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EtherCAT網絡及其伺服運動控制系統研究

隨著微電子技術和電力電子技術的發展，伺服運動控制系統已經從模擬控制發展到全數字控制，其性能不斷提高，在工業機器人、數控機床等設備中獲得了廣泛應用.基于現場總線網絡的伺服運動控制系統以其高可靠性、快速性和穩定性成為伺服運動控制系統的發展趨勢。德國倍福公司提出的EtherCAT工業以太網技術在數據鏈路層采用了實時調度的軟件核，并提供了過程數據傳輸的獨立通道，提高了系統的實時性：該網絡還具有靈活的拓撲結構，簡單的系統配置，較低的構建成本等特點，適合應用于運動控制領域。目前，該網絡受到了運動控制開發商的廣泛關注。本文以海洋研究領域的造波機系統開發為背景，利用EtherCAT從站接口控制器ET1100和DSP芯片TMS320F28335開發了EtherCAT從站設備，構建了一主一從的EtherCAT網絡結構實現了伺服系統精確的位置控制。論文首先對伺服運動控制系統的概念、特點進行了介紹，對其各個組成部分進行了詳細分析，并結合實踐經驗給出了自己的觀點，就目前廣泛應用于網絡運動控制中的兩種總線網絡進行了介紹。其次，詳細分析了EtherCAT網絡的原理、技術特點及主從站關鍵技術。結合本文的系統設計，介紹了1公司最新推出的用于1業控制的DSP片-TMS320F28335，分析了系統設計中用到的幾個運動控制模塊與通訊模塊，并給出了相應寄存器配置。最后在對EtherCAT網絡和DSP芯片TMS320F28335研究基礎上，開發了EtherCAT從站設備，避免了造波機系統中脈沖+方向位置控制方式長線傳輸的缺點，給出了開發系統的總體框架及主從站實現的關鍵細節，并給出了相應的實驗結論。本設計充分發揮了EtherCAT工業以太網絡實時數據傳輸的功能和TMS320F28335 DSP芯片運動控制功能，實現了運動系統高精度的位置控制。

標簽： ethercat 伺服運動控制系統

上傳時間： 2022-06-01

上傳用戶：aben
伺服電機內部結構及其工作原理.

一、交流伺服電動機交流伺服電動機定子的構造基本上與電容分相式單相異步電動機相似.其定子上裝有兩個位置互差90°的繞組，一個是勵磁繞組Rf ，它始終接在交流電壓Uf 上；另一個是控制繞組L，聯接控制信號電壓Uc 。所以交流伺服電動機又稱兩個伺服電動機。交流伺服電動機的轉子通常做成鼠籠式，但為了使伺服電動機具有較寬的調速范圍、線性的機械特性，無“自轉”現象和快速響應的性能，它與普通電動機相比，應具有轉子電阻大和轉動慣量小這兩個特點。目前應用較多的轉子結構有兩種形式：一種是采用高電阻率的導電材料做成的高電阻率導條的鼠籠轉子，為了減小轉子的轉動慣量，轉子做得細長；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉子，杯壁很薄，僅0.2-0.3mm ，為了減小磁路的磁阻，要在空心杯形轉子內放置固定的內定子.空心杯形轉子的轉動慣量很小，反應迅速，而且運轉平穩，因此被廣泛采用。交流伺服電動機在沒有控制電壓時，定子內只有勵磁繞組產生的脈動磁場，轉子靜止不動。當有控制電壓時，定子內便產生一個旋轉磁場，轉子沿旋轉磁場的方向旋轉，在負載恒定的情況下，電動機的轉速隨控制電壓的大小而變化，當控制電壓的相位相反時，伺服電動機將反轉。交流伺服電動機的工作原理與分相式單相異步電動機雖然相似，但前者的轉子電阻比后者大得多，所以伺服電動機與單機異步電動機相比，有三個顯著特點：1、起動轉矩大由于轉子電阻大，其轉矩特性曲線如圖3 中曲線1 所示，與普通異步電動機的轉矩特性曲線2 相比，有明顯的區別。它可使臨界轉差率S0＞ 1，這樣不僅使轉矩特性（機械特性）更接近于線性，而且具有較大的起動轉矩。因此，當定子一有控制電壓，轉子立即轉動，即具有起動快、靈敏度高的特點。2、運行范圍較廣3、無自轉現象正常運轉的伺服電動機，只要失去控制電壓，電機立即停止運轉。當伺服電動機失去控制電壓后，它處于單相運行狀態，由于轉子電阻大，定子中兩個相反方向旋轉的旋轉磁場與轉子作用所產生的兩個轉矩特性（ T1 － S1 、T2 － S2 曲線）以及合成轉矩特性（ T－ S 曲線）交流伺服電動機的輸出功率一般是0.1-100W 。當電源頻率為50Hz ，電壓有36V 、110V 、220 、380V ；當電源頻率為400Hz ，電壓有20V 、26V 、36V 、115V 等多種。

標簽： 伺服電機

上傳時間： 2022-06-01

上傳用戶：zhaiyawei
交流伺服電機的單片機控制及其應用.

