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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:許富雄
研究生(外文):Hsu Fu-Hsiung
論文名稱:FPGA放電加工控制器之設計研究
論文名稱(外文):The Study of EDM’ing Controller Design on FPGA
指導教授:張義芳張義芳引用關係鍾翼能鍾翼能引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:大葉大學
系所名稱:電機工程學系碩士在職專班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:38
中文關鍵詞:放電加工機FPGA模糊控制器
外文關鍵詞:EDM’inggap controlfuzzy controlFPGA
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本研究設計一放電加工機之專用晶片,取代一般PC-Based或單晶片控制器的架構,直接以FPGA-Based ( Filed Programmable Gate Array )作為控制器系統架構,並以此設計一Z軸NC控制器之放電加工機。[1]
此FPGA-Based控制器以群基精密機械工業股份有限公司的CR-5機型為基礎,將Z軸NC放電加工機的功能設計到FPGA裡面,用以取代原來的微處理器架構,同時將放電間隙由原來RC低通濾波器改用FPGA設計模糊控制器(Fuzzy Controller),並驗證其性能。
FPGA使用Xilinx公司製造的Spartan-3E系列之XC3S500E-PQ208,並配合使用Xilinx ISE 8.2做為軟體開發平台。HDL硬體描述語言(Hardware Description Language)則使用Verilog HDL。
In this study, a control chip of EDM (electric discharge machine) will be designed to replace a complicated PC-based controller. Using an FPGA-based (Filed Programmable Gate Array) for the controller, the Z axis numerical control system (ZNC) can be implemented in the system.
This FPGA-based is equipped in the CR-5 type of Creator pricision Co,.Ltd for the function of data display, operation flow, and ignition delay control during the erosion process. Xilinx product Spartan-3E family xc3s500epq208 is selected by the usage of the controller. The software is designed by Xilinx ise 8.2, and the hardware description language is Verilog HDL. The fuzzy type ignition delay controller which is installed in the FPGA can improve the erosion performance comparing with the traditional low pass filter type gap control during EDM’ing. The actual experiments enhance the actual eroding performacne such as wear ratio of the electrode and eroding speed during EDM’ing.
目  錄

封面內頁
簽名頁
授權書.........................iii
中文摘要........................iv
英文摘要........................v
誌謝..........................vi
目錄..........................vii
圖目錄.........................ix
表目錄.........................x

第一章 緒論
1.1 前言....................1
1.2 Xilinx FPGA................3
1.3硬體描述語言................4
1.4模糊控制器.................4
1.4.1 模糊邏輯控制規則的設計原則.......5
第二章 放電原理
2.1放電的產生.................7
2.2電離作用與絕緣破壞.............7
2.3熔融蒸發..................8
2.4爆壓力產生與材料去除............8
2.5加工完成與絕緣回復.............8
第三章 FPGA-Based放電控制器架構與設計
3.1 FPGA-Based放電控制器架構..........10
3.2 FPGA-Based放電控制器設計.........12
3.2.1頂層模塊...............12
3.2.2人機介面...............12
3.2.3鍵盤掃描器..............13
3.2.4數字顯示掃描器............13
3.2.5 數位濾波器..............13
3.2.6 PLC.................14
3.2.7記憶體緩衝區.............14
3.2.8三軸光學尺解碼器、計數器.......14
3.2.9放電程序控制器............15
3.2.10放電脈波計數器............15
3.2.11 伺服控制...............16
3.2.12放電間隙模糊控制器..........16
第四章 實驗結果
4.1 操作介面..................22
4.2 放電測試..................24
第五章 結論......................31
參考文獻........................33
附錄
A.模糊控制器決策流程圖................34
B.模糊控制器決策Verilog程式.............35
1.許勝程”FPGA-Based控制器之發展The Development of FPGA-Based Controller”大葉大學碩士論文,中華民國九十年六月。
2.何昌祐,”DSP用於PC-Based運動控制器之設計”,機械工業雜誌,pp 115-122,1998年四月。
3.張漢傑,良瑞芳,呂宗訓,劉興昌,顏嘉偉,“PC-Based控制器應用於國產機械實例,”機械工業雜誌,pp 115-122, 1998年四月。
4.楊文瑩,“我國PC-Based控制器發展態勢分析,”電機月刊,pp.102-106, 1998年六月。
5.張義芳1 石興銓2 粘永峰3 放電加工之模糊控制大葉學報第十三卷第一期民國九十三年。
6.周鵬程”遺傳演算法原理與應用,活用Matlab”全華科技圖書公司。
7.陳竹男”放電加工原理和放電技術”建宏書局。
8.廖運炫,“放電加工之發展趨勢與研究現況,”機械月刊,第二十六卷第八期,民國89年8月,第374~387頁。
9.張義芳與楊信生,“放電加工智慧型間隙控制器設計,”中國機械工程學會,第14屆全國學術研討會論文集,民國86年12月,第154~161頁。
10.張渭川編譯,放電加工的結構與實用技術,全華科技圖書公司。
11.群基公司CR-5操作手冊。
12.E. Waingold, M. Taylor, D. Srikrishna, V. Sarkar, W. Lee, V. Lee,J. Kim, M. Frank, P. Finch, R. Barus, J. Babb, S. Amarasinghe,and A. Agarwal, “Baring It All to Software: Raw Machines,”IEEE Computer, vol. 30, no. 9, pp.86-93, Sept. 1997。
13.Mencer, M. Morf, M. J. Flynn, K. L. Pocek, and J. M. Arnold,“PAM-Blox: High Performance FPGA Design for AdaptiveComputing,” Proceedings of IEEE Symposium on FPGAs forCustom Computing Machines, pp. 167-174, 1998。
14.Xilinx Spartan-3E FPGA Family:Copmlete Data Sheet,DS312 May 19,2006。
15.Agilent Technologies Datasheet HCTL-2000、HCTL-2016、HCTL-2020。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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