检索结果-南通市图书馆

基于FPGA+ARM架构的超精密多轴运动控制技术研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于FPGA+ARM架构的超精密多轴运动控制技术研究

作者：周学文哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

无论是数控系统还是机器人控制领域,都要求多轴运动控制系统能够实现高精度、高平稳性、高效率的运动控制。一个高性能的运动控制系统需要从许多方面来保证,如高精度的位置传感器,响应快、跟随误差小的控制环路,以及高性能的插补和加减... 详细信息

无论是数控系统还是机器人控制领域,都要求多轴运动控制系统能够实现高精度、高平稳性、高效率的运动控制。一个高性能的运动控制系统需要从许多方面来保证,如高精度的位置传感器,响应快、跟随误差小的控制环路,以及高性能的插补和加减速控制模块。传统的基于步进电机的运动控制器常常采用基于脉冲增量的粗插补、精插补两级插补,通过向多轴不断输出步进脉冲实现运动控制,控制环路为开环设计,没有考虑到步进电机失步的情况,控制精度难以达到微米级。在高精度运动控制系统中,常采用交流永磁同步电机,因为其具有效率高、输出转矩平稳的优点而适用于高精度运动控制系统,且需要采用高精度的位置反馈设计。对于由交流永磁同步电机构成的运动控制系统,其内部为数字式的伺服运动控制系统,控制器直接将位置坐标传递到控制环路的位置环输入端,精插补是通过位置采样实现的,也就是由闭环控制过程本身的特性实现的。首先,本文基于多轴数控铣削加工系统的原理,设计了运动控制器的硬件电路、驱动器选取、运动轴电机的选型。运动控制器硬件电路采用ARM+FPGA的架构设计,ARM用于实现与上位机的数据交换、插补和控制功能;由于ARM不适合实现接口协议、增量式PID控制和数字滤波器模块,因此在硬件电路中增加了FPGA芯片,它具有高度灵活、可并行高速运算的优点,用于弥补ARM微控制器的不足。其次,在FPGA中实现光栅编码器协议、位置速度控制环路和数字滤波器模块。Endat接口是海德汉公司设计用于高精度光栅编码器的接口,将光栅编码器的接口部分通过FPGA实现,避免了不必要的接口转接。在FPGA中设计加减速控制模块、基于抗饱和积分PID控制的位置环路和速度环路,并在位置和速度环路之间设计陷波滤波器,用于滤除机械谐振。再次,针对数字式的伺服运动控制系统需要采用基于时间分割法的直线、圆弧插补方法,然后设计相应的位置采样模块。对于一些复杂的曲面,计算机辅助设计(CAD)常常采用非均匀有理B样条(Non-Uniform Rational B-Spline,NURBS)曲线来描述,如果使用CAM软件用微小直线段逼近NURBS曲线,在微小直线段之间出会出现频繁起停,使得运动不连贯,加工效率低下,且逼近效果较差。因此针对NURBS曲线设计了专门的插补算法实现其插补。最后,对多轴运动控制系统的误差产生的原因和影响因素进行了分析,并通过实验验证了多轴运动控制系统的控制精度符合设计要求。

关键词：多轴运动控制速度规划均匀B样条插补加减速控制 Endat接口

基于高阶非均匀有理B样条插补的多轴运动控制方法研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

机械与电子 2022年第10期40卷 25-31页

作者：张旭阳鲁文其鲍敏王浩亮潘国忠浙江理工大学机械与自动控制学院浙江杭州310018 江苏远东电机制造有限公司江苏泰州225300 浙江禾川科技有限公司浙江杭州311100

针对传统多轴运动控制系统在作业中存在轨迹转折处不平顺、加速度和加加速度切换不平滑产生变速冲击以及轨迹不能进行局部修改的问题,提出了一种基于高阶非均匀有理B样条插补的多轴运动控制算法。首先,构建五次非均匀有理B样条插补算法... 详细信息

针对传统多轴运动控制系统在作业中存在轨迹转折处不平顺、加速度和加加速度切换不平滑产生变速冲击以及轨迹不能进行局部修改的问题,提出了一种基于高阶非均匀有理B样条插补的多轴运动控制算法。首先,构建五次非均匀有理B样条插补算法,对样条曲线数据进行预处理,根据非均匀有理B样条曲线反算出控制点并生成控制多边形;其次,利用MATLAB构建多轴机械臂和高阶非均匀有理B样条插补算法模型,通过给定型值点进行轨迹规划仿真。仿真结果表明:基于高阶非均匀有理B样条的多轴运动控制插补方法相对于低阶非均匀有理B样条曲线轨迹更圆滑,末端更能高效平稳地到达给定目标点;速度、加速度和加加速度的过渡更加平滑减少机械磨损,从而提高了运动的平稳性;并且该方法还能够对运动轨迹进行局部修改,提升了多轴运动控制的作业质量。

