“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”

1、“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”本課程的任務(wù)：本課程的任務(wù)：了解交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)了解交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)及選型及選型掌握永磁同步電動(dòng)機(jī)交流伺服運(yùn)動(dòng)控制掌握永磁同步電動(dòng)機(jī)交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的建模、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真方法系統(tǒng)的建模、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真方法了解多種現(xiàn)代交流伺服運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)了解多種現(xiàn)代交流伺服運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)了解交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用了解交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”1.11.1 什么是什么是“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”1.2 1.2 交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展1.3 1.3 交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系

2、統(tǒng)的組成及特點(diǎn)交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)1.4 1.4 現(xiàn)代交流伺服運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)現(xiàn)代交流伺服運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)1.5 1.5 課程特點(diǎn)、內(nèi)容安排及學(xué)習(xí)方法課程特點(diǎn)、內(nèi)容安排及學(xué)習(xí)方法“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”(1) (1) 電機(jī)：機(jī)電能量變換的主要裝置電機(jī)：機(jī)電能量變換的主要裝置 1 1、 電機(jī)及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)電機(jī)及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)1.11.1 什么是什么是“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制交流伺服運(yùn)動(dòng)控制” 直流、交流直流、交流 旋轉(zhuǎn)、直線、多自由度旋轉(zhuǎn)、直線、多自由度 三相交流鼠籠式異步電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子 直流電動(dòng)機(jī)“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng) （按應(yīng)用分）：（按應(yīng)用分）： 運(yùn)動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)控制 (Moti

3、on control)(Motion control)過程控制過程控制 (Process control)(Process control)例如：例如： 過程控制過程控制: 啤酒發(fā)酵過程，化工提煉過程，鍋爐控制啤酒發(fā)酵過程，化工提煉過程，鍋爐控制 運(yùn)動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)控制:（續(xù)頁(yè)）（續(xù)頁(yè)）(2) (2) 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要區(qū)別是主要區(qū)別是被控量及控制目標(biāo)不同被控量及控制目標(biāo)不同，“運(yùn)動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)控制”以機(jī)以機(jī)械運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備械運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備-電機(jī)為控制對(duì)象，解決電機(jī)為控制對(duì)象，解決“電能電能機(jī)機(jī)械能械能”中的控制問題，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)要求中的控制問題，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)要求“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制

4、” (2) (2) 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)芯芯片片光光刻刻機(jī)機(jī)主軸電機(jī)主軸電機(jī)帶制動(dòng)器帶制動(dòng)器伺服電機(jī)伺服電機(jī)伺服電機(jī)伺服電機(jī)刀庫(kù)刀具刀庫(kù)刀具定位電機(jī)定位電機(jī)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)定位電機(jī)定位電機(jī)數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床各種制造裝備及生產(chǎn)線各種制造裝備及生產(chǎn)線:PCB生產(chǎn)線：貼焊、打孔、放置生產(chǎn)線生產(chǎn)線：貼焊、打孔、放置生產(chǎn)線運(yùn)動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)控制半導(dǎo)體制造裝備：光刻機(jī)、芯片封裝機(jī)半導(dǎo)體制造裝備：光刻機(jī)、芯片封裝機(jī)機(jī)械加工裝備：各型數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工裝備：各型數(shù)控機(jī)床“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”(2) (2) 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的伺服控制機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的伺服控制 ASIMO 2003: 行走速度

5、行走速度3.2km /h 2004: 舞蹈機(jī)器人舞蹈機(jī)器人（近藤）（近藤） 2005: 自行車自主運(yùn)行自行車自主運(yùn)行 2010：仿生龜仿生龜 空間機(jī)器車：空間機(jī)器車：旅居者旅居者（1997） 軍事裝備：雷達(dá)跟蹤，自動(dòng)武器，飛行器控制軍事裝備：雷達(dá)跟蹤，自動(dòng)武器，飛行器控制 民用及醫(yī)療：空調(diào)、洗衣機(jī)、民用及醫(yī)療：空調(diào)、洗衣機(jī)、CT機(jī)機(jī) 現(xiàn)代交通：電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、磁懸浮現(xiàn)代交通：電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、磁懸浮“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”l按電機(jī)分：按電機(jī)分：直流傳動(dòng)系統(tǒng)直流傳動(dòng)系統(tǒng)交流傳動(dòng)系統(tǒng)交流傳動(dòng)系統(tǒng)l按被控量分：按被控量分：以速度為控制量：調(diào)速系統(tǒng)以速度為控制量：調(diào)速系統(tǒng)以位置為控制量：位置隨動(dòng)

