项目三转台控制系统
三轴转台结构介绍

三轴转台结构介绍三轴转台是一种用于控制运动方向和角度的机械装置。
它通常由三个相互垂直的轴组成,分别是水平轴、垂直轴和旋转轴。
三轴转台主要用于航空航天、军事、船舶、机器人等领域的精密定位和追踪操作。
水平轴是三轴转台的基本轴之一,也是最基础的运动轴。
它使转台能够在水平方向上进行平移运动,常用于改变转台的位置。
垂直轴是另一个基本轴,它使转台能够在垂直方向上进行上下运动。
通过控制垂直轴的运动,可以改变转台的高度。
旋转轴是最重要的轴,它使转台能够在水平面内进行旋转运动。
通过控制旋转轴的运动,可以改变转台的方向和角度。
三轴转台的结构设计要考虑到稳定性、精度和可靠性。
为了保证转台的稳定性,常采用重型结构和防震装置来减少外界干扰对转台运动的影响。
为了保证转台的精度,需要采用高精度的轴承和驱动装置,以及精密的控制系统。
为了保证转台的可靠性,需要采用可靠的传感器和执行器,并进行合理的维护和检修。
在航空航天领域,三轴转台广泛应用于卫星地面测试和发射场测试。
在卫星地面测试中,可以使用三轴转台模拟卫星在轨道上的运动,以验证卫星的姿态控制系统和传感器的性能。
在发射场测试中,可以使用三轴转台模拟发射过程中的运动情况,以验证发射车辆和卫星的适应性和可靠性。
在军事领域,三轴转台主要应用于导弹、雷达和光电设备的定位和追踪。
通过控制转台的运动,可以实现对目标的精确定位和持续追踪,提高军事系统的作战效能和战场信息获取能力。
在船舶领域,三轴转台主要应用于船舶导航系统和海洋观测设备的定位和导航。
通过控制转台的运动,可以实现对船舶航向和船首方向的控制,提高航行安全性和导航精度。
同时,通过安装观测设备,可以对海洋环境进行实时监测和数据采集。
在机器人领域,三轴转台主要应用于机器人的运动控制和视觉定位。
通过控制转台的运动,可以实现机器人在三维空间的精确定位和运动控制,提高机器人的运动灵活性和操作精度。
同时,通过安装相机和传感器,可以实现机器人的视觉感知和环境识别,提高机器人的自主导航和任务执行能力。
三自由度转台控制规律研究的开题报告

三自由度转台控制规律研究的开题报告一、选题背景和意义转台是一种常见的运动平台,用于各种科研、生产、测试等领域。
由于转台的运动特性较为复杂,因此需要针对不同应用场景,设计出适合的控制算法,以保证运动精度和稳定性。
当前,三自由度转台已经得到广泛应用,但是涉及到的控制算法还有很多需要进行研究和改进的地方。
因此,本文选取了三自由度转台控制规律研究作为开题报告的选题。
本次研究的意义在于:1.提高转台的运动精度和稳定性,为相关科研和生产提供可靠的技术支持。
2.深入研究三自由度转台的控制规律,为今后更为复杂的转台控制提供经验。
3.拓展转台控制的应用场景,促进转台技术的发展。
二、研究内容和方法1.研究内容本次研究的内容主要包括以下几个方面:1)三自由度转台的运动学建模和动力学建模,为后续控制算法设计提供基础。
2)传统的PID控制算法在三自由度转台上的应用,研究其控制效果并进行优化。
3)基于神经网络的控制算法在三自由度转台上的应用,研究其控制效果并进行优化。
4)基于智能控制算法的三自由度转台控制系统设计和实现。
2.研究方法本次研究采用以下方法:1)理论分析:通过理论分析的方式,建立三自由度转台的运动学和动力学模型,并基于模型设计控制算法。
2)仿真实验:在Matlab等仿真平台上,进行三自由度转台的仿真实验,研究不同控制算法的控制效果。
3)硬件实验:在实验室模拟三自由度转台的运动,并采集运动数据,研究不同控制算法的控制效果。
4)数学建模:通过建立数学模型,优化控制算法的参数,以达到更好的控制效果。
三、预期成果及进度安排1.预期成果1)成功建立三自由度转台的运动学和动力学模型,并基于模型进行控制算法设计。
2)研究三自由度转台传统的PID控制算法、基于神经网络的控制算法的控制效果,并进行优化。
3)开发基于智能控制算法的三自由度转台控制系统,并验证其控制效果。
