统研发[D]. 张腾. 浙江大学, 2021(01)
- [2]温室大棚分布式监控系统设计与实现[D]. 戴子翀. 内蒙古大学, 2021(12)
- [3]工业物联网高速大容量在线数据分析记录仪设计与应用[D]. 马俊源. 北方工业大学, 2021(01)
- [4]基于FCS舞台调速吊杆同步控制系统的研究与设计[D]. 李玉禄. 兰州理工大学, 2021(01)
- [5]煤矿井下数字化水位测控系统研究[D]. 徐晓天. 太原理工大学, 2021(01)
- [6]缩尺TBM换刀机器人轨迹规划及控制策略研究[D]. 郭凯. 大连理工大学, 2021(01)
- [7]工业自动化控制系统运动控制内核的设计与实现[D]. 王常辉. 中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所), 2021(08)
- [8]基于时间敏感网络的列车以太网通信技术研究[D]. 张旭. 中国铁道科学研究院, 2021(01)
- [9]基于工业以太网的列车通信网络实时调度算法研究[D]. 郭嫚嫚. 长春工业大学, 2021(08)
- [10]液压支架远程控制及动态仿真系统开发[D]. 牛淑锏. 太原理工大学, 2021(01)
标签：现场总线控制系统论文; 仿真软件论文; 现场总线论文; 液压支架论文; 功能分析论文;