基于運動控制板卡的二維交流伺服系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著運動控制技術(shù)的發(fā)展，永磁同步電動機(PMSM)位置伺服系統(tǒng)在數(shù)控機床、工業(yè)機器人等高精度、高性能場合的應用越來越廣泛。在新一代運動控制系統(tǒng)中，要實現(xiàn)高速度、高精度、高效率和高可靠性的運動控制，伺服控制器的設(shè)計是基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)之一。本文以交流伺服電機為控制對象，在研究了現(xiàn)代伺服驅(qū)動技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了二維交流伺服系統(tǒng)，同時研究了其在數(shù)控和教學方面的實際應用。
　　 本文對交流伺服系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)進行了詳細的研究和分析，包括外部接

2、線和內(nèi)部模塊等。文中采用運動控制卡ADT850作為上位控制裝置，構(gòu)成“PC-BASED”運動控制系統(tǒng)，并且詳細討論了交流伺服系統(tǒng)的位置控制方式。運動控制卡在接收到PC機的運動指令并經(jīng)過相應的信號處理和運算后，就給伺服驅(qū)動器發(fā)出一定頻率的脈沖和方向指令。伺服驅(qū)動器對運動控制卡發(fā)來的位置指令信號經(jīng)過PID等控制運算后輸出電壓信號，使馬達產(chǎn)生力矩以驅(qū)動電機按照指令運轉(zhuǎn)。
　　 文中基于PMSM的解耦狀態(tài)方程對位置伺服系統(tǒng)的電流環(huán)和速度

3、環(huán)進行了設(shè)計分析，并著重研究了伺服系統(tǒng)的半閉環(huán)控制方案。根據(jù)伺服驅(qū)動器的內(nèi)部算法，文中在速度環(huán)使用了速度觀測器作為速度前饋，從而提高了系統(tǒng)的速度響應性能。同時，本文在位置環(huán)采用了振動抑制控制來消除位置指令中的振動頻率分量，從而達到抑制負載最前端振動的目的。
　　 在軟件應用方面，眾為興公司提供了ADT850卡及其開發(fā)庫，本文對運動控制卡進行了二次開發(fā)，開發(fā)了系統(tǒng)所用的控制軟件NUT-Servo。該軟件使用比較方便，適用于一般的數(shù)

4、控裝置，可以識別多種G代碼文件。另外，本文利用板卡庫函數(shù)開發(fā)了VC++編程平臺，運用板卡的多種插補功能，可以實現(xiàn)多軸聯(lián)動。為了方便學生學習先進的自動控制技術(shù)和提高軟件開發(fā)能力，本課題在X-Y二坐標平臺上開發(fā)了多個VC++編程實驗，文中主要列舉了兩個實例。
　　 本文利用高帶寬的濾波器進行了伺服驅(qū)動器的一些硬件特性測試，使得對驅(qū)動器的內(nèi)部功能有了更深入的理解。同時，配合驅(qū)動器的各種接線方式和參數(shù)設(shè)置，靈活運用到不同場合。文中還指出