运动控制新技术及其应用

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脑电信号分析技术在运动控制中的应用

脑电信号分析技术在运动控制中的应用

脑电信号分析技术在运动控制中的应用随着现代科技的不断进步,人类对大脑的认知也越来越深刻。

脑电信号分析技术就是其中之一,其在医疗、心理学、神经学等领域的应用十分广泛。

在运动控制中,脑电信号分析技术也得到了越来越广泛的应用。

脑电信号(EEG)是记录大脑内神经元活动的电信号。

将脑电信号分析技术应用于运动控制中,可以实现直接从人脑中获取控制信号,达到对机器进行运动控制的目的。

目前脑电信号分析技术已经被广泛应用于人机交互、康复医疗、机器人、虚拟现实等领域。

一项研究表明,将脑电信号分析技术应用于手臂机器人控制中,可以实现精确的控制,有效地帮助残疾人重建运动能力。

研究人员利用脑电信号将“想象的手臂运动”转化成机器人的动作,从而实现手臂运动的控制。

这项研究为机器人康复医疗领域带来了新的思路。

除此之外,脑电信号分析技术在运动控制中还可以实现诸如大脑直接控制麻痹肢体等操作。

在此技术的支持下,患者只需想象控制肢体运动,肢体便可以实现诸如缩放、旋转、放松等复杂的运动,这些运动使用传统的控制方法是无法实现的。

另外,脑电信号分析技术还可以结合虚拟现实技术,实现更加真实、完整的运动控制体验。

例如,研究人员利用脑电信号分析技术,在虚拟现实环境中实现了头部姿态和方向的控制,使用户可以通过想象的方式进行飞行和探索。

在控制方面,脑电信号分析技术也可以实现对机器人的精确控制。

例如,使用脑电信号可以实现对轮椅的掌控,从而提高残疾人的生活质量。

使用脑电信号还可以使机器人在人类的工作场所进行协作,帮助人类完成琐碎、重复且危险的工作。

在未来,脑电信号分析技术的应用前景十分广阔,尤其在医疗领域。

例如,患有中风、帕金森或脑损伤的患者可以通过脑电信号控制智能假肢,可大大提高其自理能力和生活质量。

使用脑电信号还可以在压力环境下对军事装备和战斗机进行操作,从而提高整体的作战能力和战争制胜力。

在一些经由思考对事件作出反应的应用中,使用EEG技术是一个有价值的辅助工具,它利用脑电波在大脑中的行程发射的思维活动来解析某人在思考过程中的想法。

运动控制技术在机器人领域中的应用

运动控制技术在机器人领域中的应用

运动控制技术在机器人领域中的应用第一章:引言随着科技的快速发展,机器人已经在我们的生活中扮演越来越重要的角色。

从简单的工业机器人到复杂的人工智能机器人,它们都离不开一个核心技术,即运动控制技术。

运动控制技术是机器人能够实现精准的运动和操作的关键,本文将探讨运动控制技术在机器人领域中的应用。

第二章:机器人的运动控制技术分类机器人的运动控制技术可以分为两类:开环控制和闭环控制。

开环控制是指通过预先设定的命令来控制机器人的运动,而不考虑实际的反馈信息。

闭环控制则是基于实时的反馈信息来调整机器人的运动。

两种控制方式各有优劣,根据机器人的不同应用场景,选择合适的控制方式是至关重要的。

第三章:运动控制技术在工业机器人中的应用工业机器人是最早应用运动控制技术的机器人之一。

通过精确的运动控制,工业机器人可以完成各种重复性的任务,如焊接、装配、搬运等。

运动控制技术可以实现机器人的高速度、高精度和高稳定性,提高生产效率和产品质量。

第四章:运动控制技术在服务机器人中的应用随着人工智能技术的发展,服务机器人逐渐进入人们的日常生活。

运动控制技术在服务机器人中起到了至关重要的作用。

例如,在餐厅中,服务机器人需要准确地、平稳地搬运食物;在医院中,服务机器人需要精细地控制自己的手臂来给病人提供照顾;在家庭中,服务机器人需要能够准确地感知环境,避免与人或物发生碰撞。

