基于PCI总线的全闭环交流伺服控制系统

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1、2008年7月第36卷第7期机床与液压MAC联INETOOL&HYDRAULICSJul.2008V吐36No.7基于PCI总线的全闭环交流伺服控制系统关键,舒志兵(南京_照大学自动纯学院运动控制辑究所,江苏南京210009)摘要:基予PCI总线设计开放式交流伺服运动控制系统,具有模块化,智能他,黍性化的特点。采用运动控制卡+Pe作为上位控制单元,交流伺服驱动器和伺服电机作为执行机构,光栅尺+数据采集卡作为直线位移检测装置,设计了一种全闭环运动控制系统。同时利用VC++编程实现对伺服电机高速、溉精度的控制。关键词:众闭环;PCI总线;交流伺服;

2、运动控制卡孛霾分类鼍:TM383。4÷2文簸标谖码:A文章编号:1001—3881{2008;7—283—3Ftlll.closedLoopACServoControlSystemBasedonPCIBusGUANJian.SHUZhibing(AutomationCollege,NanjingUniversityofTechnology,Nanjing210009,China)Abtrad:Theopen8ervomotioncontrolsystembasedonPCIbushasthefeaatreofmodular,intelligen

3、t,flexible。Withmotioncontrollerand茂8s酝shlevelcontrolunit,ACservodriverandflel_Omotor鹬executecomponent,theopticalgratingruleranddatacollection∞positionexaminationpart.amotionoontrolsystemoffull·closedloopW88designed.AndbyVC++thesystemesJicon-trolservomotorwithhighspeedandhish

4、precision.Keywords:Full—closedloop;PCIbus;ACI弛rqO;MotioncontrollerO善l言现代工业嫩产中,交流伺服控制系统已缀被广泛使用。但随蒋机电一体化产晶的发展,对交流伺服控制系统的定位精度和动态响应的要求越来越礴,传统系统已经难以满足现代诧生产的霈要。以数字替代模拟、交流替代童流、阙嚣替代舞环薛设诗思想,成为目前构建开放式控制系统的主要方法。在多种开放式控制系统中,Pc机(包括工业PC)具有生产批量大、性价比高、技术进步的特点,同时配有高蠛戆应用软誓孛和程序设诗软件。黧此剩用Pc橇的标准P

5、CI总线,设计漱琵+运动控铡卡的上位控制器,可满足控制系统核心部件的要求。交流伺服控制系统大多工作在半闭环的控制方式,这种控制方式对于传动链上的间隙及误藏不能克服或李}’偿。必了获褥更高豹控割精度,应在最终酶运动部分安装商精度的检测元俸(妇:光褥疋、光电编码器等),即实现全闭环控制⋯。全闭环控制克服半闭环控制系统的缺陷,上位控制器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件作为位置环.这样饲簸系统就可以溃除鞔禳传动主存纛的阚羰(如齿轮间隙、丝杠间隙等),补偿机械传动件的铽造误差(如丝杠螺距误差等),实现真正的龛闭环位置控制功能,获得较高

6、的定位精度。1控制系统的硬件设计1.1系统硬律组成该系统是一种教学秘实验使震的X-Y辘全蘑环交流伺服运动控制系统。系统由4个部分组成(图1):(1)上位控制部分包括通用PC机、ADT850运动控制卡;(2)松下MINASA4系列交流伺服驱动器和交流惘服电机组成驱动部分;(3)负载部分为X-Y轴滚珠丝枉平台;(毒)闭环反馈部分盎光撵足和数摄采集卡来实现。II_广丽墓1II数据聚集卡卜—一光撵足圈1全闭环伺服系统结构图1.2全闭环控制结构设计控制系统采用双环结构,即内环和外环。内环是保证系统懿稳定性联对外于扰及参数变纯的鲁棒性。努环提高系统的控铡精

7、度,使闭环系统确应程参考模型接近。(1)内环是通过交流伺服驱动器接收伺服电机的编码器反馈信号,实现对电机的控制。松下MINASA4系列交溅搦服驱动爨短食了麓服控剽器鸯PWM功率放大器。伺服控制器以使鲞环控制器、速度环控制器和电流环控制器组成。伺服控制器的功能在习:完成伺服系统的闭环控制,如转矩控制、速度控制翔位置控制。伺服驱动器中IPM(智能功率模块)是泼羚毅为功率器搏魏薪垄模块(PWM变频谲速收稿日期:2008-04-01作者简介:关键(1粥l一),男,江苏人,研究生,主要研究方向:交流伺服系统、避动控制技术、数控系统、机电一体化。嚣一础:h

8、ellosuanjian@126.corn。机床与液压第36卷技术)。这静功警模块是将输窭功率元终鹭毅黧驱动电路、多种保护电路集成在同一模块内,提离了

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