皮带传送控制系统在运输物品上有着无法替代的作用。它不仅可以运输物品,而且还可以和很多生产工艺相结合,例如同机器视觉技术相结合,可以实现一个完整的流水线纽扣次品剔除系统。皮带传送控制系统运行速度的稳定性间接影响着纽扣次品剔除的精确度,因此需要对其速度进行稳定性研究。目前,常用的皮带传送控制系统主要应用在高速度、大载量方面,但其价格昂贵、系统复杂。因此,在基于机器视觉技术下为剔除纽扣次品设计一个低速度、短距离、速度控制精度高的皮带传送控制系统是非常有必要的。本文以皮带传送控制系统作为研究对象,较为系统的分析和研究了皮带传送控制系统中存在的打滑、失速等问题。设计并调试该系统的硬件和软件。研究内容主要包括系统动力学模型、数学模型、智能控制算法、机械设计、电力电子技术以及嵌入式系统编程等多个方面。本论文主要的内容包括:1.针对皮带传送控制系统运动过程中可能出现的打滑、失速等问题,建立它的动力学模型和驱动装置无刷直流电机的数学模型,这样更加能反映实际系统的模型。2.研究和改进皮带传送控制系统的运动控制算法,单单只用传统的PID控制算法已经无法达到本系统控制精度的要求。因此,本文将模糊控制、遗传算法与PID控制相结合以此获得更好的效果,避免系统在实际运行过程中可能出现失速的问题。3.对皮带传送控制系统进行几何分析并且依据机械设计手册,设计出用于剔除纽扣次品的皮带传送控制系统。根据设计参数选出无刷直流电机型号,并且根据它的数学模型搭建其仿真模型,最后将传统PID控制、模糊PID控制和遗传算法优化PID控制应用到仿真模型中去。结果表明,遗传算法优化PID控制对本系统的控制效果最佳。4.运用Altium Designer软件完成对皮带传送控制系统硬件电路的设计,包含系统所需要的电源转换电路、驱动电路等等。软件部分主要是主程序和中断子程序的设计,在Keil uvision5软件开发平台下完成它们相关流程图程序的编写,同时将遗传算法优化PID控制程序嵌入到系统中。最后将要在OLED屏幕上显示的汉字在软件PctoLCD2002进行字模提取,然后编入程序中。5.完成无刷直流电机、联轴器、滚筒、绿色PVC皮带等等之间的相互搭建。用示波器测量皮带传送控制系统工作时的相关波形,并且观察和记录OLED屏幕显示出的各个运行参数的变化。最后通过系统运行的实验结果和分析数据可得,本文设计的皮带传送控制系统其运行过程中的速度波动范围比较小,近似于匀速运动。因此在合理的误差范围之内,能够满足机器视觉检测技术的要求。