运动控制技术的应用使得服务机器人能够更好地适应不同的使用场景并且提供更好的服务。

第五章:运动控制技术在智能制造中的应用智能制造是未来工业的发展方向,而运动控制技术是实现智能制造的关键。

智能制造需要机器人能够根据实时的工况信息来调整自己的运动以及与其他机器人协同工作。

运动控制技术可以实现机器人的自主导航、路径规划和动作协调,提高生产线的柔性化和自适应性。

第六章:运动控制技术在医疗机器人中的应用医疗机器人是一种融合了机器人技术和医疗技术的新型设备。

运动控制技术在医疗机器人中的应用使得手术更加精准和安全。

关于运动控制器及其应用的探讨

关于运动控制器及其应用的探讨

运动 控制 技 术 随着 计 算机 技术 、 控制 技 可适 用 于 不 同的 场 合 、 足 不 同 的 需 求 ; 满 术和 传感 技术 的发 展 而不 断地 进 步和 完善 , ( ) 作 简 单 易学 , 简单 编 程 就 能 实 2操 经 运 动 控 制 技 术 的 日渐 成 熟 使运 动 控 制 器 在 现 运 动 控 制 ; 工业 自动 化领 域得 到较 广 泛的 应 用 。 来 越 越 ( ) 术 成 熟 , 能 更 强 , 以 实现 多种 3技 功 可
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机械手臂运动控制技术的研究与应用

