·永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模拟数字混合式的发展后,目前已经进入了全数字的时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等缺点,还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方法的灵活,使伺服驱动器不仅结构简单,而且性能更加可靠。现在,高性能的伺服系统大多数采用永磁交流伺服系统,其中包括永磁同步交流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。后者由两部分组成:驱动
上传时间: 2013-04-24
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一台数控机床的先进程度衡量着一个国家制造业的先进水平,而数控机床最核心的部分就是数控机床控制系统。近年出现的ARM数入式系统具有硬件资源丰富、性能好、成本低和功耗低等优点,FPGA技术具有可重复编程、在线升级、实时性好、可靠性高等优点。为了克服传统的数控机床成本高、控制精度低、实时性差,可靠性低等缺点,研究基于ARM+FPGA架构的新型数控机床系统,具有重要的社会经济意义和重大的经济价值本文以数控机床为工程背景,以何服电机PMSM为具体对象以ARM+FPGA作为数控系统的实现平台,从提高何服系统位置环控制的自适应能力,提高位置环、速度环和电流环等复杂运算的处理速度,提高系统管理与控制程序开发的简单性、界面的美观性等方面开展了深入的研究。其主要研究工作和结论如下:(1)在对比分析了几种控制系统架构基础上,提出了一种基于ARM+FPGA的数控机床自适应模糊控制何服系统的设计方案。该系统采用以ARM作为系统主控与运动轨迹计算芯片,FPGA作为何服系统运动控制芯片,而其中的FPGA运动控制系统包括自适应位置控制模块、速度控制模块、电流变换模块三大部分(2)针对提出的 ARM+FPGA的数控机床自适应模糊控制何服系统的设计方案,进行了有关数学模型的建立占推导,并借助MATLAB工具建立系统仿真模型进行仿真。系统仿真结果表明,该系统位置响应超调量小,响应时间短,系统性能优越(3)为了提高运动控制的实时性、可靠性、灵活度,根据运动控制系统的模型,提出了一种FPGA实现的运行控制系统的结构,井详细进行了自适应位置控制模块、速度控制模块、电流变换模块等内部各模块的设计,之后利用HDL进行了有关模块的程序设计和PGA实现仿真(4)针对基于ARM微处理器的主挖与运动轨迹计算系统,进行了系统控制界面的设计,FPGA与ARM芯片、FPGA与上位机等通信程序设计,进行了运动控制中加减速、插补方法的分析与设计关键字:数控机床:水磁同步电机:自适应模糊控制:ARM:FPGA
上传时间: 2022-03-11
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随着工业自动化水平的不断提高,工业控制网络所需负担的工作也日趋繁重,整个网络中传递信息的规模和复杂度也在不断增长,这给控制系统提出了更高的要求,伺服系统作为一种对控制精度、动态响应等性能指标要求很高的控制系统,也必须面对这些问题。本论文研究了将工业以太网技术应用于伺服系统的方法。通过将EtherCAT工业以太网协议与CANopen规范相结合,以TMS320F2812系列DSP为平台,设计并实现了伺服驱动器的工业以太网通信接口,组建了网络化的运动控制系统。通过分析EtherCAT与CANopen相关技术细节,阐述了将CANopen 与EtherCAT相结合的关键点,给出了多种运动控制模式的设计方式,分析了软件设计和实现的只体方法和要点。本文按照分层和模块化的方式给出了通信接口的设计过程,按层次分为三个大的模块:EtherCAT通信模块、CoE通信模块与CANopen运动控制模块。对各个模块又根据功能分为多个子模块,其中EtherCAT通信模块主要包括:EtherCAT状态机服务、邮箱服务和过程数据服务;CoE通信模块包括:服务数据对象(SDO)服务、过程数据对象(PDO)服务、对象字典服务;运动控制模块包括设备状态机服务和多种运动控制模式的实现模块。对每个模块本文都给出了具体的设计与实现过程。本文实现了四种运动控制模式下的实际控制结果,包括周期同步的位置与速度模式以及位置与速度轨迹规划模式。实验结果表明,系统能够满足高速度、高精度、高可靠性和同步协调的控制要求。最后对所做工作进行了总结与展望。
上传时间: 2022-07-05
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电液控制作为液压控制的一个新分支,因为其本身的特点正得到越来越广泛的应用。电液控制系统的发展对电液控制技术提出了更高的要求,这必将促进电液控制技术的发展。本文在教研室多年电液控制经验的基础上,提出开发通用型电液系统数字控制器。 通过对电液控制技术的研究,了解电液系统的一般构成,结合多个具体实例,本文提出数字式电液控制器概念,以ARM微处理器为硬件核心,采用多种智能控制算法解决电液系统闭环控制问题。 数字控制器以PHILIPS公司的32位ARM7微处理器LPC2292为硬件核心,配有高速AD、DA转换器。硬件设计注重通用性,具有多种输入、输出通道,可以采集和输出多种、多个模拟量信号和数字量信。具有多种通信接口,可以实现近距离监控或者远距离操控。人机交互通道丰富,具有报警、状态指示、参数显示等功能。采用光电隔离、独立电源、屏蔽外壳等措施保证控制器具有良好的稳定性、可靠性。软件设计采用UC/OS-II嵌入式操作系统,内部集成多种智能控制算法,保证电液系统闭环控制取得良好的效果。开发模拟试验系统,可以模拟电液系统现场的各种信号和闭环回路,实现实验室调试。采用Visual Basic开发上位机软件,配合控制器完成参数修改、保存,绘制实时监控曲线,控制硬件等功能。 控制器解决了电液系统多样性难题,客服模拟控制的缺点。研发出模糊自整定PID算法,它成功解决了闭环控制过程中设定信号不断变化的难题。经过多次现场调试,目前控制器已经成功应用于国内多家企业的轮胎耐久性试验机和密炼机两种电液系统,在这两种系统中成功取代进口国外模拟控制器,并且控制效果好于国外模拟控制器。关键词:电液系统;ARM7;UC/OS-II;模糊自整定
