基于步進(jìn)電機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、步進(jìn)電機(jī)是工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域重要組成部分。網(wǎng)絡(luò)化是步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。針對(duì)傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的不足和缺陷,基于現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)正在迅猛發(fā)展,并逐漸成為研究熱點(diǎn)。
　　本文是對(duì)基于步進(jìn)電機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。首先,對(duì)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方法進(jìn)行研究,完成了對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制方案的設(shè)計(jì),主要包括閉環(huán)PI電流控制,微步細(xì)分控制技術(shù),加減速模塊,軌跡規(guī)劃,驅(qū)動(dòng)方式和保護(hù)電路等;其次,設(shè)計(jì)了基于 M

2、odbus/485總線的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。通訊模塊應(yīng)用Modbus協(xié)議,通過(guò)RS485總線構(gòu)建主從站網(wǎng)絡(luò)?；贚abVIEW軟件開(kāi)發(fā)了主站的控制軟件,并采用DSP TMS320F28027完成了從站軟硬件的研究設(shè)計(jì);再次,為了獲得網(wǎng)絡(luò)性能和控制性能更好的控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)了基于CANopen/EtherCAT步進(jìn)電機(jī)網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)。PC機(jī)作為主站,應(yīng)用 TwinCAT軟件進(jìn)行了配置。從站采用浮點(diǎn)型 DSP TMS320F28335和從站控

3、制器 ESC共同開(kāi)發(fā)完成。應(yīng)用層采用 CANopen協(xié)議,構(gòu)建了 EtherCAT主從站通信的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。
　　實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明,基于 Modbus/485總線的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)成本低,通信穩(wěn)定,但帶負(fù)載能力有限,網(wǎng)絡(luò)性能較差,10字節(jié)數(shù)據(jù)交換平均延時(shí)為13.2ms;基于 CANopen/EtherCAT的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜,成本較高,但帶負(fù)載能力強(qiáng),網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)越,1486字節(jié)數(shù)據(jù)交換平均延時(shí)不超過(guò)300us。兩種基