基于labview的永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)

《基于labview的永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、基于LabVIEW的永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)摘要：利用永磁同步直線電機(jī)（PMLSM）作為驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)裝置，省去了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)而直接產(chǎn)生推力。整個(gè)系統(tǒng)裝置得到了簡(jiǎn)化，但各種擾動(dòng)不經(jīng)過(guò)中間緩沖而直接作用在負(fù)載上，而產(chǎn)生推力波動(dòng)。因此，要想提高PMLSM的伺服控制性能必須對(duì)推力波動(dòng)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，本文使用LabVIEW編程語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)了用于對(duì)PMLSM的運(yùn)動(dòng)控制和推力波動(dòng)測(cè)試的測(cè)控系統(tǒng)，在精確控制的同時(shí)能夠?qū)π枰臄?shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，避免了測(cè)試和控制的分離，系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行速度快和測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)

2、確等特點(diǎn)。關(guān)鍵字：LabVIEW永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)0引言由于永磁同步直線電機(jī)取消了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，使其電機(jī)動(dòng)子與負(fù)載直接相連，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。因而在高精度和進(jìn)給量很小的伺服系統(tǒng)中得到了很好應(yīng)用。但是PMLSM的缺點(diǎn)是推力波動(dòng)大，且推力波動(dòng)直接作用在負(fù)載上［1］。降低了其控制精度，同時(shí)也引基于LabVIEW的永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)摘要：利用永磁同步直線電機(jī)（PMLSM）作為驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)裝置，省去了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)而直接產(chǎn)生推力。整個(gè)系統(tǒng)裝置得到了簡(jiǎn)化，但各種擾動(dòng)不經(jīng)過(guò)中間緩沖而直接作

3、用在負(fù)載上，而產(chǎn)生推力波動(dòng)。因此，要想提高PMLSM的伺服控制性能必須對(duì)推力波動(dòng)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，本文使用LabVIEW編程語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)了用于對(duì)PMLSM的運(yùn)動(dòng)控制和推力波動(dòng)測(cè)試的測(cè)控系統(tǒng)，在精確控制的同時(shí)能夠?qū)π枰臄?shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，避免了測(cè)試和控制的分離，系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行速度快和測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等特點(diǎn)。關(guān)鍵字：LabVIEW永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)0引言由于永磁同步直線電機(jī)取消了中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，使其電機(jī)動(dòng)子與負(fù)載直接相連，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。因而在高精度和進(jìn)給量很小的伺服系統(tǒng)中得到了很好應(yīng)用

4、。但是PMLSM的缺點(diǎn)是推力波動(dòng)大，且推力波動(dòng)直接作用在負(fù)載上［1］。降低了其控制精度，同時(shí)也引起了機(jī)床的振動(dòng)和產(chǎn)生噪音。目前，大多數(shù)的研究都集中在對(duì)推力波動(dòng)的理論分析和抑制與補(bǔ)償上，如文獻(xiàn)P］研宄了如何通過(guò)合理選擇極弧系數(shù)來(lái)減弱推力波動(dòng)，文獻(xiàn)［3?5］分析和研宄了推力波動(dòng)產(chǎn)生的原因以及如何抑制和減弱推力波動(dòng)。而對(duì)如何測(cè)量永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)的文獻(xiàn)很少，文獻(xiàn)［6］使用C語(yǔ)言編程來(lái)設(shè)計(jì)基于DSP技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的推力特性測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了對(duì)推力隨著電樞電流變化的測(cè)試。本文通過(guò)LabVIEW設(shè)計(jì)了對(duì)P

5、MLSM運(yùn)動(dòng)控制和推力波動(dòng)的測(cè)試系統(tǒng)，能夠很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)中推力波動(dòng)的測(cè)試。1測(cè)控系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)永磁同步直線電機(jī)推力波動(dòng)的測(cè)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖1所示。系統(tǒng)主要由力傳感器、光柵尺、電機(jī)動(dòng)子、電機(jī)定子、砝碼、數(shù)據(jù)采集卡、運(yùn)動(dòng)控制器、工控機(jī)和臺(tái)架等組成。其工作原理是:使用上位機(jī)編程軟件LabVIEW編寫(xiě)測(cè)控用戶系統(tǒng)，發(fā)送的控制指令通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制器生成控制信號(hào)，該控制信號(hào)與位置編碼器的反饋信號(hào)作比較生成電機(jī)的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該信號(hào)很小，不足以驅(qū)動(dòng)電機(jī)，PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行下一步的變換、放大后

6、驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)［7］。電機(jī)動(dòng)子上的讀數(shù)頭通過(guò)讀取光柵尺將電機(jī)的位置、速度等數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換而顯示在上位機(jī)的人機(jī)界面上。對(duì)于推力波動(dòng)的測(cè)試是將砝碼通過(guò)滑輪和軟繩與電機(jī)動(dòng)子上的力傳感器相連，力傳感器與數(shù)據(jù)采集卡連接來(lái)實(shí)現(xiàn)推力波動(dòng)的測(cè)量。其測(cè)控系統(tǒng)的功能樹(shù)狀圖如圖2所示。2運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為了測(cè)量永磁同步直線電機(jī)的推力波動(dòng)，須使電機(jī)運(yùn)動(dòng)起來(lái)。因此就必須有對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制的系統(tǒng)，本須j控控系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要由運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器和上位機(jī)等組成。分為手動(dòng)操作、程序命令、系統(tǒng)狀態(tài)和報(bào)警功能，其中手動(dòng)操作用來(lái)

7、實(shí)現(xiàn)電機(jī)的前進(jìn)、后退、停止和緊急停止等簡(jiǎn)單的操作；程序命令除了能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作的簡(jiǎn)單命令還可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，如執(zhí)行運(yùn)動(dòng)程序、執(zhí)行PLC程序、換相更新和與主機(jī)通信等功能[8];系統(tǒng)狀態(tài)用來(lái)顯示系統(tǒng)處于運(yùn)行、停止和故障等的狀態(tài)，其與報(bào)警模塊一起來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的檢測(cè)和診斷?？刂葡到y(tǒng)的具體功能和實(shí)現(xiàn)如圖3控制系統(tǒng)部分后面板所示。PMLSM推力波動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)是基于Windows7開(kāi)發(fā)的。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)DeltaTau公司提供了PCOmm32驅(qū)動(dòng)程序，該驅(qū)動(dòng)程序中分類(lèi)、封裝了PMAC與PC機(jī)之間的通訊

8、函數(shù)，在Windows應(yīng)用程序中，通過(guò)調(diào)用安裝完驅(qū)動(dòng)生成的PComm32.dll動(dòng)態(tài)連接庫(kù)便可實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與PMAC的通訊。用戶不用直接開(kāi)發(fā)通訊函數(shù)，通過(guò)DeltaTau公司提供的通訊函數(shù)接口就可以直接對(duì)硬件進(jìn)行操作，這給數(shù)控軟件開(kāi)發(fā)帶來(lái)很大的方便，且程序便于移植［9］。測(cè)試系統(tǒng)是整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的重點(diǎn)，因?yàn)樗軌驅(qū)⑽覀兯枰臄?shù)據(jù)進(jìn)行采集和保存，為后續(xù)的分析和研究提供數(shù)據(jù)支持。測(cè)試系統(tǒng)包括對(duì)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的采集和推力波動(dòng)數(shù)據(jù)采集兩個(gè)方面。推力波動(dòng)數(shù)據(jù)采集主要通過(guò)調(diào)用阿爾泰數(shù)據(jù)采集卡提供的庫(kù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采