上传时间: 2013-05-31
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伺服控制系统中的传感器
上传时间: 2013-04-15
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专辑类----传感器专辑 伺服控制系统中的传感器-280页-4.5M.rar
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专辑类-传感器专辑-87册-901M 伺服控制系统中的传感器-280页-4.5M.pdf
上传时间: 2013-07-06
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在分析现有的雕刻机数控系统优缺点基础上,结合高速数控技术的发展,提出了基于高性能DSP开发高性价比的雕刻机直流伺服控制系统的总体设计方案。围绕系统的总体设计方案,在插补算法研究方面,通过小线段高速加工速度衔接的递归数学模型的建立和速度轮廓曲线的修正,实现了具有前瞻功能的自适应插补算法。为了提高雕刻机的跟踪性能和定位精度,在直流伺服控制系统设计中引入了零相位误差跟踪控制器(ZPETC),通过模型辨识、非线性摩擦补偿及干扰观测器的设计,克服了ZPETC存在的对系统建模误差和参数变化敏感的缺点。 在上述研究的基础上,搭建了以TMS320C2812型32位定点DSP为控制核心、以L6203为功率驱动模块、以小功率直流电机为执行机构的二维直流伺服实时运动控制硬件系统,且在DSP开发平台上完成了系统的所有软件开发。为了实现系统对高速数据通讯的要求,对DSP串口通讯实时性及提高措施进行了深入研究,提出了一种多缓冲区并行协作的方法,很好地解决了数据的实时通讯问题。系统联调实验结果表明:所设计的雕刻机直流伺服控制系统运行稳定、跟踪精度高,加工速度快,可广泛应用于数控雕刻机产品。
上传时间: 2013-04-24
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基于TMS320F2812高精度跟踪伺服控制系统设计
上传时间: 2013-08-03
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超声波电机(Ultrasonic Motor简称USM)是八十年代发展起来的新型微电机。本文针对超声波电机及其控制技术的研究现状和发展趋势,以我国研究技术相对比较成熟并有产业化前景的行波超声波电机(Traveling-wave Ultrasonic Motor简称TUSM)的伺服控制技术为研究对象,以直径60mm的行波超声波电机TUSM60为研究实例,在特性测试、动稳态性能分析,辨识模型建立、控制策略与控制算法的选择与实现等方面展开研究。本论具体的研究内容为: 在分析超声波电机研究历史和现状的基础上,结合国内外超声波电机特别是行波超声波电机控制技术的发展趋势,重点论述了行波超声波电机及其驱动控制技术的研究进展。 介绍行波超声波电机的基本结构,并从该电机的主要理论基础--压电原理、行波合成、接触模型出发,分析了行波超声波电机定子质点的运动方程.并结合定转子摩擦接触特点,分析了行波超声波电机的运行机理。 根据对行波超声波电机测试和高精度控制的要求,研制出基于双DSP和FPGA的超声波电机高性能测试控制平台。其中控制核心采用了双DSP结构,可以在对行波超声波电机进行控制的同时,将必要的参数读取出来进行分析和研究。为行波超声波电机瞬态特性分析以及控制策略、控制算法的深入研究打下了基础。 对电机的瞬态、稳态特性进行的测试,可以分析驱动频率、电压以及相位差等调节量对电机输出的影响。在此基础上进一步对行波超声波电机的调节方式、控制算法选择方面进行分析,并得到相应结论。 通过对实验数据的总结和归纳,利用系统辨识中的非参数方法,建立在特定频率条件下的近似线性模型。在行波超声波电机工作范围内,辨识若干组不同频率条件下的近似线性模型,将这些模型的参数进行二维或三维拟合,可以得到一个关于行波超声波电机传递函数的模型。辨识模型的建立为合理的选择和优化控制参数,控制效果的验证等提供了行之有效的手段。 在对行波超声波电机的速度控制、位置控制展开的研究中.首先利用遗传算法对常规PI恒转速控制的控制参数整定及修正方法进行了研究;利用神经元的在线自学习能力,研究和设计单神经元PID-PI转速控制器,提高控制系统对电机非线性和时变性的适应能力;为了消除在伺服控制中,单一调节量(驱动频率)情况下,低转速的跳跃问题,研究和讨论了多调节量分段控制方法,并利用模糊控制对控制方法的有效性进行了验证;在位置控制中,利用转速控制研究的结果,研究和设计了位置--速度双环(串级)控制器,实现了电机高精度位置伺服控制。 通过对已有控制系统的改进和简化,设计和研制了具有实用化价值行波超声波电机控制器:并将研究成果应用于针对核磁成像设备而设计的行波超声波电机随动控制系统中,同时尝试了将该控制器用于高精度X-Y两维定位平台。
上传时间: 2013-07-13
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