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随着机电一体化技术的不断发展,制造业对自动化设备的位置控制精度要求越来越高。由于机械传动误差、干扰等问题的存在,传统的开环控制在很多领域已很难满足定位控制的精度指标,因此开发高精度的全闭环运动控制器具有非常重要的实用价值和广阔的应用前景。 PC机的软硬件技术日益成熟,功能强大、性能稳定,而且可靠性也越来越高,在工业现场上的应用也逐渐普及。基于PC机的开放式运动控制器以其高性能、灵活方便、网络化、智能化、使用简单以及价格低廉的特点,已在全球范围内引起关注。因此本文全面了解运动控制技术和闭环PID控制算法的基础上,主要对采用基于PC机的运动控制卡实现全闭环定位控制技术进行了深入研究,并编制了实现闭环控制算法的测试程序,取得了一定成果。 本论文的主要研究内容如下: 1)首先,通过对国内外运动控制技术的调研,全面了解了全闭环交流伺服驱动技术、直线电机驱动技术、可编程计算机控制器技术、基于PC机的运动控制卡等代表运动控制技术发展趋势的、先进的新型技术,认为运动控制技术在工业自动化设备中所占的比重与传统逻辑控制所占的比重相比较,越来越大; 2)其次,作者深入分析、研究了运动控制系统中上位控制方式、伺服驱动等关键技术的基本原理、特点和应用,并在此基础上确定了研究全闭环运动控制系统的技术路线,即采用基于PC机的运动控制卡、交流伺服系统等先进技术,进行全闭环运动控制技术的研究; 3)再次,论文通过分析、研究模拟式和数字式全闭环运动控制的基本原理四川大学硕士学位论文及其优缺点,设计出基于PC机的全闭环运动控制系统的总体方案; 4)然后,论文重点分析了PID控制的基本理论和常用算法,并研究了PID调节在运动控制中的应用。PID控制是实现全闭环运动控制系统的基本手段,论文利用PID控制原理编制全闭环控制实现的算法并对其进行优化; 5)最后,根据设计的PID优化算法,编制并调试了全闭环运动控制程序,经初步测试,取得了较好的效果; 6)另外,论文对试验和实际应用中遇到的影响定位精度的干扰问题进行了分析和试验研究,提出了比较有效的解决方案。