论文总字数：16206字

摘 要

本文重点研究了CAN总线技术以及CAN总线的发展情况，并通过查阅大量资料了解了CAN总线技术在轨道交通领域的一些运用状况。

为了更直观的理解CAN总线，我选取了试验平台ＮＵＴ系列精密伺服控制系统，然后对CAN总线的硬件和软件进行简单介绍。

通过研究，我发现CAN总线技术拥有很多优势，运用前景和市场也都非常好，这是个值得去研究、推广的现场总线技术。但是，CAN总线还存在一些致命的缺点，比如它的通信距离不够长、不能连接互联网等等，这些都在不同程度上制约了CAN总线的推广。

通过本次研究和试验，我深刻感受到CAN总线运用的广泛性和重要性，对CAN总线将来在各个工业领域的运用也充满期待，也对我国CAN总线技术的发展非常有信心。

关键字：CAN总线 运动控制 轨道交通 伺服系统 现场总线

Abstract

This thesis focuses on the CAN bus technology and the development of CAN bus and access large amounts of data through CAN bus technology to understand the situation of some use in the field of rail transportation.

For a more intuitive understanding of the CAN bus, I selected the test platform NUT Series precision servo control system, and the hardware and software CAN bus for a brief introduction.

Through research, I discovered that the CAN bus technology has many advantages, the use and market prospects are also very good, it is worth to study, promotion of field bus technology. However, CAN bus, there are some fatal flaws, such as its communication distance is not long enough, you can not connect to the Internet, etc., which are in varying degrees, restricted the promotion of CAN bus.

Through this research and testing, I deeply feel the breadth and importance of the use of the CAN bus, CAN bus for future use in various industrial fields are full of expectations, but also to the development of CAN bus technology is very confident for our country.

Key Word： CAN bus Motion Control Rail transport Servo System

Field bus

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 CAN总线运动控制系统的概念 1

1.1.1 CAN总线简介 1

1.2 CAN总线的概述及特点 1

1.2.1 CAN总线的组成 1

1.2.2 CAN总线的分层结构 2

1.2.3 CAN总线的特点 4

1.2.4 CAN总线的通信协议 5

1.3 CAN总线在国内外的发展状况 5

1.3.1 CAN总线在国外的发展状况 5

1.3.2 CAN总线在国内的发展状况 6

1.4 CAN总线在轨道交通领域的应用介绍 7

1.4.1 CAN总线在轨道交通领域的应用的案例 7

第二章 CAN总线的工作原理及平台原理 9

2.1 CAN总线的工作原理 9

2.1.1 CAN总线的工作原理 9

2.2 实验平台工作原理 12

2.2.1 试验系统功能 12

2.3 CAN总线运动控制系统控制算法设计 13

2.3.1电流环智能PI控制 13

2.3.2 位置环PID控制 14

第三章 实验平台的硬件 15

3.1 实验硬件要求及配置 15

3.1.1 实验硬件要求 15

3.1.2 系统硬件配置 15

3.2 运动控制器Maestro 16

3.2.1 多轴控制器Maestro技术说明 16

3.2.2 多轴控制器Maestro的功能 17

3.3 伺服驱动器BASSOON 17

3.3.1 伺服驱动器BASSOON5/230技术说明 17

3.3.2伺服驱动器BASSOON 的原理及功能 18

3.4 伺服电机和编码器 19

3.4.1伺服电机（永磁同步电机）技术说明 19

3.4.2 永磁同步电机的原理及优势 19

3.4.3 增量式编码器 19

3.5 其他重要设备 20

3.5.1 交流接触器 20

3.5.2 交流滤波器 20

第四章 Composer软件和Elmo Studio软件 21

4.1 Composer软件的学习使用 21

4.1.1 单轴位置控制实验部分 21

4.2 Elmo studio软件的学习使用 23

4.2.1 Elmo studio软件 23

第五章 总结与期望 26

5.1 对本次毕业论文和试验的总结 26

5.2 对未来的期望 26

第六章 附录 27

6.1 对试验平台硬件介绍的补充 27

参考文献 31

致谢 33

第一章 绪论

1.1 CAN总线运动控制系统的概念

1.1.1 CAN总线简介

CAN 是Controller Area Network 的缩写(以下称为CAN) ，CAN 的高性能和可靠性已被认同，是一种在工业领域得到广泛应用的现场总线技术。CAN是ISO国际标准化的串行通信协议，由著名的德国公司BOSCH开发[1]，并发展成为国际通行标准。1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。此后，CAN 通过ISO11898 及ISO11519 进行了标准化，在欧洲已是汽车网络的标准协议。

1.2 CAN总线的概述及特点

1.2.1 CAN总线的组成

CAN-BUS系统主要包括以下部件：CAN控制器、CAN收发器、CAN-BUS数据传输线和CAN-BUS终端电阻[2]。

1．CAN控制器、CAN收发器 ，CAN-BUS上的每个控制单元中均设有一个CAN控制器和一个CAN收发器。CAN控制器主要用来接收微处理器传来的信息，对这些信息进行处理并传给CAN收发器，同时CAN控制器也接收来自CAN收发器传来的数据，对这些数据进行处理，并传给控制单元的微处理器。 CAN收发器用来接收CAN控制器送来的数据，并将其发送到CAN数据传输总线上，同时CAN收发器也接收CAN数据总线上的数据，并将其传给CAN控制器。

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