论文总字数：19457字

摘 要

CAN总线是一种现场总线，由于CAN总线的强大性能和高效稳定的特性，被大量应用到各种生产现场，例如在汽车、交通及医疗设备、还有工业自动化领域都有普遍应用。而在目前的控制相关领域，尤其是制造业中，在科学技术的飞速发展之下，自动化水平已经越来越高，多轴控制系统也成了许多高品质制造业的标配。因此，本文主要介绍了一种基于CAN总线的多轴控制系统的设计。

本文首先对CAN总线进行介绍，先讲述了CAN总线区别于其他现场总线的优势还有CAN总线近些年来的发展状况以及将来有何发展前景；随后对CAN总线这种通信方式的原理进行了介绍，并对其通信过程进行了简单的仿真，以加深对其通信过程的理解；又介绍了如何设计一种多轴控制系统，这也是本次毕业设计的主要任务。

在硬件方面，主要使用了实验室以色列Elmo的Maestro多轴运动控制器、Basson伺服驱动器、PC机等，用来实现多轴运动控制系统的设计。软件方面，使用C 的MFC进行上位机监控界面设计，用Elmo公司的Elmo composer对此多轴控制系统进行调试，Elmo Studio用来编写控制系统相关程序。

在这个多轴控制系统中，PC机与控制器之间由网线进行通信，控制器与驱动器之间由CAN总线进行通信，由此构成了完整的多轴控制系统。

关键字：CAN总线 多轴控制系统 Elmo运动控制

Abstract

CAN bus is a kind of field bus. Due to its powerful performance and high efficiency and stability, CAN bus has been widely used in various production sites, such as automobile, transportation and medical equipment, and industrial automation. In the current control related fields, especially in the manufacturing industry, with the rapid development of science and technology, the automation level has become increasingly high, and the multi-axis control system has become the standard of many high-quality manufacturing industries. Therefore, this paper mainly introduces the design of a multi-axis control system based on CAN bus.

In this paper, CAN bus is firstly introduced. Firstly, the advantages of CAN bus, which is different from other field buses, as well as the development status of CAN bus in recent years and its development prospect in the future are described. Then, the principle of CAN bus is introduced, and the communication process is simulated, so as to deepen the understanding of the communication process. It also introduces how to design a multi-axis control system, which is also the main task of this graduation project.

In terms of hardware, the Maestro multi-axis motion controller, Basson servo driver and PC of Elmo Israel are mainly used to realize the design of multi-axis motion control system. In terms of software, MFC of C is used to design the upper computer monitoring interface, and Elmo composer of Elmo company is used to debug the multi-axis control system. Elmo Studio is used to write programs related to the control system.

In this multi-axis control system, the communication between PC and controller is carried out by network cable, and the communication between controller and driver is carried out by CAN bus, thus forming a complete multi-axis control system.

Key words: CAN bus multi-axis control system Elmo motion control

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 CAN总线研究现状及未来趋势 1

1.2.1 CAN总线国外研究现状 2

1.2.2 CAN总线国内研究现状 2

1.2.3 CAN总线发展趋势 2

1.3 选题背景及意义 3

第二章 CAN总线概述 5

2.1 CAN总线的电气特性 5

2.2 CAN总线通信原理 6

2.3 CAN总线通信简单仿真 6

2.3.1 各仿真模块功能 6

2.3.2 仿真过程 7

2.3.3 仿真结果 7

2.4 基于CAN总线的多轴运动控制系统 8

2.4.1 基于CAN总线的多轴运动控制系统基本原理 8

2.4.2 此控制系统的硬件结构 9

2.4.3 多轴运动控制系统工作过程 10

第三章 系统硬件设计 11

3.1 系统主要硬件简介 11

3.1.1 PC机 11

3.1.2 控制器 11

3.1.3 驱动器 12

3.1.4 伺服电机 13

3.2控制系统的硬件连接 13

第四章 系统软件设计 15

4.1 上位机监控界面设计 15

4.2 Elmo相关软件简介 15

4.2.1 Elmo Composer软件 16

4.2.2 Elmo Studio软件 16

4.3 运动控制系统参数初始化 17

4.3.1 Maestro多轴控制器IP地址设置 17

4.3.2 驱动器节点号设置 18

4.4 驱动器增益调整 18

第五章 多轴运动控制系统控制方案及程序设计 20

5.1 单轴位置控制 20

5.1.1 Telnet方式 20

5.1.2 RS232方式 20

5.1.3 网络编程 21

5.2 双轴运动控制 21

第六章 总结与展望 22

致谢 23

参考文献 24

附录 26

第一章 绪论

1.1 研究背景

当下，计算机技术、通信技术、控制技术等各类现代技术发展都非常迅速，与之伴随的的是越来越多的智能控制芯片和智能传感器等先进设备也不断涌现，传统的控制领域正在经历一场无与伦比的大变革，向着网络化的道路不断前进。

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