关键词：多轴运动控制轨迹插补高阶非均匀有理B样条平滑性

多轴运动控制系统的EtherCAT通信及其实现

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

多轴运动控制系统的EtherCAT通信及其实现

作者：秦磊苏州大学

学位级别：硕士

伴随着自动化水平的不断进步,对伺服控制系统性能的要求越来越高,工业控制网络的需求随之提高。为了满足伺服控制系统对带宽、控制精度、动态响应等性能指标要求,本文主要对伺服运动控制的EtherCAT通信方法进行研究,将EtherCAT现场总线... 详细信息

伴随着自动化水平的不断进步,对伺服控制系统性能的要求越来越高,工业控制网络的需求随之提高。为了满足伺服控制系统对带宽、控制精度、动态响应等性能指标要求,本文主要对伺服运动控制的EtherCAT通信方法进行研究,将EtherCAT现场总线技术应用到多轴控制系统中,确立伺服运动控制的主从站开发架构和开发方法。本文主要完成了以下工作:(1)搭建EtherCAT通信系统平台,设计主、从站的实现方案,完成从站应用层主控制芯片TMS320F28379和从站控制芯片LAN9252之间的接口选型和设计实现。(2)对EtherCAT协议的主要通讯功能和状态机进行详尽的描述,基于CIA402伺服运动控制行规,研究设计完成从站应用层的csp、pp、hm模式,并对其实际的通信功能及性能进行测试。(3)通过倍福公司的TwinCAT主站软件组态配置和调试伺服电机参数,配置NC轴和编写PLC程序,实现系统的数据通信和运动轨迹规划。以实验室自制伺服驱动器为实验对象,实现单轴运动,点动运动以及多轴联动三种运动方式。(4)在PC平台配置开发环境,集成xenomai实时补丁的Linux操作系统,搭建IgH EtherCAT Master for Linux开源框架。在此基础上,完成应用层程序的设计,实现主站模块的设计。实验结果表明,EtherCAT主站模块能够与从站模块建立起有效的服务和过程数据通讯,同步误差在纳秒级,通讯抖动在微秒级,满足工业控制系统对实时性的要求。

关键词： EtherCAT 从站模块设计 TwinCAT IgH 多轴运动控制

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

多轴运动控制主机DVP—10MC发布

低压电器 2011年第16期 64-65页

DVP-10MC系列是台达集团于2011年向用户重点推荐的产品之一，是台达首款总线型多轴运动控制主机，采用CANopen总线方式能实现多轴运动控制，通讯速度高达1Mb／s。

关键词：多轴运动控制控制主机 DVP CANopen 总线方式 Mb/s 通讯速度总线型

维普期刊数据库评论

在线全文

维普期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于DSP的假手多轴运动控制系统研究

微电机 2006年第5期39卷 65-68页

作者：倪媛姜力张千帆黄海程树康哈尔滨工业大学机器人研究所哈尔滨150001

为了完善缺损上肢人的假手使用功能,设计了基于数字信号处理器(DSP)的假手多轴运动控制硬件系统,实现了假手本体与电气系统的集成。该系统将DSP快速的数据处理能力和可编程逻辑器件(CPLD)逻辑功能相结合,并采用在线可编程技术实现了3个... 详细信息

为了完善缺损上肢人的假手使用功能,设计了基于数字信号处理器(DSP)的假手多轴运动控制硬件系统,实现了假手本体与电气系统的集成。该系统将DSP快速的数据处理能力和可编程逻辑器件(CPLD)逻辑功能相结合,并采用在线可编程技术实现了3个电机的伺服控制。整个硬件系统具有结构灵活紧凑、开发时间短、集成度高、可靠性好的特点。

关键词：直流电动机假手 DSP CPLD 多轴运动控制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

双PLC技术在多轴运动控制中的应用

电气传动 2012年第5期42卷 42-45页

作者：蔡锦达黄树根尤黔林周晶晶上海理工大学机械工程学院上海200093

探讨双PLC技术在多轴运动控制中的应用。针对多轴运动控制系统中不但要求有多轴的脉冲输出来驱动伺服电机或者步进电机,且每个动作要求响应快、位置精度高的条件下,通过在控制系统中应用永宏FBs系列双PLC来实现各种逻辑动作,以达到双PL... 详细信息

探讨双PLC技术在多轴运动控制中的应用。针对多轴运动控制系统中不但要求有多轴的脉冲输出来驱动伺服电机或者步进电机,且每个动作要求响应快、位置精度高的条件下,通过在控制系统中应用永宏FBs系列双PLC来实现各种逻辑动作,以达到双PLC在多轴运动控制中的应用目标。经过对馆外智能图书馆的调试,用永宏双PLC能很好地满足其动作要求,达到预期目的。永宏FBs系列双PLC可以完成多轴的脉冲输出功能以及轴之间的相互协调运动,不但能很大程度上降低成本,而且应用范围也很广。