6、系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）以位置為控制量：位置隨動(dòng)系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）l按控制器的類型分按控制器的類型分:模擬控制系統(tǒng)模擬控制系統(tǒng)數(shù)字控制系統(tǒng)數(shù)字控制系統(tǒng)l按控制原理分：按控制原理分：PID控制、模糊控制控制、模糊控制l按閉環(huán)數(shù)分：?jiǎn)苇h(huán)、雙環(huán)、多環(huán)系統(tǒng)按閉環(huán)數(shù)分：?jiǎn)苇h(huán)、雙環(huán)、多環(huán)系統(tǒng)(3) (3) 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)分類運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)分類可交叉：如數(shù)字式雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可交叉：如數(shù)字式雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”交流伺服運(yùn)動(dòng)控制是以電力電子為基礎(chǔ)、交流伺服運(yùn)動(dòng)控制是以電力電子為基礎(chǔ)、以以交流電機(jī)為控制對(duì)象交流電機(jī)為控制對(duì)象、以自動(dòng)控制理論為指導(dǎo)、以自動(dòng)控制理論為指導(dǎo)、以電子技術(shù)和微處理器控制及計(jì)算機(jī)輔助

7、設(shè)計(jì)為以電子技術(shù)和微處理器控制及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)為手段手段, ,并與檢測(cè)技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)相結(jié)合并與檢測(cè)技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)相結(jié)合, ,將預(yù)將預(yù)定的控制方案、規(guī)劃指令轉(zhuǎn)變成期望的機(jī)械運(yùn)動(dòng)定的控制方案、規(guī)劃指令轉(zhuǎn)變成期望的機(jī)械運(yùn)動(dòng), ,實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)精確的實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)精確的位置控制（速度控制、轉(zhuǎn)矩）位置控制（速度控制、轉(zhuǎn)矩）的控制的控制。2 2 “交流伺服運(yùn)動(dòng)控制交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”定義定義 簡(jiǎn)而言之：交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的位置隨動(dòng)簡(jiǎn)而言之：交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的位置隨動(dòng)（伺服）運(yùn)動(dòng)控制（伺服）運(yùn)動(dòng)控制“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制” 制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)、國(guó)家制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)、國(guó)家安全的重要保障及國(guó)家

8、綜合實(shí)力的主要體現(xiàn)安全的重要保障及國(guó)家綜合實(shí)力的主要體現(xiàn) 交流伺服運(yùn)動(dòng)控制是運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展趨交流伺服運(yùn)動(dòng)控制是運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，是數(shù)字制造裝備的核心功能部件，應(yīng)用廣泛勢(shì)，是數(shù)字制造裝備的核心功能部件，應(yīng)用廣泛3 3 交流伺服運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的重要性交流伺服運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的重要性高性能交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的主要制造商：高性能交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的主要制造商： 美國(guó)美國(guó):GE, Rockwell, Emerson, Ansolder,:GE, Rockwell, Emerson, Ansolder, 歐洲歐洲:Siemens, ABB, CT (Emerson), :Siemens, ABB,

9、 CT (Emerson), 日本日本: Toshiba, Mitsubishi, Hitachi, Fuji, : Toshiba, Mitsubishi, Hitachi, Fuji, “交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”n 19世紀(jì)中先后誕生了直流傳動(dòng)和交流傳動(dòng)。n 在20世紀(jì)的大部分年代里，已形成公認(rèn)的格局： 交流不調(diào)速80% 直流調(diào)速 20%n 在20世紀(jì)80-90年代形成新的格局： 交流調(diào)速80%直流調(diào)速10%交流不調(diào)速10%1.21.2 交流伺服運(yùn)動(dòng)控制的發(fā)展交流伺服運(yùn)動(dòng)控制的發(fā)展“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”1 長(zhǎng)期以來，電機(jī)調(diào)速以直流電機(jī)為主 20世紀(jì)70年代以前，凡是要求調(diào)速范圍廣速度控制精度高和動(dòng)