2.进度安排1)第一阶段(1-2个月):对三自由度转台的运动学和动力学进行建模,并进行仿真实验。
三轴仿真转台控制系统的设计

三轴仿真转台控制系统的设计作者:孙克诚王琪来源:《无线互联科技》2015年第18期摘要:文章介绍了一种无人机飞行半物理仿真平台的控制系统,本系统是以ARM处理器为核心控制器,采用模块化设计的方法,设计了一个三轴转台控制系统。
系统采用PC机与下位机两级控制,使用积分分离式的PID控制算法,对三轴转台进行精确控制。
控制系统能控制三轴转台转动并对平台上捷联惯导系统姿态信息进行实时测量,保存和显示。
关键字:三轴转台;PID算法;STM32;姿态控制;捷联惯导系统;近些年来,随着现代战争的日益发展,无人机也因其无人驾驶的独特性能得到各国的重视与关注。
飞行仿真转台能够真实地模拟出无人飞行器的动力学特性,在实验室中就能对飞行器的飞行姿态进行仿真,是检测无人飞控系统性能以及进行半物理仿真实验的重要装置。
三轴转台的控制精度直接影响了仿真或调试、检测的结果,因此,三轴转台的控制系统设计往往决定了转台的质量。
本文结合实际设计了一种可实时测量平台上传感器数据的飞行仿真转台控制系统。
1系统结构及总体方案设计本三轴转台控制系统由惯性传感器模块、STM32微控制电路、OLED显示模块、按键输入模块、步进电机驱动模块、RS 232串口通信模块、编码器数据采集模块等部分组成。
系统整体结构框图如图1所示。
惯性传感器系统采集到原始信号,通过I2C总线发送给STM32微控制器,STM32控制器运用捷联惯导算法处理惯性传感器获得的数据,解算出转台的实时姿态。
在LCD液晶显示屏上实时显示姿态参数,另外使用MAX3232将TTL电平转换成RS232电平,再与PC机的COM口连接,并将姿态数据打包成固定格式的串口数据包,通过串口发送给上位机软件,在PC端上位机软件实时动态显示姿态参数和波形曲线。
在上位机软件上可以控制三轴平台的状态,模拟无人机的俯仰、翻滚、航向三轴方向上的姿态控制,控制信息通过COM口发送给STM32控制器,编码器模块采集三轴平台的转动数据经过PID算法处理后反馈给驱动电路控制步进电机转动,提高了三轴转台的转动精度。
三轴陀螺漂移测试转台台体动力学建模及控制系统设计

1 三 轴转 台动 力学分析 的理论依 据 三轴 转 台是一 个复杂 的 多框 架 结构 ,通过气 浮轴承 将 各框架 连接 起来 ,在 台体设计 时 已在可 能 的范
围内赋予了台体结构以最大 的刚度,对这样一个结构进行动态分析有 以下三种方法:① 用有限元理论
对 结构进行 动 力学 分析 :② 用 实验 的方法对 系统 在 已知激 励 下 的响应 数据进 行分 析 ,如对 结构 进行 锤 击 实验 :③ 将 以上 两种 方法相 结合 ,用 实测数 据修 正有 限元 模 型, 然后进 行分 析 。
L UO i g CHE P n , ANG a g x o g J , n N ig W Gu n - i n
( e at n o C nrl n i e n , abn ntue f eh oo y H bn10 0 , hn ) D pr met f o t E gn r g H ri Istt o T cn lg , a i 5 0 1C ia o ei i r
6 5
服 系 统最为 不利 的相对位 置条 件下 进行分 析 的,如 图 1 示 。 所 台体动 力学分 析 的精 度 , 决 于有 限元建模 的精度 ,而有 取 限元建 模的 精度取 决于对 建模对 象 的理解 。 面对 转 台几个主 下
要 的建 模 问题进行 论述 :
① 气 浮 轴承 的有 限元建模 将气 浮轴 承简化 为一组 弹簧进 行研 究 , 体建模 时将 其简 具 化 为杆 单元 。杆 单元分 二组 ,分别 支撑 在轴承 的两 端 的回转 中 心 上 和 台体 上 ,杆 的参数可 以通 过 计算确 定 。方法 如下 :
L ' — i m rfts bei teb s eino o t l y t m. Ie a s u ex g y d t e t l a i d s f n r se i t a sh c g c os