关键词：双PLC 多轴运动控制馆外智能图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于实时以太网的多轴运动控制网络的研究

制造业自动化 2008年第11期30卷 71-75页

作者：许万陈幼平陈冰谢经明华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

在现代机械制造中,多轴运动控制的应用已经非常广泛,为了有效协调同步各个轴的运动过程,实现高精度的多轴运动控制,一个实时高效的数字通信网络是必不可少的。本文首先介绍了网络化多轴运动系统模型,然后通过分析多轴运动系统对网络通... 详细信息

在现代机械制造中,多轴运动控制的应用已经非常广泛,为了有效协调同步各个轴的运动过程,实现高精度的多轴运动控制,一个实时高效的数字通信网络是必不可少的。本文首先介绍了网络化多轴运动系统模型,然后通过分析多轴运动系统对网络通信的需求,提出了一种基于实时以太网的多轴运动控制网络的模型。

关键词：多轴运动控制实时以太网 TDMA

基于STM32的高精度柔性多轴运动控制系统设计

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

电子制作 2023年第9期31卷 3-7页

作者：吴思远邹迎春广西南宁技师学院机电工程系广西南宁530007

针对多台高精度直线电机组成的柔性夹持系统缺乏多轴控制器的问题,文中提出一种可以同时控制多台直线电机实现高精度定位、柔性夹持易碎物品、具备上位机界面和总线通信控制功能的多轴运动控制系统。该装置由主控制器、上位机软件、直... 详细信息

针对多台高精度直线电机组成的柔性夹持系统缺乏多轴控制器的问题,文中提出一种可以同时控制多台直线电机实现高精度定位、柔性夹持易碎物品、具备上位机界面和总线通信控制功能的多轴运动控制系统。该装置由主控制器、上位机软件、直线电机和.伺服电机、步进电机以及运动结构部件组成。主控制器由STM32F103VET6芯片与外围器件构成。光栅尺传感器产生位置信号分辨率达到05μm实现高精度控制。主控输出PWM控制I信号由驱动器放大并驱动直线电机运行,电流传感器监测负载变化情况结合控制算法实现柔性控制。主控程序逻辑包括多轴运动控制、PD算法控制、电流监测、RS232上位机通信和CAN总线多联机通信模块。通过CAN总线进行多联机协同运动控制,上位机软件实时监测和控制全部参数。该系统可以有效解决多台高精度直线电机协同控制的问题,本文阐述了该系统的框架及实现原理。

关键词：多轴运动控制光栅尺直线电机 STM32 PD CAN总线通信电流监测

基于EtherCAT的多轴运动控制系统的研究与设计

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于EtherCAT的多轴运动控制系统的研究与设计

作者：金瑶浙江工业大学

学位级别：硕士

近年来随着工业以太网技术的应用和推广,网络化运动控制系统开始迸发出强大的活力。本课题在对工业以太网和网络化控制发展现状进行研究的基础上,引入了当前工控领域新型的实时工业以太网EtherCAT,设计了以STM32为核心处理器和以LAN925... 详细信息

近年来随着工业以太网技术的应用和推广,网络化运动控制系统开始迸发出强大的活力。本课题在对工业以太网和网络化控制发展现状进行研究的基础上,引入了当前工控领域新型的实时工业以太网EtherCAT,设计了以STM32为核心处理器和以LAN9252为协议栈芯片的具有EtherCAT通信功能的主从式多轴运动控制系统。在系统的硬件设计上,采用Microchip公司的LAN9252芯片实现了EtherCAT通信的物理层和链路层,采用ST公司的STM32F407VGT6作为核心处理器,配合LAN9252实现EtherCAT通信的应用层,并且使用ST公司提供的FOC固件库结合仙童公司的SPM芯片搭建伺服驱动电路,从而实现了具有EtherCAT通信功能的伺服驱动器。再以该驱动器为EtherCAT从站,配一台PC机主站,搭建一主多从式多轴运动控制系统。在系统的软件设计上,首先设计LAN9252与STM32之间的PDI（过程数据接口）程序,再通过该接口实现了EtherCAT的邮箱和过程数据通信,进而编写应用层协议Cia402,并与ST的FOC固件库对接,然后编写从站设备描述文件,配合PC机上的Twincat主站程序实现多轴运动控制。最后,在软硬件设计的基础上,采用三轴直角坐标系型机械手作为实验平台,实验结果表明所设计系统达到本课题预期要求,为进一步研究奠定良好的基础。

关键词： STM32 LAN9252 EtherCAT 多轴运动控制伺服驱动