引言伺服電機屬于一類控制電機，分為直流伺服電機和交流伺服電機兩種。由于交流伺服電機具有體積小、重量輕、大轉矩輸出、低慣量和良好的控制性能等優點，故被廣泛地應用于自動控制系統和自動檢測系統中作為執行元件，將控制電信號轉換為轉軸的機械轉動，由于伺服電機定位精度相當高，現代位置控制系統已越來越多地采用以交流伺服電機為主要部件的位置控制系統，本文的設計也正是用于噴印機的位置控制系統之中。1總體設計方案本控制系統選用松下MSMA082AIC型交流伺服電機，通過以單片機控制器實現對伺服電機的控制。同服電機的控制方式主要有位置控制、速度控制兩種，為了提高其帶動噴頭運行的平穩性，選用了速度控制方式實現對伺服電機的控制，以利用伺服電機系統自帶的s型曲線控制模型，達到理想的控制效果。系統組成框圖如圖1所示，其中單片機控制器向伺服驅動器輸出控制信號，再通過伺服驅動器驅動伺服電機按要求動作，同時，控制器接收固定在祠服電機轉軸上的光電編碼盤隨著電機轉動而產生的反饋脈沖信號，以實現對伺服電機帶動的噴頭運行位置的檢測控制，形成團環控制系統。為了實現對噴印位置的精確控制，所以選用了分辨率為2000p/r的光電編碼盤作位置傳感單元，將伺服電機轉軸的轉角位置變換成電脈沖信號，以供單片機控制器對噴印位置進行跟蹤控制。

標簽： 交流伺服電機單片機

上傳時間： 2022-06-01

上傳用戶：
伺服驅動器工業以太網接口設計——基于EtherCAT與CANopen技術

隨著工業自動化水平的不斷提高，工業控制網絡所需負擔的工作也日趨繁重，整個網絡中傳遞信息的規模和復雜度也在不斷增長，這給控制系統提出了更高的要求，伺服系統作為一種對控制精度、動態響應等性能指標要求很高的控制系統，也必須面對這些問題。本論文研究了將工業以太網技術應用于伺服系統的方法。通過將EtherCAT工業以太網協議與CANopen規范相結合，以TMS320F2812系列DSP為平臺，設計并實現了伺服驅動器的工業以太網通信接口，組建了網絡化的運動控制系統。通過分析EtherCAT與CANopen相關技術細節，闡述了將CANopen 與EtherCAT相結合的關鍵點，給出了多種運動控制模式的設計方式，分析了軟件設計和實現的只體方法和要點。本文按照分層和模塊化的方式給出了通信接口的設計過程，按層次分為三個大的模塊：EtherCAT通信模塊、CoE通信模塊與CANopen運動控制模塊。對各個模塊又根據功能分為多個子模塊，其中EtherCAT通信模塊主要包括：EtherCAT狀態機服務、郵箱服務和過程數據服務；CoE通信模塊包括：服務數據對象（SDO）服務、過程數據對象（PDO）服務、對象字典服務；運動控制模塊包括設備狀態機服務和多種運動控制模式的實現模塊。對每個模塊本文都給出了具體的設計與實現過程。本文實現了四種運動控制模式下的實際控制結果，包括周期同步的位置與速度模式以及位置與速度軌跡規劃模式。實驗結果表明，系統能夠滿足高速度、高精度、高可靠性和同步協調的控制要求。最后對所做工作進行了總結與展望。

標簽： 驅動器工業以太網接口

上傳時間： 2022-07-05

上傳用戶：zhanglei193
如何使用CM CANopen模塊實現S7-1200 PLC同LXM28A伺服驅動器的通訊

本實驗將HMS的CM CANopen模塊插入西門子S7-1200PLC背板中，CM模塊作為CANopen主站與LXM28A通信，另外CM模塊通過PLC背板總線與PLC進行通信，從而實現伺服與PLC的數據交換，背板總線同時為CM模塊供電。為簡單起見，實驗中只接了一臺LXM28A，實際應用中最多可以掛接16臺CANopen設備。備注：1.CANopen網絡連接：分別對應連接CM模塊和LXM28A伺服的CAN_H、CAN_L和SHLD引腳，在CM模塊CAN_H和CAN_L之間接入120歐姆電阻，并且在CANopen網絡中最后一臺設備CAN_H和CAN_L之間接入120歐姆電阻。2.LXM28A伺服設定：1）通過伺服HMl設定CANopen設備地址（P3-05）為3，CANopen波特率（P3-01）為500k。2）當伺服HMl顯示AL013錯誤碼時需要將P2-15、P2-16、P2-17參數置0，確保HMI沒有錯誤顯示。

標簽： CANopen模塊 lxm28a 驅動器 PLC

上傳時間： 2022-07-18

上傳用戶：xsr1983
伺服系統原理與設計第三版

伺服系統是自動控制系統中的一種。它是伴隨電的應用而發展起來的，最早出現于20世紀初。伺服系統控制技術的發展，一方面是生產需求的激勵，尤其是軍事需求；另一方面也與控制器件、執行機構和效率驅動裝置的發展息息相關。

標簽： 伺服系統

上傳時間： 2022-07-20

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電磁場在目標識別中的應用

電磁場在目標識別中的應用

標簽： 電磁場中的應用目標識別

上傳時間： 2013-04-15

上傳用戶：eeworm
激光在工藝中的應用

激光在工藝中的應用

標簽： 激光工藝中的應用

上傳時間： 2013-05-20

上傳用戶：eeworm
激光在精密計量中的應用

激光在精密計量中的應用

標簽： 激光中的應用精密計量

上傳時間： 2013-06-07

上傳用戶：eeworm
中威電子電解電容樣本

中威電子電解電容樣本

標簽： 電子樣本電解電容

上傳時間： 2013-07-06

上傳用戶：eeworm