三工位旋转工作台的控制设计

三工位旋转工作台的控制设计需要考虑以下几个方面:
1. 控制方式:可以采用手动控制或自动控制。
手动控制需要操作员手动控制旋转工作台的转动方向和速度,而自动控制则需要通过程序控制旋转工作台的转动。
2. 控制器选择:可以选择PLC、单片机或其他控制器。
PLC控制器可以实现较为复杂的控制功能,而单片机则适合于简单的控制任务。
3. 传感器选择:需要选择合适的传感器来检测旋转工作台的位置和速度。
常用的传感器包括编码器、光电开关等。
4. 控制算法:需要设计合适的控制算法来实现旋转工作台的控制。
常用的控制算法包括PID控制、模糊控制等。
5. 电机选择:需要选择合适的电机来驱动旋转工作台。
常用的电机包括步进电机、直流电机等。
6. 电路设计:需要设计合适的电路来实现控制器、传感器和电机之间的连接和控制。
综上所述,三工位旋转工作台的控制设计需要综合考虑以上几个方面,根据实际需求选择合适的控制方式、控制器、传感器、控制算法、电机和电路设计。
企管-项目三转台控制系统

6.自动往返行程控制
电机的逻辑控制实训:
1、在8号站的右转动有两个按钮:用于起动的SB1和 用于停止的SB2。控制8号站的左转动也有两个按钮: 用于启动的SB3和用于停止的SB4。要求按下相应按 钮可以实现正反转.
其中:6B1(32), M6电机:KM5(91): 8站辊床右转
KM6(92): 8站辊床左转
3、行程控制(当生产机械的运动部件到达预定 的位置时压下行程开关的触杆,使电动机停止运 行) 4、正反转控制
5和 程、S开控B关R制的A要控或求制B:时下机就可械停以工止前作运进台行和在,后启当退动工,按作当钮台碰S运到B行F行 到任意一个位置停止按钮SB1按下工作台停 止工作。
后退
前进
SQA
SQB
逻 辑 “或”运算。
指令格式
示例
4.逻辑 “或非”指令
逻辑 “或非”指令使用的操作数可以是:I、Q、M、L、
D、T、C。有2种指令形式(STL和FBD),用LAD也可以实
现
逻
辑 “或非”运算。
指令格式
示例
5.逻辑 “异或”指令
指令格式 示例
6.逻辑 “异或非”指令
指令格式 示例
7.逻辑块的操作
项目三 转台站控制系统
院系:机电工程学院 专业:自动化 姓名:
电感传感器 电感传感器
输送辊床 滚轮
输送辊床 交流电机
导轨
【项目功能】
1、掌握S7-300PLC位逻辑指令。 2、利用位逻辑指令构建转台站控制系统
【项目知识点和技能点】
1、 S7-300PLC位逻辑指令及应用。 2、会操作汽车自动线设备的转台站 3、具有转台站控制系统的构建、接线、编程、 下载、调试的技能。
三轴飞行转台控制系统的仿真研究

国 内飞行 转 台的研 究始 于 2 0世纪 5 0年代末 , 要 分 布在 航 空 、 天 、 器 、 主 航 兵 船舶 等 部 门. 新 型 号 的 在 研制 过程 中发 挥着 重要 作用 , 随着 计算 机 的迅 速发 展 和大功 率力 矩 电机 的研制 成功 , 高性 能 的三轴 飞 行 在 转 台 中实现计 算机 实 时控 制和力 矩 电机直 接 驱动 已成 为可 能. 三轴转 台是 三个 框 架 ( 内框 、 中框 、 外框 ) 的 合 成运 动 , 一般 将 外框 对应 于偏航 角 , 中框 对 应于俯 仰 角 , 内框对 应 于滚转 角 , 内框 架在 空 间复 现弹体 的角
d ce o t s se p n ,so ,a d a c l rt n i p t in s h e u t h w h t I o t l ya i mei sb t r u td t e t tp i g l p n c e ea i n u g a .T e r s l s o st a o s l NN P D c n r o wa rt h t i e t c e
Vo. No. 1 5。 1
Ma- , 0 t . 2 07
