隨著微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展,伺服運(yùn)動控制系統(tǒng)已經(jīng)從模擬控制發(fā)展到全數(shù)字控制,其性能不斷提高,在工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等設(shè)備中獲得了廣泛應(yīng)用.基于現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的伺服運(yùn)動控制系統(tǒng)以其高可靠性、快速性和穩(wěn)定性成為伺服運(yùn)動控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。德國倍福公司提出的EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)在數(shù)據(jù)鏈路層采用了實時調(diào)度的軟件核,并提供了過程數(shù)據(jù)傳輸?shù)莫毩⑼ǖ溃岣吡讼到y(tǒng)的實時性:該網(wǎng)絡(luò)還具有靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),簡單的系統(tǒng)配置,較低的構(gòu)建成本等特點,適合應(yīng)用于運(yùn)動控制領(lǐng)域。目前,該網(wǎng)絡(luò)受到了運(yùn)動控制開發(fā)商的廣泛關(guān)注。本文以海洋研究領(lǐng)域的造波機(jī)系統(tǒng)開發(fā)為背景,利用EtherCAT從站接口控制器ET1100和DSP芯片TMS320F28335開發(fā)了EtherCAT從站設(shè)備,構(gòu)建了一主一從的EtherCAT網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了伺服系統(tǒng)精確的位置控制。論文首先對伺服運(yùn)動控制系統(tǒng)的概念、特點進(jìn)行了介紹,對其各個組成部分進(jìn)行了詳細(xì)分析,并結(jié)合實踐經(jīng)驗給出了自己的觀點,就目前廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)動控制中的兩種總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了介紹。其次,詳細(xì)分析了EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的原理、技術(shù)特點及主從站關(guān)鍵技術(shù)。結(jié)合本文的系統(tǒng)設(shè)計,介紹了1公司最新推出的用于1業(yè)控制的DSP片-TMS320F28335,分析了系統(tǒng)設(shè)計中用到的幾個運(yùn)動控制模塊與通訊模塊,并給出了相應(yīng)寄存器配置。最后在對EtherCAT網(wǎng)絡(luò)和DSP芯片TMS320F28335研究基礎(chǔ)上,開發(fā)了EtherCAT從站設(shè)備,避免了造波機(jī)系統(tǒng)中脈沖+方向位置控制方式長線傳輸?shù)娜秉c,給出了開發(fā)系統(tǒng)的總體框架及主從站實現(xiàn)的關(guān)鍵細(xì)節(jié),并給出了相應(yīng)的實驗結(jié)論。本設(shè)計充分發(fā)揮了EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ芎蚑MS320F28335 DSP芯片運(yùn)動控制功能,實現(xiàn)了運(yùn)動系統(tǒng)高精度的位置控制。
標(biāo)簽: ethercat 伺服運(yùn)動控制系統(tǒng)
上傳時間: 2022-06-01
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這篇論文在系統(tǒng)分析國內(nèi)外雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,選定以ARM為內(nèi)核的基于ARM+FPGA的雷達(dá)伺服控制器為研究對象。 首先,根據(jù)雷達(dá)伺服控制系統(tǒng)功能要求與性能指標(biāo),進(jìn)行系統(tǒng)的硬件設(shè)計:選擇基于ARM920T的S3C2410和Altera公司的FPGA芯片EP1C12Q240作為主控芯片,ARM與FPGA的連接形式采用中斷+存儲器的形式;將ARM與FPGA上多余的引腳引出作為將來升級的需要;還畫出ARM+FPGA的雷達(dá)伺服控制器的系統(tǒng)圖并制作了PCB板。 其次,選用PID對伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制,模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)綜合了模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點,并利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對PID參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整。