伺服電機(jī)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.coml匐化伺服電機(jī)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)Designandimplementonservomotornetworkcontrolsystem王渝，王書青，王玉彩，霍俊儀WANGYu，VVANGShu．qing，、／＼／ANGYu．cai，HUOJun．Yl(石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，石家莊050041)摘要：為了實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化控制，設(shè)計(jì)了基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的伺服電機(jī)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)，完成了實(shí)際系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，采用VisualBasic6．0開發(fā)了具有服務(wù)器端和客戶端的人機(jī)控制界面，對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行了本地控制和網(wǎng)絡(luò)化控制的調(diào)試。測試結(jié)果表明，滑模變結(jié)

2、構(gòu)控制的網(wǎng)絡(luò)化伺服系統(tǒng)受網(wǎng)絡(luò)延時(shí)影響小，具有良好的控制性能。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制伺服電機(jī)的可視化，可實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和運(yùn)行監(jiān)控。關(guān)鍵詞：伺服電機(jī)；網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；滑模變結(jié)構(gòu)控制；網(wǎng)絡(luò)延時(shí)中圖分類號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-0134(2013)o8(下)-0081-03Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2013．08(下)．240引言計(jì)算機(jī)+控制器慣性輪通過網(wǎng)絡(luò)形成閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(NetworkedControlSystem，NCS)，NCS與傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)相比，具有可以實(shí)現(xiàn)資源共享、遠(yuǎn)程操作與控制等優(yōu)點(diǎn)。將交流伺服

3、系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，有助于系統(tǒng)控制與絕對(duì)式光諧波齒輪維護(hù)的分布化和智能化，更便于系統(tǒng)安裝、維電編碼器減速器護(hù)、擴(kuò)展和故障診斷。伺服電機(jī)網(wǎng)絡(luò)化控制圖1伺服系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化控制結(jié)構(gòu)圖是通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)位置和速度的精確閉環(huán)控制。但網(wǎng)絡(luò)通信延時(shí)問題會(huì)降低系統(tǒng)性能，甚至出電壓給伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器以控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。增量引起伺服系統(tǒng)不穩(wěn)定口J。要想使網(wǎng)絡(luò)化伺服系統(tǒng)式光電編碼器屬于電機(jī)自帶，和電機(jī)緊密連接，可取得好的控制效果，必須采用先進(jìn)、可靠的控制采集到轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的頻率脈沖信號(hào)，在反饋脈沖信策略。本文在分析伺服系統(tǒng)本地控制和網(wǎng)絡(luò)化控號(hào)時(shí)，也將此脈沖信號(hào)輸出到信號(hào)處理電路中，經(jīng)制的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了伺服電機(jī)網(wǎng)絡(luò)

4、化控制系統(tǒng)的過光電隔離、波形整形和軟件濾波等處理，可使頻硬件電路和軟件系統(tǒng)，提出了可以解決網(wǎng)絡(luò)延時(shí)率脈沖信號(hào)穩(wěn)定平滑。由單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)問題的滑模變結(jié)構(gòu)控制算法，并進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)數(shù)，因此上位機(jī)可采集到系統(tǒng)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速。諧波齒輪試與分析。下面將針對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中的是速比為200：l的減速器，諧波齒輪后面裝有絕對(duì)關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行探討。式光電編碼器，用來測量電機(jī)轉(zhuǎn)過的角度，因此上位機(jī)可通過此編碼器采集到系統(tǒng)的實(shí)時(shí)位置。1伺服電機(jī)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)工作原理網(wǎng)絡(luò)化控制中，計(jì)算機(jī)和控制器在遠(yuǎn)端，本地本文所設(shè)計(jì)的伺服系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)位置和速度用一臺(tái)裝有PCI數(shù)據(jù)采集卡的PC機(jī)作為執(zhí)行器，控的精確

5、閉環(huán)控制。在進(jìn)行伺服電機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化控制制器發(fā)出信號(hào)，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給執(zhí)行器，對(duì)伺服電調(diào)試時(shí)，將分別進(jìn)行本地控制和網(wǎng)絡(luò)化控制兩種機(jī)進(jìn)行控制】。本地PC機(jī)裝有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和WEB發(fā)控制模式。伺服電機(jī)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)如圖1所示。布頁面，可以用來進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和網(wǎng)頁發(fā)布。本地控制中，上位機(jī)給定速度和位置信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡D／A轉(zhuǎn)換后，將此電壓信號(hào)輸出到2伺服電機(jī)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)硬件組成信號(hào)處理電路，經(jīng)過信號(hào)處理和電平轉(zhuǎn)換，再輸2．1伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器收稿日期：2013-06-18基金項(xiàng)目：河北省教育廳自然科學(xué)資助項(xiàng)目(Z2011262)作者簡介：王渝(1978一)，女，河南鎮(zhèn)平人，講師，碩士，主要從事機(jī)

6、電一體化系統(tǒng)及自動(dòng)化方向的研究。第35卷第8期2013-08(下)[811學(xué)兔兔www.xuetutu.coml訇似伺服電機(jī)選用110MB075D型號(hào)交流電機(jī)，其數(shù)碼管顯示設(shè)定值，儀表采用按鍵在顯示范圍內(nèi)額定輸出功率750W，額定轉(zhuǎn)速1500r／min，額定轉(zhuǎn)任意設(shè)定轉(zhuǎn)速(頻率)功能參數(shù)值和報(bào)警值。矩5N‘m，屬于單相220V電機(jī)。通過HB966將轉(zhuǎn)速的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電驅(qū)動(dòng)器選用與電機(jī)配套的交流電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)壓，然后由數(shù)據(jù)采集卡的A／D通道采集電壓信號(hào)，器GS0075A?？刂品绞讲捎猛獠枯斎肽M量速度再將電壓信號(hào)換算得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速?？刂?，模擬量輸入量程一10V～10V，設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)

7、速2．6信號(hào)處理電路量程和零點(diǎn)漂移補(bǔ)償大小，根據(jù)所輸入模擬電壓信號(hào)處理電路位于伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與上位機(jī)的幅值和極性控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向。數(shù)據(jù)采集卡之間，實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換的功能n】。其硬件2．2光電編碼器電路板圖如圖2所示。本系統(tǒng)利用增量式光電編碼器檢測轉(zhuǎn)速信號(hào)，利用絕對(duì)式光電編碼器檢測位置信號(hào)。速度測量選擇電機(jī)自帶的增量式光電編碼器，其精度為2500線／轉(zhuǎn)。絕對(duì)式光電編碼器選用Angiron—RE一38一RS232型號(hào)產(chǎn)品，用于測量轉(zhuǎn)角，測角范圍為0?！?60。，它以串口形