机械手臂运动控制技术的研究与应用

机械手臂运动控制技术的研究与应用机械手臂是一种能够完成人类操作的机器人,由多个关节组成,能够模拟人类手臂的运动,进行复杂的操作。

机械手臂的运动控制技术是机械手臂实现高精度、高速度、高效率操作的关键技术。

本文将介绍机械手臂运动控制技术的研究现状和应用领域。

一、机械手臂运动控制技术的分类机械手臂运动控制技术可分为位置控制、力控制和速度控制三种类型。

1.位置控制:通过点位解算和轨迹规划实现精确的位置控制,适用于需要精准定位的操作领域,如电子元器件制造、工业装配等。

2.力控制:通过力传感器实时监测机械手臂与工作对象的接触力,控制机械手臂对工作对象的压力大小,适用于需要对接触力进行控制的任务,如精密机械加工、医疗手术等。

3.速度控制:通过控制机械手臂的运动速度,实现与工作对象的同步运动,适用于需要高速灵活运动的场合,如物流分拣、食品包装等。

二、机械手臂运动控制技术的研究现状机械手臂运动控制技术的研究主要围绕以下三个方面展开。

1.机械结构优化机械手臂的结构对其运动控制性能有着决定性的影响。

目前,研究者们致力于探索新的机械结构,以满足更高的运动精度和速度需求。

例如,桥式机床结构的机械臂能够提高机械臂的刚度和稳定性。

2.控制算法研究机械手臂运动控制的核心是控制算法。

目前,基于模糊控制、PID控制、神经网络控制等方法的机械手臂运动控制算法都具有较高的应用价值。

同时,机器学习技术也被应用于机械手臂运动控制,使机械手臂能够自主地学习工作对象的形态、质量等特征,从而更加智能地进行操作。

3.传感器技术应用传感器技术是实现机械手臂运动控制的必备技术之一。

高精度、高灵敏的力传感器、视觉传感器和位置传感器的应用,可以使机械手臂更加精准地执行任务。

三、机械手臂运动控制技术的应用领域机械手臂运动控制技术具有广泛的应用前景,在工业、医疗、物流等领域都有着重要的应用。

1.工业应用在工业生产中,机械手臂可以进行精密装配、包装复合材料等工作。

电机驱动技术在船舶运动控制中的应用

电机驱动技术在船舶运动控制中的应用

电机驱动技术在船舶运动控制中的应用船舶作为一种重要的交通工具,其运动控制是确保航行安全和运输效率的关键。

随着科技的不断发展和进步,电机驱动技术在船舶运动控制中的应用越来越广泛。

本文将重点探讨电机驱动技术在船舶运动控制中的应用,包括电机驱动系统的基本原理、电机类型及其优势、应用案例等。

一、电机驱动系统的基本原理船舶运动控制的基本原理是利用电机驱动系统实现对船舶的动力输出和运动控制。

电机驱动系统由电机、电力电子变换器、控制器等组成。

电机作为核心部件,通过电力电子变换器将电能转换为机械能,再通过控制器对其进行精确控制,从而实现船舶的运动控制。

二、电机类型及其优势1. 直流电机:直流电机具有转速范围广、起动扭矩大、转速调节范围宽等优点,适用于低速高扭矩的工况。

船舶在停靠、靠泊等低速工况下,直流电机能够提供足够的扭矩以保证安全和稳定性。

2. 交流感应电机:交流感应电机具有结构简单、可靠性高、维护成本低等优势,广泛应用于船舶的动力传动系统中。

其适用于中低速运行工况,可满足大多数船舶运动控制的需求。

3. 无刷直流电机:无刷直流电机具有高效率、高功率密度、寿命长等优点,被广泛应用于新能源船舶等领域。

其在船舶运动控制中能够提供高效、可靠的动力输出。

三、电机驱动技术在船舶运动控制中的应用案例1. 船舶推进系统:电机驱动技术广泛应用于船舶推进系统中,通过电机驱动船舶螺旋桨,实现对船舶前进、后退、转向等运动的控制。

这一技术应用使得航行更加精确、平稳,提高了船舶的操控性和运输效率。

2. 船舶平衡系统:电机驱动技术在船舶平衡系统中起到关键作用。

例如,通过对电机的精确控制,可以实现对船舶的倾斜、抗浪等运动的平衡控制,使船舶在恶劣海况下保持稳定,保护货物和乘客的安全。

3. 载重船舶卸货系统:电机驱动技术在载重船舶卸货系统中应用广泛。

通过电机驱动卸货机械臂、输送带等设备,实现对货物的自动卸载和运输,提高了卸货效率和操作安全性。

4. 船舶辅助设备控制:电机驱动技术还广泛应用于船舶辅助设备控制中,如发电机组、压缩机、泵等设备。

运动控制器论文

运动控制器论文

运动控制器研究1、运动控制技术及应用领域运动控制系统是一种以电力电子功率变换装置为执行机构,以电机为控制对象,通过对电机转矩、转速和转角的控制以实现预期运动轨迹目标的电气传动控制系统。

随着电机驱动技术、电力电子技术、微处理器技术以及机电一体化技术的不断发展,在20世纪90年代初,开始了对运动控制技术的研究。

运动控制技术是一个多学科交叉的研究领域,它主要以含有快速电机运动的执行机构为基础。

结合现代电力电子技术、控制理论与技术、计算机技术、传感器技术等进行全新的控制系统的设计,以达到运动控制所要求的高速、高精度的要求。

运动控制技术在国民经济和国防建设中所起的作用及其应用的范围越来越大。

归纳起来主要有以下几方面的应用。

(1)加工机械:数控机床、加工中心、激光切割机、磨床、冲压机等。

(2)机器人:焊接机器人、装配机器人、搬运机器人、喷涂机器人、农业机器人、空间机器人等。

(3)半导体制造与测试:自动晶圆传递、卡带操作、电路板路径器、集成电路插装、晶圆切片机等。

(4)制造业与自动组装线:粘接分配器、绕线机、纤维光电子学玻璃推进器、高速标签印刷机、芯片组装等。

(5)航空宇宙:天线定位器、相机控制、激光跟踪装置、天文望远镜等。

(6)测试与测量:坐标检测、齿轮检测、键盘测试器、进给部分检测器、印刷电路板测试等。

(7)医疗设备:cat扫描仪、dna测试、交测量测试器、ct机、人工心脏等。

(8)材料处理设备:纸板箱升降机、装设运转带驱动器、核反应棒移动器、包装系统、食品加工机等。

2、运动控制器现状及各种实现方案运动控制器是指以中央逻辑控制单元为核心,以传感器为信号敏感元件,以电机、动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置。

