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开放式运动控制平台的研究及其在高速交叉铺网机中的应用

开放式运动控制平台的研究及其在高速交叉铺网机中的应用

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作者：陈凯山东大学

学位级别：硕士

当前，在数控系统研究领域中，开放结构控制器技术和运动控制现场总线技术是国内外研究的热点。本文分析了典型开放结构控制器体系结构优点，研究完善基于RTSB总线的开放式运动控制平台。该平台采用基于PC的开放式数控系统结构，PC机与... 详细信息

当前，在数控系统研究领域中，开放结构控制器技术和运动控制现场总线技术是国内外研究的热点。本文分析了典型开放结构控制器体系结构优点，研究完善基于RTSB总线的开放式运动控制平台。该平台采用基于PC的开放式数控系统结构，PC机与智能控制节点之间采用现场总线技术，用一根通讯线或光纤将所有的驱动和I／O级联起来，传送各种信号，以实现对系统的智能化控制。现场总线的出现和应用使传统的自动控制系统产生了重大变革。在本开放式运动控制平台中提出了一种运动控制现场总线—RTSB(Real-Time Serial Bus)。本文介绍了RTSB总线的广播型拓扑结构及其分层结构，充分研究说明了RTSB总线的各层具体协议。非织造布工业被誉为纺织工业中的“朝阳工业”，近几年我国的非织造布行业发展迅速，但是我国非织造布生产的关键设备交叉铺网机的水平却远远低于世界先进水平，已经成为我国非织造布行业发展的瓶颈，本文在分析国内外先进高速交叉铺网机的基础上，推导建立了交叉铺网机的运动学模型，给出了其运动控制解决方案。在铺网小车的翻转控制中，本文采用国际上最先进的翻转方案，保证产品的质量，小车采用S曲线加减速，为其高速平稳运行提供保障。同时本文提出了一种炭帘纠偏解决方案，在实际生产中运行成功。本文将基于RTSB总线的开放式运动控制平台运用到高速交叉铺网机的控制中，为高速交叉铺网机搭建了运动控制平台。根据高速交叉铺网机系统控制的特殊性，对平台部分功能进行应用完善。 RTSB总线运动控制平台所有的控制功能都由上位PC机完成，下位机智能控制节点接口软件只是起到通讯和指令翻译的功能，本控制系统PC机软件采用Visual C#语言进行开发，智能控制接口软件采用C语言开发。在软件的开发过程中，本文采用面向对象的模块化设计，按照不同功能将软件封装到RTSB总线相应层中实现，对软件的功能模块提供不同的应用等级，保障系统运行的健壮性。目前该交叉铺网机已经调试成功并投入生产，交叉铺网机最高输人速度可达120m／min，输出速度0.5-60m／min，控制定位精度＜0.5mm，无需切边处理，输出纤维网CV值＜3％，已经接近世界先进水平。

关键词：开放结构控制器现场总线高速交叉铺网机

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