2 0 年 3 月 07
ห้องสมุดไป่ตู้
文 章 编 号 :6 2— 5 8 2 0 ) 1— 0 4— 6 17 2 5 (0 7 0 0 2 0
三 轴 飞 行 转 台控 制 系统 的 仿 真 研 究
刘汉 忠, 红 宇, 葛 张建 华
三自由度转台系统参数辨识及控制器的设计

回转 转 台转 过 不 同 的 角 度 , 比
较其 控制效 果 , 结果 如 图 9 所
示。
纵 坐 标 是 转 台转 过 的 角 度 。 由图可 得 系统 数 学 模 型 的各
图 9 比较图
从 实 际 控 制 过程 可 以看 出
参数 可按 下列诸 式计算 :
三 = To _=二二====== 1 () 2
为此这 里选 用 常规 P D控 制器 、 分 分 离 P D 控 I 积 I
[ ]刘金 昆. 2 先进 PD控制 MAT A I L B仿真[ . 京 : M]北 电子
工 业 出版 社 ,0 1 2 1
[ ]于双 , 3 王旭永. 三轴转台中框双 马达 驱动控制 技术研究
[] 制造技术与机床 ,0 6 1 ) 15 0 J. 20 (2 :0  ̄1 7 [ ]王本永 , 克定 . 4 赵 提高液压三轴仿真 转台位置 控制精度
积分 分离 PD控 制器 和变 速 积分 PD控 制 器 的响 I I 应速 度快 , 并且 控制转 台转 动 的精 度 要 比常 规 PD I 的控 制精 度高 。
√ ( ( +n 2 1 )
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舰船 电子工程 ,0 8 2 ( ) 20 ,8 7 [0 1 ]汪洋亮 , 国胜 , 中良基 于 P D的高速无 人机高度 王 李 I
控制系统设计 []舰船 电子工程 , 0 ,92 J. 2 92 () 0 [1 - ]葛金来 , 1 张承慧 , 催纳新. 模糊 自整定 PD控制在三 自 I
特 点 设 计 几种 控 制 器 , 用 MAT AB进行 仿 真 , 利 L
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【项目知识准备】 1.位逻辑指令
(一)触点与线圈
1、常开触点 ➢符号: ➢规定:若操作数是“1”则常开触点“动作”即认为是 “闭合”的;若操作数是“0”,则常开触点“复位”, 即触点仍处于打开的状态。
➢ 常开触点所使用的操作数是:I、Q、M、L、D、T、C。
2、常闭触点 ➢符号:
➢规定:若操作数是“1”则常闭触点“动作”即触 点“断开” ; 若操作数是“0”,则常闭触点“复 位”,即触点仍保持闭合。
【项目内容】
转台站控制
一、转台站功能
将堆垛系统送出的滑撬,进行角度旋转、输送, 方便流水线的自动运行。
二、转台站的组成
由单相交流交流电机、继电器、电感传感器、滚轮 导轨、输送辊床、钣金结构件、机械零部件构成。
电感传感 器
电感传感 器
输送辊床
滚轮
输送辊床 交流电机
导轨
(一)单相电容式交流电机
1、概述 (1)应用情况 广泛应用于家用电器(电风扇、电冰箱、洗衣机等)、 空调设备、电动工具、医疗器械及轻工设备中。 (2)优缺点 优点:结构简单,成本低廉,噪音小。 缺点:与同容量三相感应电动机相比较,体积较大, 功率因数及过载能力都较低。 故单相感应电动机只能作成小容量:
于起动的S1和用于停止的S2。在传送带的尾端也有两个按钮 :用于启动的S3和用于停止的S4。要求能从任一端起动或停 止传送带。另外,当传送带上的物件到达末端时,传感器S5 使传送带停止。
S5
传感器
S1 起动 S2 停止
Motor_on
电动机
S3 起动 S4 停止
➢端子连接图 ➢地址分配
电机的逻辑控制实训:
➢指令作用:下降沿检测指令是检测逻辑位从 “1”到“0”的变化。如果逻辑位有下降沿变化, 则逻辑检测结果为“1”,否则为“0”。
例如:
注意:在程序中使用边沿检测指令时,应 保证<地址>位的唯一性,不能在两个或两 个以上的边沿检测指令中重复使用同一个地址。 例如:
2、触点信号边沿检测指令(地址边沿检测指令) (1)地址上升沿检测指令
2、在8号站的右转动有两个按钮:用于起动的SB1和 用于停止的SB2。控制8号站的左转动也有两个按钮: 用于启动的SB3和用于停止的SB4。要求按下相应按 钮可以实现正反转. 3、当8站辊床上的物件当转动时碰到相应的接近开 关时,停止转动。
其中:6B1(32), 6B2(33), M6电机:KM5(91): 8站辊床右转
其中6B1(32),6B2(33),6B3(34),6B4(35) KM5(91):8站辊床辊轮右转 KM6(92): 8站辊床辊轮左 转 KM7(93): 8站辊床逆时针转 KM8(94): 8站辊床顺时针 转
练习:
1、两台电机同时启动,顺序停止(1号电机停止后2
号才可以停止)
2、两台电机顺序启动,同时停止(1号电机启动后2
号才可以启动)
3、两台电机顺序启动,顺序停止
用PLC实现2台电动机的顺序控制,每台电动机都有自己 的起停按钮,但必须按照顺序起动,即第一台电动机起动 后,第二台电动机才允许起动。停止时要求也按顺序停止 ,即第二台电机停止以后,第一台电机才停止。
同时起动顺序停止
顺序起动同时停止
顺序启动,顺序停止
➢指令格式:
➢作用:检测指定地址位<地址1>是否有上升沿发生。 <地址2>是边沿存储位,是用于保存<地址1>的旧状态 以 便进行状态比较。 ➢注意:地址边沿检测指令是在逻辑位为“1”时执行的。
(1)地址下降沿检测指令 ➢指令格式:
➢作用:检测指定地址位<地址1>是否有下降沿发生。 <地址2>是边沿存储位,是用于保存<地址1>的旧状态 以 便进行状态比较。 ➢注意:地址边沿检测指令是在逻辑位为“1”时执行的。
练习
当SB1按下时1号电机通过传送带运送工件 正向运行,当工件进入光电开关SA1的范 围时,2号电机启动。当工件离开SA1的范 围时,2号电机停止。传送带继续运行,停 止开关按下时传送带停止运行。
【例】边沿检测指令的应用——传送带运动方向检测。 在如图所示的传送带一侧装配有两个反射式光电传感器( PEB1和PEB2)(安装距离小于包裹的长度),设计用于检 测包裹在传送带上的移动方向,并用方向指示灯L1和L2指示 。其中光电传感器触点为常开触点,当检测到物体时动作 (闭合)。
(一)单相电容式交流电机
2、结构:三相感应电动机相似 ,包括定子和转子两大部分。转 子结构都是笼型的,定子铁心由硅钢片叠压而成。定子铁心上嵌 有定子绕组。
3、工作原理
(1)单相感应电动机正常工作时,一般只需 要单相绕组即可,但单相绕组通以单相交流电 时产生的磁场是脉动磁场,单相运行的电动机 没有起动转矩。
现
逻
辑 “与非”运算。
指令格式
示例
3.逻辑 “或”指令
逻辑 “或”指令使用的操作数可以是:I、Q、M、L、D、 T、C。有2种指令形式(STL和FBD),用LAD也可以实现
逻 辑 “或”运算。
指令格式
示例
4.逻辑 “或非”指令
逻辑 “或非”指令使用的操作数可以是:I、Q、M、L、
D、T、C。有2种指令形式(STL和FBD),用LAD也可以实
【例】
端子连接图
地址分配表
练习: 基本逻辑操作指令
电机的逻辑控制实训:
4、按下复位SB1按钮, 8号转台站回到初始置。 8 号转台站的初始位置为(左上转台)与自动线实训装 置平行。当8号站的6B2 检测到有滑橇时,滑撬进入 8号站。当滑撬完全进入后,8号站顺时针转动到位 后停止。按下停止按钮SB2,则转台站停止输送
项目三 转台站控制系统
院系:机电工程学院 专业:自动化 姓名:
电感传感器 电感传感器
输送辊床 滚轮
输送辊床 交流电机
导轨
【项目功能】
1、掌握S7-300PLC位逻辑指令。 2、利用位逻辑指令构建转台站控制系统
【项目知识点和技能点】
1、 S7-300PLC位逻辑指令及应用。 2、会操作汽车自动线设备的转台站 3、具有转台站控制系统的构建、接线、编程、 下载、调试的技能。
常开和常闭触点,传感器和符号
过程
PLC程序中的解释
传感器 是 ...