10、態(tài)響應(yīng)性能好的場(chǎng)合，幾乎全都采用直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，而交流電動(dòng)機(jī)主要用于不需要變速的電力傳動(dòng)系統(tǒng)中，因?yàn)椋海?）直流電動(dòng)機(jī)易于控制，改變電機(jī)的輸入電壓或勵(lì)磁電流，就可在范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。（2）交流電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)矩特性不是固定的，不易控制 。2 直流電機(jī)存在嚴(yán)重缺陷：機(jī)械接觸式換向器（1）換向器表面線速度及換向電流、電壓有一極限容許值。（2）由于要照顧到換向器的可靠工作，電樞及換向器的直徑一般都做的比較大，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就大。（3）換向器必須定期停機(jī)檢修，運(yùn)行中也要經(jīng)常注意觀察換向器的火花情況。1.21.2 交流伺服運(yùn)動(dòng)控制的發(fā)展交流伺服運(yùn)動(dòng)控制的發(fā)展“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”3 交流電機(jī)的優(yōu)越性

11、交流電動(dòng)機(jī)，特別是籠式異步電動(dòng)機(jī)，擁有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、價(jià)格便宜及不需要經(jīng)常維修等特點(diǎn)，使其得到了十分廣泛的應(yīng)用。如果能控制好，它具有直流電機(jī)無法比擬的優(yōu)越性。 1.21.2 交流伺服運(yùn)動(dòng)控制的發(fā)展交流伺服運(yùn)動(dòng)控制的發(fā)展“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”（1 1）2020世紀(jì)世紀(jì)2020年代人們就認(rèn)識(shí)到了，但當(dāng)時(shí)直至本世紀(jì)年代人們就認(rèn)識(shí)到了，但當(dāng)時(shí)直至本世紀(jì)5050年代中期，一直幾乎無法實(shí)現(xiàn)。年代中期，一直幾乎無法實(shí)現(xiàn)。（2 2）2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代中期，年代中期，晶閘管晶閘管研制成功，不僅開創(chuàng)了電研制成功，不僅開創(chuàng)了電力電子技術(shù)的新時(shí)代，同時(shí)也帶來交流電機(jī)控制技術(shù)發(fā)展力電子技術(shù)的新時(shí)代，同時(shí)也帶

12、來交流電機(jī)控制技術(shù)發(fā)展的一個(gè)大飛躍。的一個(gè)大飛躍。（3 3） 2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代發(fā)展起來的年代發(fā)展起來的矢量控制理論矢量控制理論帶交流電機(jī)帶交流電機(jī)控制技術(shù)的革命，使交流電機(jī)的控制性能在理論上和直流控制技術(shù)的革命，使交流電機(jī)的控制性能在理論上和直流電機(jī)相當(dāng)。電機(jī)相當(dāng)。（4 4） 2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代的年代的直接轉(zhuǎn)矩控制方法直接轉(zhuǎn)矩控制方法，也對(duì)交流電機(jī)，也對(duì)交流電機(jī)控制技術(shù)發(fā)展發(fā)展起來推動(dòng)作用?？刂萍夹g(shù)發(fā)展發(fā)展起來推動(dòng)作用。4 交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)的發(fā)展 電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、交流電機(jī)控制技術(shù)發(fā)展極大促進(jìn)了交流電機(jī)伺服運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。1.21.2 交流伺服運(yùn)動(dòng)控制的

13、發(fā)展交流伺服運(yùn)動(dòng)控制的發(fā)展“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”1.31.3 交流伺服運(yùn)動(dòng)控制的組成及基本要求交流伺服運(yùn)動(dòng)控制的組成及基本要求1 1 骨骼運(yùn)動(dòng)骨骼運(yùn)動(dòng)“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”電機(jī)部分：交流永磁電機(jī)電機(jī)部分：交流永磁電機(jī) 功率變換部分：可控整流、直流斬波、逆變等功率變換部分：可控整流、直流斬波、逆變等控制器部分：控制器部分：PIDPID控制、自適應(yīng)控制、模糊控制、控制、自適應(yīng)控制、模糊控制、智能控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等智能控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等大腦大腦/ /脊椎脊椎傳出神經(jīng)傳出神經(jīng)效應(yīng)器效應(yīng)器傳入神經(jīng)傳入神經(jīng)感受器感受器肌肉肌肉/ /骨骼骨骼2 2 交流伺服運(yùn)動(dòng)控制的組成交流伺服運(yùn)動(dòng)控制