它的主要任务是根据作业的要求和传感器件的信号进行必要的逻辑,数学运算,为电机或其它动力和执行装置提供正确的控制信号。

目前,运动控制器已发展成为运动控制系统中一个独立的标准部件,形成了国内外多种品牌的产品,已被越来越多的产业领域接收,并且已经达到一个引人瞩目的市场规模。

先进运动控制策略及运动控制新技术

先进运动控制策略及运动控制新技术

先进运动控制策略及运动控制新技术摘要:国民经济部门发展中运动控制发挥重要作用。

上世纪80年代后,运动控制领域不断变换,很多新的控制策略与技术逐渐在各工程中被应用。

自半导体技术不断发展,半导体设备日渐复杂,因此,有必要对复杂设备进行合理控制,就复杂设备运动控制系统而言,本文介绍几种控制法,这些控制方式以及实现方法可以有效增加对复杂设备的控制能力,从而提升复杂设备各个部件的工作协同能力,从而提升设备的整体工作效率。

关键词:运动控制;先进策略;新技术1.引言自动控制理论辅助下,运动控制系统研究中,研究对象多为电动机,将控制器当做关键设备,执行器为电力电子功率转换设备。

实际操作期间应合理控制电机转矩、转速、角度等情况,便于完成电能的转化,便于满足移动机械方面要求。

现代运动控制系统具有下面几种特征:结构模块、标准化;施工系统快速、灵活;系统开发、维护、升级过程操作简单,所需成本相对较低。

现阶段运动控制技术逐渐向以下几方面发展:基于PC的灵活性和开放性。

运动控制制造商相继推出系列PC新型运动控制产品。

运动控制系统具备如下性能:动态响应及时,稳态追踪精度高,行为鲁棒性。

上述指标作为整体,便于实现运动控制系统。

现阶段,数控加工中高性能运动控制技术应用仍面临很多问题:一,非线性、扰动、参数不定时如何设计控制器;二,怎样动态响应状态监控。

获得运动控制性能不仅要解决技术方面问题,还应看重如何应用新型控制策略。

二、运动控制中的先进控制策略运动控制系统具备如下性能:A.精度跟踪稳定;B.动态响应及时准确;C.系统参数具有鲁棒性。

就运动控制系统而言,其离不开执行器、测量装置、控制策略设计完成。

一直以来,智能仪表、快速执行器、新型控制策略逐渐被应用到提升受控系统稳态精度,缩减执行器体积,减轻能量损失,提升控制性能等方面。

但上述内容当中,智能仪表、新型执行机构仅可以简化运动控制装置。

唯有设计并使用最新控制策略,方能解决非线性问题,最终实现高性能目标。

变频器在运动控制中的应用

变频器在运动控制中的应用

变频器在运动控制中的应用随着工业化进程的加快和科技的不断进步,电气自动化技术得到了广泛的应用,其中变频器作为一种新型的电力控制设备,其在运动控制领域中的应用越来越受到人们的关注和重视。

一、变频器的概念及基本原理变频器是一种可以通过改变电机输入电压的频率来控制电机转速的电气设备,基本原理是将交流电转换为直流电,再将直流电经过逆变器转换为可变电压、可变频率的交流电,从而实现电机的无级调速。

二、1.节能减排随着现代工业的高速发展,电机作为最基本的动力设备之一,其耗电量占整个工业用电的比重非常大。

而传统的电机调速方式是通过旁路调节方式,即采用调节电机的输入电压、电流的方法来实现调速,这种方式在降低电机转速的同时,也会导致电机的效率降低,且大功率的旁路电流也会带来很高的能量损耗,造成不必要的浪费。

