基于PMAC的伺服电机同步检测控制系统

论文摘要

论文主要研究了一种基于开放式多轴运动控制卡PMAC的伺服电机同步检测控制系统,用于检测控制轨道式数控切割机轨道两侧电机的同步运行情况。通过对PMAC运动控制卡的结构及功能分析研究,提出了基于工控机和运动控制卡相结合的开放式控制系统,以华锐小蜜蜂数控切割机为实验平台,上位机采用研华工控机,下位机核心为PMAC运动控制卡,实现双处理器运行,驱动系统采用松下交流伺服电机及其配套的驱动器。该系统主要包括硬件和软件两部分。硬件主要分为上位机、下位机和伺服驱动部分,论文主要工作为对PMAC运动控制卡的接口设置和跳线设置以及与工控机和伺服驱动系统的连接,使其达到要求。软件实现实时控制和系统管理,主要是完成各部分之间的通信功能、系统的初始化、资源分配和程序调用等。理论上通过MATLAB/Simulink软件对系统的伺服驱动部分建立数学模型,采用智能专家PID控制算法对其进行仿真,由仿真结果可知,系统在K P=0.55, K I=1.8, K D=0.04情况下0.05s达到了控制要求。实验上用小蜜蜂数控切割机完成了两台伺服交流电机的同步检测与控制实验,得到了两台伺服电机同步运行的误差,结果表明基于PMAC的伺服电机同步控制系统相对偏差绝对平均值为2.919%,达到了气割数控系统的工艺精度要求。基于PMAC运动控制卡的伺服电机同检测控制系统开发周期短,易于实际操作,提高了轨道式数控切割机的加工精度,为其它数控设备提供了可行的技术参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 数控系统概念及发展
• 1.1.1 数控系统的概念
• 1.1.2 数控技术的发展
• 1.1.3 我国数控技术的发展现状
• 1.1.4 数控技术的发展趋势
• 1.2 开放式数控系统
• 1.2.1 开放式数控系统产生和发展
• 1.2.2 开放式数控系统的特点
• 1.2.3 开放式数控系统结构
• 1.3 课题研究背景、来源及意义
• 1.4 课题的主要内容
• 本章小结
• 第二章 同步检测控制系统的硬件结构设计
• 2.1 同步检测控制系统硬件结构
• 2.2 运动控制技术概述
• 2.3 PMAC 运动控制卡基本介绍
• 2.3.1 PMAC 运动控制卡的概念
• 2.3.2 PMAC 运动控制卡的硬件结构
• 2.3.3 PMAC 运动控制卡的软件结构
• 2.3.4 PMAC 运动控制卡的特点及功能介绍
• 本章小结
• 第三章 同步检测控制系统的伺服系统
• 3.1 伺服系统的介绍
• 3.1.1 伺服系统的概念
• 3.1.2 伺服系统的发展趋势
• 3.1.3 伺服系统的基本要求
• 3.2 交流永磁同步伺服系统
• 3.2.1 交流永磁同步伺服电动机
• 3.2.2 交流永磁同步伺服系统的组成
• 3.2.3 交流永磁同步伺服系统工作原理
• 3.2.4 交流永磁同步伺服系统的控制实现
• 3.2.5 数据采样插补法速度处理
• 3.3 基于MATLAB 的伺服系统PID 仿真
• 3.3.1 Simulink 软件简介
• 3.3.2 交流伺服系统的数学模型
• 3.3.3 专家智能自适应PID 算法
• 3.3.4 基于 MATLAB 的伺服系统 PID 算法仿真
• 本章小结
• 第四章 同步检测控制系统实验
• 4.1 同步检测控制系统的硬件连接
• 4.1.1 PMAC 运动控制卡与IPC 主机的连接及通信
• 4.1.2 PMAC 运动控制卡设置及与控制系统的连接
• 4.2 同步数控系统的软件设置
• 4.2.1 PMAC 的初始化
• 4.2.2 PMAC 的PID 参数调整
• 4.3 基于PMAC 运动控制器伺服电机同步检测控制系统实验结果及分析
• 本章小结
• 结论及展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