用Matlab7.1進(jìn)行仿真,其結(jié)果表明:該控制算法對系統(tǒng)具有良好的控制效果,性能較常規(guī)PID得到較大改善。 最后,根據(jù)FPGA在伺服系統(tǒng)主要任務(wù),用VHDL語言和原理圖在FPGA芯片中分別編制實現(xiàn)DAC0832接口控制功能、光電編碼器與脈沖發(fā)生電路的程序代碼;并在Quartus II6.0環(huán)境下通過仿真,且得到仿真的波形符合系統(tǒng)功能要求。采用C語言編寫在ARM中實現(xiàn)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制算法的代碼,通過CodeWarrior for ARM的編譯無誤后,生成可執(zhí)行文件.axf,,調(diào)用AXD進(jìn)行在線仿真調(diào)試。仿真結(jié)果表明:模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID算法對伺服系統(tǒng)能夠進(jìn)行有效控制。 結(jié)果表明:ARM作為伺服控制器的內(nèi)核,其性價比與集成度高:用FPGA芯片實現(xiàn)接口電路使伺服控制器的可靠性高、速度快、可配置及連接方式靈活。因此采用基于ARM+FPGA的雷達(dá)伺服控制器,提高了系統(tǒng)的開放性、實時性、可靠性,降低了系統(tǒng)功耗,具有重要的應(yīng)用價值。
標(biāo)簽: ARMFPGA 雷達(dá) 伺服 制器設(shè)計
上傳時間: 2013-06-30
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·永磁交流伺服系統(tǒng)的驅(qū)動器經(jīng)歷了模擬式、模擬數(shù)字混合式的發(fā)展后,目前已經(jīng)進(jìn)入了全數(shù)字的時代。全數(shù)字伺服驅(qū)動器不僅克服了模擬式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等缺點,還充分發(fā)揮了數(shù)字控制在控制精度上的優(yōu)勢和控制方法的靈活,使伺服驅(qū)動器不僅結(jié)構(gòu)簡單,而且性能更加可靠。現(xiàn)在,高性能的伺服系統(tǒng)大多數(shù)采用永磁交流伺服系統(tǒng),其中包括永磁同步交流伺服電動機(jī)和全數(shù)字交流永磁同步伺服驅(qū)動器兩部分。后者由兩部分組成:驅(qū)動
標(biāo)簽: PMSM nbsp 永磁同步 伺服電機(jī)
上傳時間: 2013-04-24
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一臺數(shù)控機(jī)床的先進(jìn)程度衡量著一個國家制造業(yè)的先進(jìn)水平,而數(shù)控機(jī)床最核心的部分就是數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)。近年出現(xiàn)的ARM數(shù)入式系統(tǒng)具有硬件資源豐富、性能好、成本低和功耗低等優(yōu)點,F(xiàn)PGA技術(shù)具有可重復(fù)編程、在線升級、實時性好、可靠性高等優(yōu)點。為了克服傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床成本高、控制精度低、實時性差,可靠性低等缺點,研究基于ARM+FPGA架構(gòu)的新型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng),具有重要的社會經(jīng)濟(jì)意義和重大的經(jīng)濟(jì)價值本文以數(shù)控機(jī)床為工程背景,以何服電機(jī)PMSM為具體對象以ARM+FPGA作為數(shù)控系統(tǒng)的實現(xiàn)平臺,從提高何服系統(tǒng)位置環(huán)控制的自適應(yīng)能力,提高位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)等復(fù)雜運(yùn)算的處理速度,提高系統(tǒng)管理與控制程序開發(fā)的簡單性、界面的美觀性等方面開展了深入的研究。其主要研究工作和結(jié)論如下:(1)在對比分析了幾種控制系統(tǒng)架構(gòu)基礎(chǔ)上,提出了一種基于ARM+FPGA的數(shù)控機(jī)床自適應(yīng)模糊控制何服系統(tǒng)的設(shè)計方案。該系統(tǒng)采用以ARM作為系統(tǒng)主控與運(yùn)動軌跡計算芯片,F(xiàn)PGA作為何服系統(tǒng)運(yùn)動控制芯片,而其中的FPGA運(yùn)動控制系統(tǒng)包括自適應(yīng)位置控制模塊、速度控制模塊、電流變換模塊三大部分(2)針對提出的 ARM+FPGA的數(shù)控機(jī)床自適應(yīng)模糊控制何服系統(tǒng)的設(shè)計方案,進(jìn)行了有關(guān)數(shù)學(xué)模型的建立占推導(dǎo),并借助MATLAB工具建立系統(tǒng)仿真模型進(jìn)行仿真。