传感器 是 ...
常开 触点
动作
不动作
常闭 触点
动作
不动作
输入端 有电压 吗?
有 无
无
有
输入端 的信号 状态
检查信号状态“1”
符号 / 指令
检查 结果
检查信号状态“0”
符号 / 指令
检查 结果
1
LAD:
Yes
LAD:
No
1
0
常开触点
练习:
1、一台电动机实现两地控制(即远程和本地都 可以实现停止和启动)
2、一台电动机必须用双手按钮启动,停止按钮 和急停按钮都可以使它停止运动
3、行程控制(当生产机械的运动部件到达预定 的位置时压下行程开关的触杆,使电动机停止运 行) 4、正反转控制
5和 程、S开控B关R制的A要控或求制B:时下机就可械停以工止前作运进台行和在,后启当退动工,按作当钮台碰S运到B行F行 到任意一个位置停止按钮SB1按下工作台停 止工作。
1、RLO边沿检测指令 (1)RLO上升沿检测指令
➢指令格式: 说明:<地址>位为边沿存储器,作用是存储 该点前一个扫描周期的状态,以便进行比较。
➢作用:上升沿检测指令是检测逻辑位从“0”到“1” 的变化。如果逻辑位有上升沿变化,则逻辑检测结果为 “1”,否则为“0”。
例如:
(2)RLO下降沿检测指令 ➢指令格式:
2、指示灯亮后,主持人按下复位键SB0后指示灯熄灭 。
(四)RS和SR触发器
1、RS触发器指令格式: ➢RS触发器的逻辑关系:
RS触发器又称置位优先型触发器
2、SR触发器指令格式: ➢SR触发器的逻辑关系:
SR触发器又称复位优先型触发器
(五)跳变沿检测指令 RLO边沿检测指令 触点信号边沿检测指令
KM6(92): 8站辊床左转
(三)置位和复位指令
1、复位指令 ➢指令格式: ➢作用:若RLO位为1,则复位指令将指定地址状态清0;
若RLO位为0,则复位指令对指定地址状态没有影响。
当I1.1位动作且I1.2位未动作时,则RLO为1,对Q2.0 位复位并保持。
2、置位指令 ➢指令格式: ➢作用:若RLO位为1,则置位指令将指定地址状态置1; 若RLO位为0,则置位指令对指定地址状态没有影响。
1.逻辑“与” 指令
逻辑“与” 指令使用的操作数可以是:I、Q、M、L、D、
T、C。有2种指令形式(STL和FBD),用LAD也可以实现
逻
辑
“与” 运算。
指令格式
示例
2.逻辑 “与非”指令
逻辑 “与非”指令使用的操作数可以是:I、Q、M、L、
D、T、C。有2种指令形式(STL和FBD),用LAD也可以实
I1.0
&
I1.1
Q 4.0
....... I1.0 ....... I1.1 ....... Q 4.0
I1.0
&
I1.1
Q 4.0
....... I1.0 ....... I1.1 ....... Q 4.0
(二) 基本逻辑指令
基本逻辑指令包括:
➢“与”指令 ➢“与非”指令 ➢“或”指令 ➢“或非”指令 ➢“异或”指令 ➢“异或非”指令 ➢逻辑块的操作 ➢信号流取反指令
Q 4.0
I11.1.1
I11.0.0
可编程控制器
Q 4.0
I11.1.1
I11.0.0