14、的組成“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”指令發(fā)生器多軸位置控制器伺服驅(qū)動(dòng)X-Y運(yùn)動(dòng)平臺(tái)目標(biāo)位置指令電流位置/速度反饋插補(bǔ)算法位置控制位置控制速度控制電流控制2 2 交流伺服運(yùn)動(dòng)控制的組成交流伺服運(yùn)動(dòng)控制的組成指令位置/速度反饋電流電網(wǎng)單軸運(yùn)動(dòng)單軸運(yùn)動(dòng)“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”3 3 交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求1 1、穩(wěn)定性好：系統(tǒng)在給定輸入或干擾作用下，能、穩(wěn)定性好：系統(tǒng)在給定輸入或干擾作用下，能快速調(diào)節(jié)到達(dá)新的或者回復(fù)到原有的平衡狀態(tài)。快速調(diào)節(jié)到達(dá)新的或者回復(fù)到原有的平衡狀態(tài)。2 2、精度高：系統(tǒng)輸出量跟隨輸入量的精確程度。、精度高：系統(tǒng)輸出量跟隨輸入量的精確程度。通常在之間。

15、通常在之間。3 3、快速響應(yīng)性好：跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)快，過渡、快速響應(yīng)性好：跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)快，過渡調(diào)節(jié)時(shí)間在調(diào)節(jié)時(shí)間在200ms200ms以內(nèi)，上升率大。以內(nèi)，上升率大?！敖涣魉欧\(yùn)動(dòng)控制”1.4 1.4 現(xiàn)代交流伺服運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)現(xiàn)代交流伺服運(yùn)動(dòng)控制技術(shù) 數(shù)字化、高精度、高速度、高性能是交流伺服運(yùn)數(shù)字化、高精度、高速度、高性能是交流伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，主要表現(xiàn)在：動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，主要表現(xiàn)在： 1 1、利用迅速發(fā)展的電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)，增強(qiáng)軟件、利用迅速發(fā)展的電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)，增強(qiáng)軟件控制功能，排除模擬電路的誤差及溫度漂移等因素的控制功能，排除模擬電路的誤差及溫度漂移等因素的影響

16、，采用最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制影響，采用最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制 2 2、開發(fā)高精度、快速檢測(cè)元件、開發(fā)高精度、快速檢測(cè)元件 3 3、開發(fā)高性能伺服電機(jī)、開發(fā)高性能伺服電機(jī) 4 4、控制理論在伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用、控制理論在伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”1. 1. 全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)全數(shù)字進(jìn)給伺服系統(tǒng)全數(shù)字進(jìn)給伺服系統(tǒng) 比較環(huán)節(jié)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器伺服放大器伺服電機(jī)工作臺(tái)位置檢測(cè)器光電編碼器脈沖處理F指令脈沖反饋脈沖位置信息Pt脈沖比較伺服系統(tǒng)脈沖比較伺服系統(tǒng)“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展過程全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展過程 “交流伺服

17、運(yùn)動(dòng)控制”2. 2. 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù) 旋轉(zhuǎn)電機(jī)和直線電機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)比旋轉(zhuǎn)電機(jī)和直線電機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)比“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制” 1 1）高速響應(yīng)：取消了響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的機(jī)械傳）高速響應(yīng)：取消了響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的機(jī)械傳動(dòng)件。動(dòng)件。 2 2）精度：取消了機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傳動(dòng)間隙和誤差。）精度：取消了機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傳動(dòng)間隙和誤差。 3 3）傳達(dá)剛度高：避免了中間傳導(dǎo)環(huán)節(jié)的彈性變形、）傳達(dá)剛度高：避免了中間傳導(dǎo)環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運(yùn)動(dòng)滯后，同時(shí)提高了摩擦磨損和反向間隙造成的運(yùn)動(dòng)滯后，同時(shí)提高了傳達(dá)剛度。傳達(dá)剛度。 4 4）速度快、加減速過程短：可達(dá)）速度快、加減速過程短：可達(dá)21

18、0g210g，滾珠絲桿。，滾珠絲桿。 5 5）行程長(zhǎng)度不受限制。）行程長(zhǎng)度不受限制。 6 6）噪聲低。）噪聲低。 7 7）效率高。）效率高。直線電機(jī)性能特點(diǎn)直線電機(jī)性能特點(diǎn)：“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”3. 3. 可編程計(jì)算機(jī)控制器技術(shù)可編程計(jì)算機(jī)控制器技術(shù) 傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的PLCPLC大多采用單任務(wù)的時(shí)鐘掃描或監(jiān)控程序，無大多采用單任務(wù)的時(shí)鐘掃描或監(jiān)控程序，無法滿足法滿足I/OI/O通道的高實(shí)時(shí)性要求，通道的高實(shí)時(shí)性要求，PCCPCC采用分時(shí)多任務(wù)機(jī)制采用分時(shí)多任務(wù)機(jī)制構(gòu)筑其應(yīng)用軟件平臺(tái)，滿足了實(shí)時(shí)控制的要求。構(gòu)筑其應(yīng)用軟件平臺(tái)，滿足了實(shí)時(shí)控制的要求。4. 4. 運(yùn)動(dòng)控制卡運(yùn)動(dòng)控制卡“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”