系統(tǒng)仿真結(jié)果表明,該系統(tǒng)位置響應(yīng)超調(diào)量小,響應(yīng)時間短,系統(tǒng)性能優(yōu)越(3)為了提高運(yùn)動控制的實時性、可靠性、靈活度,根據(jù)運(yùn)動控制系統(tǒng)的模型,提出了一種FPGA實現(xiàn)的運(yùn)行控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),井詳細(xì)進(jìn)行了自適應(yīng)位置控制模塊、速度控制模塊、電流變換模塊等內(nèi)部各模塊的設(shè)計,之后利用HDL進(jìn)行了有關(guān)模塊的程序設(shè)計和PGA實現(xiàn)仿真(4)針對基于ARM微處理器的主挖與運(yùn)動軌跡計算系統(tǒng),進(jìn)行了系統(tǒng)控制界面的設(shè)計,F(xiàn)PGA與ARM芯片、FPGA與上位機(jī)等通信程序設(shè)計,進(jìn)行了運(yùn)動控制中加減速、插補(bǔ)方法的分析與設(shè)計關(guān)鍵字:數(shù)控機(jī)床:水磁同步電機(jī):自適應(yīng)模糊控制:ARM:FPGA
標(biāo)簽: 數(shù)控機(jī)床 自適應(yīng)模糊控制
上傳時間: 2022-03-11
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隨著工業(yè)自動化水平的不斷提高,工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)所需負(fù)擔(dān)的工作也日趨繁重,整個網(wǎng)絡(luò)中傳遞信息的規(guī)模和復(fù)雜度也在不斷增長,這給控制系統(tǒng)提出了更高的要求,伺服系統(tǒng)作為一種對控制精度、動態(tài)響應(yīng)等性能指標(biāo)要求很高的控制系統(tǒng),也必須面對這些問題。本論文研究了將工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于伺服系統(tǒng)的方法。通過將EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議與CANopen規(guī)范相結(jié)合,以TMS320F2812系列DSP為平臺,設(shè)計并實現(xiàn)了伺服驅(qū)動器的工業(yè)以太網(wǎng)通信接口,組建了網(wǎng)絡(luò)化的運(yùn)動控制系統(tǒng)。通過分析EtherCAT與CANopen相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié),闡述了將CANopen 與EtherCAT相結(jié)合的關(guān)鍵點,給出了多種運(yùn)動控制模式的設(shè)計方式,分析了軟件設(shè)計和實現(xiàn)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(shè)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(yùn)動控制模塊。對各個模塊又根據(jù)功能分為多個子模塊,其中EtherCAT通信模塊主要包括:EtherCAT狀態(tài)機(jī)服務(wù)、郵箱服務(wù)和過程數(shù)據(jù)服務(wù);CoE通信模塊包括:服務(wù)數(shù)據(jù)對象(SDO)服務(wù)、過程數(shù)據(jù)對象(PDO)服務(wù)、對象字典服務(wù);運(yùn)動控制模塊包括設(shè)備狀態(tài)機(jī)服務(wù)和多種運(yùn)動控制模式的實現(xiàn)模塊。對每個模塊本文都給出了具體的設(shè)計與實現(xiàn)過程。本文實現(xiàn)了四種運(yùn)動控制模式下的實際控制結(jié)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(guī)劃模式。實驗結(jié)果表明,系統(tǒng)能夠滿足高速度、高精度、高可靠性和同步協(xié)調(diào)的控制要求。最后對所做工作進(jìn)行了總結(jié)與展望。
標(biāo)簽: 驅(qū)動器 工業(yè)以太網(wǎng) 接口
上傳時間: 2022-07-05
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電液控制作為液壓控制的一個新分支,因為其本身的特點正得到越來越廣泛的應(yīng)用。電液控制系統(tǒng)的發(fā)展對電液控制技術(shù)提出了更高的要求,這必將促進(jìn)電液控制技術(shù)的發(fā)展。本文在教研室多年電液控制經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,提出開發(fā)通用型電液系統(tǒng)數(shù)字控制器。 通過對電液控制技術(shù)的研究,了解電液系統(tǒng)的一般構(gòu)成,結(jié)合多個具體實例,本文提出數(shù)字式電液控制器概念,以ARM微處理器為硬件核心,采用多種智能控制算法解決電液系統(tǒng)閉環(huán)控制問題。 