基于贝加莱PCC的直线电机运动控制实验系统

作     者：武荣荣 

作者单位：天津职业技术师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：卢胜利

授予年度：2016年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：直线电机 PCC 运动控制 实验系统 

摘      要：直线电机采用直接驱动方式,其快速响应和精密控制等性能具有先天优势。伴随着电机材料和制造工艺的改进以及控制技术的发展,直线电机不仅在电动窗、磁头定位驱动和空气压缩机等装置上得到了广泛的应用,而且很快推广到电动门、起重机、磁悬浮列车、激光切割机、等离子切割机和电火花加工等领域,成为现代非常重要的动力转换及传输部件。贝加莱最新的X20可编程计算机控制器(PCC)运行速度快,体系结构模块化,使控制系统设计更加灵活,所具有的通用性和开放性特点以及检测、贮存、显示、调节、控制和报警等一应俱全的功能,使其非常适用于位置、速度等物理量的连续调节和实时控制。编程软件所具有的多种编程方式使编程更自由、灵活,能够对PCC所控制的系统进行实时仿真。论文首先回顾了PCC的发展历史,介绍了PCC的体系结构及功能特点。阐述了运动控制系统和直线电机的特点及主要参数和性能指标,在此基础上建立了直线电机的数学模型,借助MATLAB/SIMULINK对直线电机控制系统进行仿真。然后,将直线电机控制系统模型导入到编程软件AUTOMATION STUDIO中,自动生成C代码,通过软件编程和硬件配置实现了运动控制功能。对直线电机运动控制系统做了位移、速度、PWM控制和位置误差实验,分析了实验结果。最后,利用PCC强大的网络通信功能,还将基于单片机的直线电机运动控制器与PCC相连接,对于一个单片机控制器使用串口通信控制,对于多个单片机控制器使用CAN总线进行异构控制。用贝加莱编程软件设计了人机界面,便于观察和控制。实验结果表明,基于PCC的直线电机控制实验系统基本达到了设计要求,具有运行平稳,反应速度快,精确度高等特点。