基于运动控制器的同步控制方法及系统实现.pdf

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1、基于运动控制器的同步控制方法及系统实现谢炜，唐国元，黄道敏，王灿(1．华中科技大学船舶与海洋工程学院，湖北武汉430074；2．空军雷达学院，湖北武汉43O010)AnApproachofSynchronousMotionControlandSystemImplementationBasedonMotionControllerXIEWei，TANGGuo—yuan，HUANGDao—min，WANGCan(1．SchoolofNavalArchitectureandOceanEngineering，HuazhongUniversityofSci

2、enceandTechnology，Wuhan430074，China；2．AirForceRadarAcademy，Wuhan430010，China)摘要：设计并实现了一种高精度同步运动控制0引言系统。根据功能需求，采用工业控制计算机作为上位机，以运动控制器作为下位机。上位机中，在VC运动控制系统是以电动机为控制对象，以控制++平台上编写了人机交互界面及上位机软件监控器为核心，以电力电子、功率变换装置为执行机构，系统；下位机中编写了相应的运动控制程序，以新型在自动控制理论指导下组成的电气传动控制系的相位控制方法为核心，用对等控制模式，实现了

3、高统。精度的两轴同步。设计并制造了相应的实验平台，而同步控制又是现代工业控制领域一个很常见实验表明，此种方式构建的同步系统是可靠且实用的问题。目前实现同步控制的方法主要有2种，即的。主从控制方法和对等控制方法]。主从控制，即2关键词：伺服控制；同步控制；运动控制器个电机的关系为主从关系，主电机跟随指令信号，从中图分类号：TP273电机跟随主电机的运动采集信号。对等控制，即2文献标识码：A个轴均直接跟随指令信号。文章编号：1001—2257(2013)02—0041—03同步系统的构成Abstract：Ahigh—precisionsynchro

4、nizedmo—系统构成如图1所示。tioncontrolsystemwasdesignedandimplementedinthispaper．Tomeetthefunctionandcontrolre—quirementsofthesystem。PCisusedasuppercorn—puter，andthemotioncontrollerisusedaslowercomputer．Themonitoringprogramandman—ma—chineinterfaceisdesignedonuppercomputerby触圈眢星番黥VC++

5、，andthemotioncontrolprogramisde—图1试验台结构signedonlowercomputer．Withthenewphase圆筒状支撑台两侧各装有1个大型滚子轴承，2controltheory，synchronizedmotioncontrolwas个轴承外圈上均通过过盈配合安装圆形套圈，2个realizedinequivalentcontrolmode．Resultsshow内齿圈分别固定在2个套圈内侧。配置有2套驱动thatthissystemisreliableandpractica1．轴系，分别由伺服电机、减

6、速器、联轴器和驱动小齿Keywords：servocontrol；synchronouscon—轮组成。2套驱动轴系通过电机带动小齿轮转动，分别驱动2个齿圈转动，从而带动安装于轴承外圈trol；motioncontroller的套圈转动。伺服电机自带有13位增量式编码器。收稿日期：2012—10—17由于在系统的实际工作过程中，会根据工作需要将《机械与电子}2013(2)·41。法及前后套圈进行刚性联接，所以要求2个套圈的转动主从控制的缺点是：对主电机性能要求比较高，当主同步，否则会产生较大应力和变形。圆形套圈外侧，电机出现错误时，从电机也会出

7、现错误，且当2个电可根据需要用螺栓固定质量块，以模拟不同的负载。机负载不同时，则同步的效果会很差。系统中，选用对等控制方式，即2套轴系分别独立跟随控制器的2控制系统设计指令信号。用对等控制方式实现两轴同步时，其关2．1硬件组成键在于：每一个轴是否能在各种干扰下仍然能精确为了实现2套驱动机构的高精度同步，以及对跟随指令，而能否精确跟随指令的关键又在于伺服同步运动的各项参数的实时监测、比较观察，故选择驱动器的控制方法。以“工控机+运动控制器”作为同步系统的构建方伺服驱动器一般有3种控制方式，即速度控制式。如图2所示。方式、转矩控制方式和位置控制方式

8、。伺服控制环节一般为3个环控制，即位置环、速度环和电流环。为此，使用新型的相位控制方式，能很好地实现信号II广I(SGDV)~(SGDV)【lI跟随。