基于μC-OS-Ⅱ時(shí)柵位移傳感器數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、加工中心和數(shù)控機(jī)床旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)提供，安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)中位移傳感器的精度決定了數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的分度精度，位移傳感器廣泛采用的是感應(yīng)同步器、光柵等傳感器，這些傳感器都是比較高精度，但是一般難以買到，而且價(jià)格不菲。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，時(shí)柵位移傳感器已在國家計(jì)量部門、國防軍工、制造業(yè)三大領(lǐng)域的應(yīng)用，展示了時(shí)柵位移傳感器較為簡(jiǎn)單的加工工藝、比較強(qiáng)的抗干擾能力、誤差小、以及較高的智能化水平等一系列優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)如果應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中，那將具有非常好的發(fā)

2、展前景。數(shù)控系統(tǒng)的主要功能部件是數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，所以在整個(gè)機(jī)床行業(yè)中，精密數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的研發(fā)及應(yīng)用對(duì)機(jī)床行業(yè)的發(fā)展有著重大意義。為擺脫我國在機(jī)床行業(yè)中精密數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)以及大型數(shù)控機(jī)床嚴(yán)重依賴國外進(jìn)口的不利局面，開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高精度數(shù)控產(chǎn)品，提高我國核心競(jìng)爭(zhēng)力，作者所在的項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)在各類重要國家項(xiàng)目基金（“國家973計(jì)劃”國家自然科學(xué)基金等）的資助下，經(jīng)過大量反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，將時(shí)柵位移傳感器從無到有，從精度低到精度高，這些在時(shí)柵位移傳感器的整個(gè)

3、研發(fā)過程中積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，目前項(xiàng)目組正在更加深入的對(duì)時(shí)柵位移傳感器數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行一系列的研究，以進(jìn)一步提高數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的精度與實(shí)時(shí)性，滿足機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用需求。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴分析工業(yè)生產(chǎn)中數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)常用的角位移傳感器（感應(yīng)同步器、光柵和時(shí)柵）的工作原理，通過對(duì)這三類角位移傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行綜合對(duì)比，為時(shí)柵位移傳感器在高精度數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的研究與應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。⑵介紹了目前較為流行和常用的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，分析各

4、自的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇以μC/OS-Ⅱ作為高精度時(shí)柵位移傳感器數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的操作系統(tǒng)，為時(shí)柵位移傳感器數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的實(shí)時(shí)性提供了條件，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的有效控制。⑶時(shí)柵位移傳感器數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器與主控制器的選型；速度環(huán)、位置環(huán)的設(shè)計(jì)；控制系統(tǒng)硬件與軟件的設(shè)計(jì)；嵌入式操作系統(tǒng)的移植與實(shí)時(shí)多任務(wù)處理，來提高數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的實(shí)時(shí)性。⑷時(shí)柵位移傳感器數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)控制方法的研究，采用閉環(huán)控制方式和專家式智能自整定PID控制算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)