網絡環(huán)境下伺服系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、伺服系統(tǒng)是一種典型的自動控制系統(tǒng)，廣泛的應用于工業(yè)自動化生產中，如數控機床、工業(yè)機器人和醫(yī)療器械等。目前，較先進的伺服系統(tǒng)具有交流化、全數字化、采用新型電力電子半導體器件、高度集成化、智能化、模塊化和網絡化等特點。本文所設計開發(fā)的網絡型伺服系統(tǒng)就擁有這些特點。 根據被控機械對象的特點，選擇美國羅克韋爾自動化公司的網絡及硬件設備，搭建伺服系統(tǒng)的硬件平臺。其中，選擇Ethernet/IP網絡作為計算機編程和監(jiān)控的網絡；選擇Contr

2、olNet網絡作為操作員控制網絡；選擇SERCOS網絡作為伺服系統(tǒng)的運動控制網絡；伺服驅動系統(tǒng)選用Ultra3000系列伺服驅動器和Y系列伺服電動機；控制平臺選用目前較先進的ControlLogix系統(tǒng)平臺。 在伺服系統(tǒng)的硬件平臺上，使用專用軟件設計網絡環(huán)境下伺服系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺。其中，使用Motion Analyzer對伺服系統(tǒng)進行可靠的仿真分析；使用網絡組態(tài)軟件對伺服系統(tǒng)中使用的Ethernet/IP網絡、ControlN

3、et網絡和SERCOS網絡進行網絡組態(tài)；使用RSLogix5000開發(fā)運動控制程序；使用PanelBuilder32設計開發(fā)操作員終端操作界面；使用RSView32設計開發(fā)伺服系統(tǒng)的監(jiān)控界面。 最后在網絡環(huán)境下伺服系統(tǒng)的硬、軟件平臺上進行網絡型伺服系統(tǒng)控制策略的研究。主要研究伺服系統(tǒng)的轉矩/電流控制、速度控制、位置控制、多軸同步控制和多軸插補控制。結合被控對象的數學模型，合理配置并優(yōu)化傳統(tǒng)控制器參數后調試運行，取得較好的控制效果

4、。 在速度控制和位置控制的研究中，在原有控制策略基礎上設計出速度自適應PI控制器和位置自適應PI控制器，增強了伺服系統(tǒng)的動態(tài)性能，提高了機械系統(tǒng)的定位精度。在多軸位置同步控制的研究中，采用串聯式結構和并聯式結構完成多軸位置同步控制，并得出采用串聯式結構控制效果更好的結論。在多軸插補控制的研究中，使用直線插補方法和圓弧插補方法，并編程實現數控系統(tǒng)的插補軌跡控制。 本文開發(fā)設計的網絡環(huán)境下伺服系統(tǒng)的硬、軟件平臺可以為運動控制