多軸運動控制系統(tǒng)人機界面設計與控制策略的研究.pdf

1、多軸協(xié)調(diào)運動控制與復雜曲面、曲軸的加工、纏繞機械、多軸聯(lián)動數(shù)控機床等設備密切相關。這些設備無論是在國防、航空航天還是在工業(yè)、民用等產(chǎn)品的加工制造領域都是不可或缺的，因此，對其相關問題的研究一直得到諸如自動控制、機械自動化等相關領域研究人員的高度關注。本文對其中的兩方面問題進行了研究：一是關于多軸運動控制系統(tǒng)使用過程中的人機界面的設計；另一方面涉及有關多軸運動控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略的研究。 人機界面是正確使用多軸運動控制系統(tǒng)的基

2、礎，一個優(yōu)秀的人機界面既要滿足功能需要，又要有友好的界面，易于操作?；谝陨显瓌t，本文利用PC機和PMAC(Programmable Multi Axis Controller)控制卡，并在Visual C++環(huán)境下設計了四軸運動控制系統(tǒng)平臺的人機界面。所設計的人機界面具有如下功能：(1)PC機與PMAC卡的通訊；(2)參數(shù)設置；(3)程序以及控制參數(shù)的下載與狀態(tài)量的上傳；(4)手動與自動控制功能；(5)三維仿真運行。除此之外，作為一

3、個應用實例，本文還對具有圖像文件輸入形式的PCB線路板雕刻機的路徑生成組件進行了編寫。 多軸協(xié)調(diào)控制策略是多軸運動控制系統(tǒng)的核心，它直接決定了運動控制系統(tǒng)的性能。傳統(tǒng)的多軸運動控制系統(tǒng)在解決各軸之間運動軌跡的耦合方面多采用PID控制策略。盡管這種控制策略有一定程度的魯棒性，但由于它只能實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)工作點處的局部穩(wěn)定，因而難以滿足調(diào)速范圍較寬且擾動幅度較大的復雜曲面或曲線的加工要求。為此，本文對多軸控制器的非線性運動控制策略進行了研究