伺服电机网络化控制系统设计与实现

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1、学兔兔www.xuetutu.coml匐化伺服电机网络化控制系统设计与实现Designandimplementonservomotornetworkcontrolsystem王渝，王书青，王玉彩，霍俊仪WANGYu，VVANGShu．qing，、／＼／ANGYu．cai，HUOJun．Yl(石家庄铁路职业技术学院，石家庄050041)摘要：为了实现对伺服电机的网络化控制，设计了基于滑模变结构控制的伺服电机网络化控制系统，完成了实际系统硬件设计，采用VisualBasic6．0开发了具有服务器端和客户端的人机控制界面，对伺服系统进行了本地控制和网络化控制的调试。测试结果表明，滑模变结

2、构控制的网络化伺服系统受网络延时影响小，具有良好的控制性能。系统实现了远程控制伺服电机的可视化，可实时进行数据查询和运行监控。关键词：伺服电机；网络控制系统；滑模变结构控制；网络延时中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1009-0134(2013)o8(下)-0081-03Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2013．08(下)．240引言计算机+控制器惯性轮通过网络形成闭环的反馈控制系统称为网络控制系统(NetworkedControlSystem，NCS)，NCS与传统的点对点结构的系统相比，具有可以实现资源共享、远程操作与控制等优点。将交流伺服

3、系统通过网络进行控制，有助于系统控制与绝对式光谐波齿轮维护的分布化和智能化，更便于系统安装、维电编码器减速器护、扩展和故障诊断。伺服电机网络化控制图1伺服系统网络化控制结构图是通过网络实现对电机位置和速度的精确闭环控制。但网络通信延时问题会降低系统性能，甚至出电压给伺服电机驱动器以控制电机运转。增量引起伺服系统不稳定口J。要想使网络化伺服系统式光电编码器属于电机自带，和电机紧密连接，可取得好的控制效果，必须采用先进、可靠的控制采集到转速对应的频率脉冲信号，在反馈脉冲信策略。本文在分析伺服系统本地控制和网络化控号时，也将此脉冲信号输出到信号处理电路中，经制的基础上，设计了伺服电机网络

4、化控制系统的过光电隔离、波形整形和软件滤波等处理，可使频硬件电路和软件系统，提出了可以解决网络延时率脉冲信号稳定平滑。由单片机系统对脉冲进行计问题的滑模变结构控制算法，并进行了系统的调数，因此上位机可采集到系统实时转速。谐波齿轮试与分析。下面将针对系统设计和实现过程中的是速比为200：l的减速器，谐波齿轮后面装有绝对关键技术问题进行探讨。式光电编码器，用来测量电机转过的角度，因此上位机可通过此编码器采集到系统的实时位置。1伺服电机网络化控制系统工作原理网络化控制中，计算机和控制器在远端，本地本文所设计的伺服系统主要实现位置和速度用一台装有PCI数据采集卡的PC机作为执行器，控的精确

5、闭环控制。在进行伺服电机的网络化控制制器发出信号，通过网络发送给执行器，对伺服电调试时，将分别进行本地控制和网络化控制两种机进行控制】。本地PC机装有数据库系统和WEB发控制模式。伺服电机网络化控制系统如图1所示。布页面，可以用来进行数据存储和网页发布。本地控制中，上位机给定速度和位置信号，经数据采集卡D／A转换后，将此电压信号输出到2伺服电机网络化控制系统硬件组成信号处理电路，经过信号处理和电平转换，再输2．1伺服电机及驱动器收稿日期：2013-06-18基金项目：河北省教育厅自然科学资助项目(Z2011262)作者简介：王渝(1978一)，女，河南镇平人，讲师，硕士，主要从事机

6、电一体化系统及自动化方向的研究。第35卷第8期2013-08(下)[811学兔兔www.xuetutu.coml訇似伺服电机选用110MB075D型号交流电机，其数码管显示设定值，仪表采用按键在显示范围内额定输出功率750W，额定转速1500r／min，额定转任意设定转速(频率)功能参数值和报警值。矩5N‘m，属于单相220V电机。通过HB966将转速的频率信号转换成模拟电驱动器选用与电机配套的交流电机伺服驱动压，然后由数据采集卡的A／D通道采集电压信号，器GS0075A。控制方式采用外部输入模拟量速度再将电压信号换算得到相应的转速。控制，模拟量输入量程一10V～10V，设置电机转

7、速2．6信号处理电路量程和零点漂移补偿大小，根据所输入模拟电压信号处理电路位于伺服电机驱动器与上位机的幅值和极性控制电机的转速和方向。数据采集卡之间，实现电平转换的功能n】。其硬件2．2光电编码器电路板图如图2所示。本系统利用增量式光电编码器检测转速信号，利用绝对式光电编码器检测位置信号。速度测量选择电机自带的增量式光电编码器，其精度为2500线／转。绝对式光电编码器选用Angiron—RE一38一RS232型号产品，用于测量转角，测角范围为0。～360。，它以串口形