數(shù)字控制器以PHILIPS公司的32位ARM7微處理器LPC2292為硬件核心,配有高速AD、DA轉(zhuǎn)換器。硬件設(shè)計注重通用性,具有多種輸入、輸出通道,可以采集和輸出多種、多個模擬量信號和數(shù)字量信。具有多種通信接口,可以實現(xiàn)近距離監(jiān)控或者遠(yuǎn)距離操控。人機(jī)交互通道豐富,具有報警、狀態(tài)指示、參數(shù)顯示等功能。采用光電隔離、獨立電源、屏蔽外殼等措施保證控制器具有良好的穩(wěn)定性、可靠性。軟件設(shè)計采用UC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng),內(nèi)部集成多種智能控制算法,保證電液系統(tǒng)閉環(huán)控制取得良好的效果。開發(fā)模擬試驗系統(tǒng),可以模擬電液系統(tǒng)現(xiàn)場的各種信號和閉環(huán)回路,實現(xiàn)實驗室調(diào)試。采用Visual Basic開發(fā)上位機(jī)軟件,配合控制器完成參數(shù)修改、保存,繪制實時監(jiān)控曲線,控制硬件等功能。 控制器解決了電液系統(tǒng)多樣性難題,客服模擬控制的缺點。研發(fā)出模糊自整定PID算法,它成功解決了閉環(huán)控制過程中設(shè)定信號不斷變化的難題。經(jīng)過多次現(xiàn)場調(diào)試,目前控制器已經(jīng)成功應(yīng)用于國內(nèi)多家企業(yè)的輪胎耐久性試驗機(jī)和密煉機(jī)兩種電液系統(tǒng),在這兩種系統(tǒng)中成功取代進(jìn)口國外模擬控制器,并且控制效果好于國外模擬控制器。關(guān)鍵詞:電液系統(tǒng);ARM7;UC/OS-II;模糊自整定
標(biāo)簽: ARM 微處理器 電液系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-31
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伺服控制系統(tǒng)中的傳感器
標(biāo)簽: 伺服控制系統(tǒng) 傳感器
上傳時間: 2013-04-15
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專輯類----傳感器專輯 伺服控制系統(tǒng)中的傳感器-280頁-4.5M.rar
標(biāo)簽: 280 4.5 伺服控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-08-05
上傳用戶:sqq
專輯類-傳感器專輯-87冊-901M 伺服控制系統(tǒng)中的傳感器-280頁-4.5M.pdf
上傳時間: 2013-07-06
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在分析現(xiàn)有的雕刻機(jī)數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)缺點基礎(chǔ)上,結(jié)合高速數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,提出了基于高性能DSP開發(fā)高性價比的雕刻機(jī)直流伺服控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。圍繞系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,在插補(bǔ)算法研究方面,通過小線段高速加工速度銜接的遞歸數(shù)學(xué)模型的建立和速度輪廓曲線的修正,實現(xiàn)了具有前瞻功能的自適應(yīng)插補(bǔ)算法。為了提高雕刻機(jī)的跟蹤性能和定位精度,在直流伺服控制系統(tǒng)設(shè)計中引入了零相位誤差跟蹤控制器(ZPETC),通過模型辨識、非線性摩擦補(bǔ)償及干擾觀測器的設(shè)計,克服了ZPETC存在的對系統(tǒng)建模誤差和參數(shù)變化敏感的缺點。 在上述研究的基礎(chǔ)上,搭建了以TMS320C2812型32位定點DSP為控制核心、以L6203為功率驅(qū)動模塊、以小功率直流電機(jī)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的二維直流伺服實時運(yùn)動控制硬件系統(tǒng),且在DSP開發(fā)平臺上完成了系統(tǒng)的所有軟件開發(fā)。為了實現(xiàn)系統(tǒng)對高速數(shù)據(jù)通訊的要求,對DSP串口通訊實時性及提高措施進(jìn)行了深入研究,提出了一種多緩沖區(qū)并行協(xié)作的方法,很好地解決了數(shù)據(jù)的實時通訊問題。系統(tǒng)聯(lián)調(diào)實驗結(jié)果表明:所設(shè)計的雕刻機(jī)直流伺服控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、跟蹤精度高,加工速度快,可廣泛應(yīng)用于數(shù)控雕刻機(jī)產(chǎn)品。
標(biāo)簽: ZPETC 雕刻機(jī) 直流伺服控制
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