19、 基于工業(yè)基于工業(yè)PCPC機(jī)、用于各種運(yùn)動(dòng)控制場(chǎng)合的上位控制單元。機(jī)、用于各種運(yùn)動(dòng)控制場(chǎng)合的上位控制單元。采用專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制芯片或高速采用專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制芯片或高速DSPDSP作為運(yùn)動(dòng)控制核心，作為運(yùn)動(dòng)控制核心，PCPC機(jī)機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互和實(shí)時(shí)監(jiān)控，控制卡完成運(yùn)動(dòng)控制的所有工作。負(fù)責(zé)人機(jī)交互和實(shí)時(shí)監(jiān)控，控制卡完成運(yùn)動(dòng)控制的所有工作。 標(biāo)準(zhǔn)化、柔性、開發(fā)性；方便構(gòu)建運(yùn)動(dòng)控制硬件平臺(tái)；標(biāo)準(zhǔn)化、柔性、開發(fā)性；方便構(gòu)建運(yùn)動(dòng)控制硬件平臺(tái)；充分發(fā)揮充分發(fā)揮PCPC機(jī)的功能。機(jī)的功能?！敖涣魉欧\(yùn)動(dòng)控制”PC+PMACPC+PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡構(gòu)建的二維平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制卡構(gòu)建的二維平臺(tái)“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”20MHz Mo

20、torola DSP 56001系列數(shù)據(jù)信號(hào)處理器系列數(shù)據(jù)信號(hào)處理器8路（數(shù)模轉(zhuǎn)換）路（數(shù)模轉(zhuǎn)換）16位位DAC輸輸出出16個(gè)碼盤通道輸入個(gè)碼盤通道輸入16個(gè)通用個(gè)通用I/OI/O擴(kuò)展端口擴(kuò)展端口越程極限，回原點(diǎn)，伺服放大越程極限，回原點(diǎn)，伺服放大器報(bào)警，使能標(biāo)志信號(hào)接口器報(bào)警，使能標(biāo)志信號(hào)接口LCD和和VFD顯示端口顯示端口Bus and/or RS-422通信通信脫機(jī)運(yùn)行脫機(jī)運(yùn)行G-Code 編程（可自定義）編程（可自定義）PMAC 1 PMAC 1 的標(biāo)準(zhǔn)配置的標(biāo)準(zhǔn)配置線性，圓弧，線性，圓弧， 三次軌跡計(jì)算，三次軌跡計(jì)算，樣條插補(bǔ)樣條插補(bǔ)256個(gè)運(yùn)動(dòng)程序存儲(chǔ)能力個(gè)運(yùn)動(dòng)程序存儲(chǔ)能力64個(gè)異

21、步個(gè)異步PLC程序存運(yùn)行程序存運(yùn)行超大程序的實(shí)時(shí)下載執(zhí)行功能超大程序的實(shí)時(shí)下載執(zhí)行功能64位位置計(jì)數(shù)范圍位位置計(jì)數(shù)范圍位置環(huán)，速度環(huán)，電流環(huán)三環(huán)位置環(huán)，速度環(huán)，電流環(huán)三環(huán)矢量控制能力矢量控制能力曲線加減速控制曲線加減速控制自定義伺服算法能力自定義伺服算法能力電子齒輪電子齒輪先進(jìn)的先進(jìn)的PID及擴(kuò)展伺服算法及擴(kuò)展伺服算法“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”5. 網(wǎng)際開放式結(jié)構(gòu)高性能DSP多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù) 多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)由運(yùn)動(dòng)控制器與伺服驅(qū)動(dòng)器多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)由運(yùn)動(dòng)控制器與伺服驅(qū)動(dòng)器組成，降低整體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制的路徑誤差及伺服軸組成，降低整體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制的路徑誤差及伺服軸的跟隨誤差。的跟隨誤差。 DSP DS

