并联驱动双向移动平台控制系统设计与实现

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随着时代的进步,机床行业逐步向高精度、高速度及数字化、智能化的方向发展。传统的机床控制系统大多采用的以单片机或PLC为核心的控制技术已远远不能满足行业发展的需求,而采用运动控制卡+光栅尺+软件编程方式的运动控制技术已成为整个机床行业发展的主流。本文采用GTS-400-PV-PCI-G PCI总线型运动控制卡作为控制模块,搭建了其硬件系统,以LabVIEW为平台开发了控制系统的软件部分,实现了对控制对象——并联驱动双向移动平台的控制。主要研究内容如下:1.引入并联驱动双向移动平台机构模型,分析了其工作原理及机构自由度,对并联驱动双向移动平台进行了运动学分析,得到了并联驱动双向移动平台的位置正、逆解,求解了速度雅可比矩阵;基于虚功原理运用Lagrange法建立了移动平台的动力学方程;使用仿真软件,验证了并联驱动双向移动平台运动学及动力学的正确性。2.设计并完成了并联驱动双向移动平台控制系统的硬件部分。完成了功能部件的选型,建立了伺服电机数学模型;采用“PC机+运动控制卡+传感器”方案完成了闭环控制系统硬件电路设计;采用了矢量控制方法,实现了并联驱动双向移动平台的控制系统。3.设计并开发了并联驱动双向移动平台控制系统的软件部分。借助LabVIEW软件平台,完成了控制系统的人机对话界面及其各功能模块的设计,主要包括用户登录模块、运动控制卡初始化模块、单/双轴运动模块、紧急停止及图形显示模块、直线及圆弧插补模块。4.在软、硬件结合的基础上,对所设计的控制系统进行了试验验证及分析。所做试验主要包括单轴运动定位精度试验、轨迹运动试验及回零测试试验。
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