網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下伺服系統(tǒng)的研究與設(shè)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(yīng)用于工業(yè)自動化生產(chǎn)中，如數(shù)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(shù)字化、采用新型電力電子半導(dǎo)體器件、高度集成化、智能化、模塊化和網(wǎng)絡(luò)化等特點。本文所設(shè)計開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)型伺服系統(tǒng)就擁有這些特點。 根據(jù)被控機械對象的特點，選擇美國羅克韋爾自動化公司的網(wǎng)絡(luò)及硬件設(shè)備，搭建伺服系統(tǒng)的硬件平臺。其中，選擇Ethernet/IP網(wǎng)絡(luò)作為計算機編程和監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)；選擇Contr

2、olNet網(wǎng)絡(luò)作為操作員控制網(wǎng)絡(luò)；選擇SERCOS網(wǎng)絡(luò)作為伺服系統(tǒng)的運動控制網(wǎng)絡(luò)；伺服驅(qū)動系統(tǒng)選用Ultra3000系列伺服驅(qū)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(shè)計網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)組態(tài)軟件對伺服系統(tǒng)中使用的Ethernet/IP網(wǎng)絡(luò)、ControlN

3、et網(wǎng)絡(luò)和SERCOS網(wǎng)絡(luò)進行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)；使用RSLogix5000開發(fā)運動控制程序；使用PanelBuilder32設(shè)計開發(fā)操作員終端操作界面；使用RSView32設(shè)計開發(fā)伺服系統(tǒng)的監(jiān)控界面。 最后在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下伺服系統(tǒng)的硬、軟件平臺上進行網(wǎng)絡(luò)型伺服系統(tǒng)控制策略的研究。主要研究伺服系統(tǒng)的轉(zhuǎn)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(jié)合被控對象的數(shù)學(xué)模型，合理配置并優(yōu)化傳統(tǒng)控制器參數(shù)后調(diào)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(chǔ)上設(shè)計出速度自適應(yīng)PI控制器和位置自適應(yīng)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(lián)式結(jié)構(gòu)和并聯(lián)式結(jié)構(gòu)完成多軸位置同步控制，并得出采用串聯(lián)式結(jié)構(gòu)控制效果更好的結(jié)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(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的插補軌跡控制。 本文開發(fā)設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下伺服系統(tǒng)的硬、軟件平臺可以為運動控制