22、P控制和數(shù)據(jù)通信，多軸伺服單元、控制和數(shù)據(jù)通信，多軸伺服單元、IOIO子系統(tǒng)以子系統(tǒng)以及中央處理系統(tǒng)集成為獨(dú)立的高性能多軸運(yùn)動(dòng)控制器。及中央處理系統(tǒng)集成為獨(dú)立的高性能多軸運(yùn)動(dòng)控制器。 多軸控制指令集合在一個(gè)中斷周期內(nèi)完成，克服了多軸控制指令集合在一個(gè)中斷周期內(nèi)完成，克服了傳統(tǒng)的多片單片機(jī)的并行結(jié)構(gòu)的同步控制瓶頸。傳統(tǒng)的多片單片機(jī)的并行結(jié)構(gòu)的同步控制瓶頸。 DSP DSP控制控制+ +現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，可在線設(shè)置和重構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，可在線設(shè)置和重構(gòu)，軟件升級(jí)硬件。軟件升級(jí)硬件。 基于基于TCP/IPTCP/IP安全通信協(xié)議，更安全可靠、傳輸效率安全通信協(xié)議，更安全可靠、傳輸效率更高。更高。

23、“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”6. 現(xiàn)場(chǎng)總線（CAN/SERCOS/）運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)支持分布式控制支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串或?qū)崟r(shí)控制的串行通信局域網(wǎng)絡(luò)行通信局域網(wǎng)絡(luò)?；诂F(xiàn)場(chǎng)總線的基于現(xiàn)場(chǎng)總線的網(wǎng)絡(luò)化交流伺服網(wǎng)絡(luò)化交流伺服體系結(jié)構(gòu)的核心體系結(jié)構(gòu)的核心部分是帶有現(xiàn)場(chǎng)部分是帶有現(xiàn)場(chǎng)總線接口的多軸總線接口的多軸管理器、全數(shù)字管理器、全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)器。交流伺服驅(qū)動(dòng)器。 SERCOSSERCOS現(xiàn)場(chǎng)總線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”英國(guó)trio(翠歐)多軸運(yùn)動(dòng)控制器 具有RS232、RS485、USB、Ethernet、CANBus、SERCOS的通訊功能和具有HostLink、Dev

24、iceNet、ModBus通訊協(xié)議的多軸數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制器，最多可以控制 24 個(gè)軸“交流伺服運(yùn)動(dòng)控制”7. 7. 智能數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)智能數(shù)控系統(tǒng)技術(shù) 智能數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的突破點(diǎn)是智能數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的突破點(diǎn)是高精度智能高精度智能化交流伺服系統(tǒng)化交流伺服系統(tǒng)的研制，它的智能水平?jīng)Q定了數(shù)控的研制，它的智能水平?jīng)Q定了數(shù)控系統(tǒng)的控制精度，是提高數(shù)控機(jī)床加工精度的關(guān)鍵系統(tǒng)的控制精度，是提高數(shù)控機(jī)床加工精度的關(guān)鍵技術(shù)。技術(shù)。 自學(xué)習(xí)、自組織、自識(shí)別自學(xué)習(xí)、自組織、自識(shí)別的交流伺服控制器，的交流伺服控制器，不依賴于對(duì)象模型的智能控制器。不依賴于對(duì)象模型的智能控制器。 核心采用與核心采用與PCPC機(jī)體系結(jié)構(gòu)機(jī)體系結(jié)構(gòu)兼容和兼容和多機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)多機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)技術(shù)的設(shè)計(jì)而形成的技術(shù)的設(shè)計(jì)而形成的開放式系統(tǒng)開放式系統(tǒng)?！敖涣魉欧\(yùn)動(dòng)控制”課程體系：課程體系：區(qū)別于電類，針對(duì)機(jī)類基礎(chǔ)、側(cè)重于應(yīng)用區(qū)別于電類，針對(duì)機(jī)類基礎(chǔ)、側(cè)重于應(yīng)用 機(jī)電一體化產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平的高低，已是當(dāng)今世界衡量一個(gè)國(guó)家實(shí)力和國(guó)際地位的重要標(biāo)志。高等學(xué)校應(yīng)培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高，具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的“機(jī)電復(fù)合型”人才，使學(xué)生掌握機(jī)、電、液、計(jì)算機(jī)等綜合控制系統(tǒng)的技術(shù)。1.4 1.4 課程課程內(nèi)容安排、學(xué)習(xí)方法內(nèi)容安排、學(xué)習(xí)方法 電類電類電機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)電機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)微機(jī)原理及接口、工程