基于PCI總線的全閉環(huán)交流伺服控制系統(tǒng)

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1、2008年7月第36卷第7期機(jī)床與液壓MAC聯(lián)INETOOL＆HYDRAULICSJul．2008V吐36No．7基于PCI總線的全閉環(huán)交流伺服控制系統(tǒng)關(guān)鍵，舒志兵(南京_照大學(xué)自動(dòng)純學(xué)院運(yùn)動(dòng)控制輯究所，江蘇南京210009)摘要：基予PCI總線設(shè)計(jì)開放式交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，具有模塊化，智能他，黍性化的特點(diǎn)。采用運(yùn)動(dòng)控制卡+Pe作為上位控制單元，交流伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，光柵尺+數(shù)據(jù)采集卡作為直線位移檢測(cè)裝置，設(shè)計(jì)了一種全閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。同時(shí)利用VC++編程實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)高速、溉精度的控制。關(guān)鍵詞：眾閉環(huán)；PCI總線；交流伺服；

2、運(yùn)動(dòng)控制卡孛霾分類鼉：TM383。4÷2文簸標(biāo)諼碼：A文章編號(hào)：1001—3881{2008；7—283—3Ftlll．closedLoopACServoControlSystemBasedonPCIBusGUANJian．SHUZhibing(AutomationCollege，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)Abtrad：Theopen8ervomotioncontrolsystembasedonPCIbushasthefeaatreofmodular，intelligen

3、t，flexible。Withmotioncontrollerand茂8s醞shlevelcontrolunit，ACservodriverandflel_Omotor鷸executecomponent，theopticalgratingruleranddatacollection∞positionexaminationpart．a(chǎn)motionoontrolsystemoffull·closedloopW88designed．AndbyVC++thesystemesJicon-trolservomotorwithhighspeedandhish

4、precision．Keywords：Full—closedloop；PCIbus；ACI弛rqO；MotioncontrollerO善l言現(xiàn)代工業(yè)嫩產(chǎn)中，交流伺服控制系統(tǒng)已綴被廣泛使用。但隨蔣機(jī)電一體化產(chǎn)晶的發(fā)展，對(duì)交流伺服控制系統(tǒng)的定位精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)的要求越來越礴，傳統(tǒng)系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代詫生產(chǎn)的霈要。以數(shù)字替代模擬、交流替代童流、闕囂替代舞環(huán)薛設(shè)詩(shī)思想，成為目前構(gòu)建開放式控制系統(tǒng)的主要方法。在多種開放式控制系統(tǒng)中，Pc機(jī)(包括工業(yè)PC)具有生產(chǎn)批量大、性價(jià)比高、技術(shù)進(jìn)步的特點(diǎn)，同時(shí)配有高蠛戇應(yīng)用軟誓孛和程序設(shè)詩(shī)軟件。黧此剩用Pc橇的標(biāo)準(zhǔn)P

5、CI總線，設(shè)計(jì)漱琵+運(yùn)動(dòng)控鍘卡的上位控制器，可滿足控制系統(tǒng)核心部件的要求。交流伺服控制系統(tǒng)大多工作在半閉環(huán)的控制方式，這種控制方式對(duì)于傳動(dòng)鏈上的間隙及誤藏不能克服或李}’償。必了獲褥更高豹控割精度，應(yīng)在最終酶運(yùn)動(dòng)部分安裝商精度的檢測(cè)元俸(婦：光褥疋、光電編碼器等)，即實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制?。全閉環(huán)控制克服半閉環(huán)控制系統(tǒng)的缺陷，上位控制器可以直接采樣裝在最后一級(jí)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的位置反饋元件作為位置環(huán)．這樣飼簸系統(tǒng)就可以潰除鞔禳傳動(dòng)主存纛的闞羰(如齒輪間隙、絲杠間隙等)，補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)件的鋱?jiān)煺`差(如絲杠螺距誤差等)，實(shí)現(xiàn)真正的龕閉環(huán)位置控制功能，獲得較高

6、的定位精度。1控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)1．1系統(tǒng)硬律組成該系統(tǒng)是一種教學(xué)秘實(shí)驗(yàn)使震的X-Y轆全蘑環(huán)交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)由4個(gè)部分組成(圖1)：(1)上位控制部分包括通用PC機(jī)、ADT850運(yùn)動(dòng)控制卡；(2)松下MINASA4系列交流伺服驅(qū)動(dòng)器和交流惘服電機(jī)組成驅(qū)動(dòng)部分；(3)負(fù)載部分為X-Y軸滾珠絲枉平臺(tái)；(毒)閉環(huán)反饋部分盎光攆足和數(shù)攝采集卡來實(shí)現(xiàn)。II_廣麗墓1II數(shù)據(jù)聚集卡卜—一光攆足圈1全閉環(huán)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1．2全閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)采用雙環(huán)結(jié)構(gòu)，即內(nèi)環(huán)和外環(huán)。內(nèi)環(huán)是保證系統(tǒng)懿穩(wěn)定性聯(lián)對(duì)外于擾及參數(shù)變純的魯棒性。努環(huán)提高系統(tǒng)的控鍘精

7、度，使閉環(huán)系統(tǒng)確應(yīng)程參考模型接近。(1)內(nèi)環(huán)是通過交流伺服驅(qū)動(dòng)器接收伺服電機(jī)的編碼器反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。松下MINASA4系列交濺搦服驅(qū)動(dòng)爨短食了麓服控剽器鴦PWM功率放大器。伺服控制器以使鲞環(huán)控制器、速度環(huán)控制器和電流環(huán)控制器組成。伺服控制器的功能在習(xí)：完成伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制，如轉(zhuǎn)矩控制、速度控制翔位置控制。伺服驅(qū)動(dòng)器中IPM(智能功率模塊)是潑羚毅為功率器搏魏薪壟模塊(PWM變頻譎速收稿日期：2008-04-01作者簡(jiǎn)介：關(guān)鍵(1粥l(xiāng)一)，男，江蘇人，研究生，主要研究方向：交流伺服系統(tǒng)、避動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)電一體化。囂一礎(chǔ)：h

8、ellosuanjian@126．corn。機(jī)床與液壓第36卷技術(shù))。這靜功警模塊是將輸窶功率元終鷺毅黧驅(qū)動(dòng)電路、多種保護(hù)電路集成在同一模塊內(nèi)，提離了