多轴伺服系统控制器设计

《多轴伺服系统控制器设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、多轴伺服系统控制器设计NO.2沈阳大学毕业设计（论文）前言我国自上世纪80年代开始引进、学习国外先进伺服技术，三十多年来对伺服驱动技术进行了一系列重要科技项目攻关，取得较好的成果，如今伺服产品已经初步形成了产业化。国内伺服控制器市场竞争日益激烈。在自动化领域，伺服系统有着广泛的应用。伺服系统是用来精确地跟随或重复某一过程的反馈控制系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，起作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。一般的伺服系统包括伺服驱动装置、伺服电机和检测装置三部分。在伺服系统中，交流伺服运动控制系统是最大的

2、分支，它结合电机学、自动控制、电气技术、机电一体化、计算机控制等多种技术。在生产中，使用伺服控制产品能够解决各种复杂的定位控制问题。如数控机床位置控制、机器人轨迹控制等，它在数控机床、橡塑机械、机器人组装、部件组装等诸多领域都有应用。美国RockwellAutomation公司的ControlLogix可编程控制器系统，不但集成了普通可编程控制器的优点，还具有独立的运动控制模块，使用专用的运动控制模块计算位置、速度等运动信息，减少了控制器的计算量，提高了控制效率。而且其配套的伺服驱动器和交流伺服电动机相互连接简单，只需几根电缆就可以轻松连接，大大简化了控制系统。另外整套系统，只需要一个

3、RSLogix5000编程软件就可以完成系统组态、过程控制和运动控制等程序的编辑，同时人性化的编辑方式也减少了系统的设计周期。近十年来，国内外日益完善的永磁交流伺服系统不断涌现，性能指标不断提高，应用范围不断扩大。沈阳大学毕业设计（论文）本设计将应用罗克韦尔自动化三层网络和运动控制网络SERCOS搭建伺服系统平台。使用RockwellAutomation公司的Logix5555可编程控制器、多轴伺服模块1756-M08SE、RSLogix5000编程软件、RSLinx通信软件、控制网通讯模块、三个伺服驱动器和三个伺服电机构成了三维定位伺服系统。并且通过编辑设计运动控制程序实现对工作台在

4、三维空间的回零操作、移动控制、轨迹运动控制并通过改变伺服驱动器的速度加速度等参数来实现伺服系统的最优化控制。设计中不足和错误之处，希望读者予以批评指正。沈阳大学毕业设计（论文）目录摘要3ABSTRACT3第一章绪论51.1伺服系统的简介51.2伺服系统的发展历史及现状51.3伺服系统的发展趋势61.4本设计研究内容和你解决的关键问题6第二章实验设备的介绍82.1罗克韦尔三层网络结构及通信82.1.1以太网（EtherNet）102.1.2控制网（ControlNet）102.1.3设备网（Devicenet）102.1.4ControlLogix系统102.2软件介绍102.2.1RS

5、Linx通信软件102.2.2ControlLogix系统102.3SERCOS数字通信连接口142.3.1SERCOS接口介绍142.3.2SERCOS数据格式和同步原理142.3.31756-M08SESERCOS模块介绍152.4硬件介绍10第三章伺服系统运动控制PID算法设计193.1运动控制系统的组成143.1.1可编程序控制器143.1.2数字式伺服驱动器153.1.3永磁同步伺服电动机163.1.4三轴高精度定位伺服平台163.2交流伺服系统的控制方式173.1PID控制技术193.2PID控制原理213.3数字PID控制算法21第四章系统总体设计304.1设计内容304

6、.2硬件总体设计30NO.51沈阳大学毕业设计（论文）4.2.1硬件选型314.2.2硬件组态314.3软件总体设计314.3.1用RSLinx选定驱动接口314.3.2用RSLogix组态运动轴324.3.3用RSLogix编写梯形图324.4主程序设计214.4.1轴的基本状态程序224.4.2伺服系统的回零程序设计234.4.3伺服系统的移动程序设计254.4.4伺服系统的多轴联动程序设计26第五章实验结果与分析355.1伺服系统的上机运行355.2绘制简单的零件355.3运行结果及分析36第六章结论与展望35参考文献40致谢39NO.51沈阳大学毕业设计（论文）摘要信息技术的飞

7、速发展，引起了自动化领域传统控制系统结构的变革，逐步形成以网络集成自动化为基础的企业信息系统。因此，网络控制成为整个工业控制的发展趋势。本文利用罗克韦尔自动化的新一代实时控制网络平台ControlLogix具有联网通信的能力，提出网络分布式多轴同步控制的方法，通过网络在线修改相关的运动控制指令，使之在不同负载和不同速度的情况下都能实现各轴之间的位置、速度同步，从而达到高精度同步控制的目的。本设计利用三层网络架构对多轴运动系统进行组态。首先建立网