而变频器采用的是通过改变电源频率来实现电机转速调整的方式,可以避免旁路电流的出现,从而能够降低电机的耗能量和热损失,达到节约能源、降低碳排放的目的。

2.精确控制变频器具有灵活性高、精度高等特点,可以在最小的误差下实现精确控制。

在现代制造业中,如自动化生产线、机器人生产线等高要求的工业制造环境中,变频器作为高性能运动控制设备,能够精准地控制电机的转速、扭矩、定位等动态参数,从而保证生产线在高效、精准、稳定的状态下运行。

3.运行平稳变频器采用的是电气控制方式,不像传统的机械调速方式需要使用机械调节元件,从而避免了机械传动的摆动和共振。

同时,在电机启动和停机的时候,变频器能够对电机进行软启动和软停机的控制,有效地避免了过电流、过负荷等问题,从而保证了电机的运行平稳性和稳定性。

三、变频器未来发展趋势随着电气自动化技术的不断发展和市场对高效节能的需求增加,变频器技术也在不断的进步和创新。

未来,变频器将逐步实现数字化、网络化、智能化等高附加值技术的应用,通过结合机器人、传感器、云计算等技术手段,实现对运动控制的自动化和智能化,从而推动工业4.0时代的到来。

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运动控制的发展,前景,及其应用运动控制技术的产生与发展现状早期的运动控制技术主要是伴随着数控技术(CNC)、机器人技术(Robotics)和工厂自动化技术的发展而发展的。

最初的运动控制器实际上是可以独立运行的专用控制器,往往无需另外的处理器和操作系统支持,可以独立完成运动控制功能、工艺技术要求的其他功能和人机交互功能。

这类控制器可以成为独立运行(Stand-alone)的运动控制器,主要针对专门的数控机械和其他自动化设备而设计,往往已根据应用行业的工艺要求设计了功能,用户只需要按照其协议要求编写应用加工代码文件,利用RS232或者DNC方式传输到控制器,控制器即可完成相关的动作。

但这类控制器往往不能离开其特定的工艺要求而跨行业应用,控制器的开放性仅仅依赖于控制器的加工代码协议,用户不能根据应用要求而重组自己的运动控制系统。

通用运动控制器的发展成为市场的必然需求。

1987年,美国政府组织开放式运动控制系统的研究,即下一代控制器(NGC)研究计划。

该计划首先提出了开放体系结构控制器的概念,制定了/开放系统体系结构标准规格(OSACA)0。

自1996年开始,美国几个大的科研机构对NGC计划分别发表了相应的研究成果,如美国国际标准研究院研制的/增强型机床控制器(EMC)0。

美国通用、福特和克莱斯勒三大汽车公司研制的/开放式、模块化体系结构控制器(OMAC)0,其目的是用更加开放、更加模块化的控制结构使制造系统更加柔性、更加敏捷。

近年来,随着运动控制技术的不断进步和完善,运动控制器作为一个独立的工业自动化控制类产品,已经被越来越多的产业领域接受,并且已经达到一个引人瞩目的市场规模。

我国在运动控制器产品开发方面相对滞后, 1999年固高科技有限公司开始开发、生产开放式运动控制器,随后,国内又有其他几家公司进入该领域,但实际上,其大多是在国内推广国外生产的运动控制器产品,真正进行自主开发的公司较少。

本文主要介绍了全闭环交流伺服驱动技术(Full Closed AC Servo)、直线电机驱动技术(Linear Motor Driving)、可编程序计算机控制器(Programmable Computer Controller,PCC)和运动控制卡(Motion Controlling Board)等几项具有代表性的新技术。

1 全闭环交流伺服驱动技术在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中,交流伺服系统的应用越来越广泛,其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流,而且调试、使用十分简单,因而被受青睐。

这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP),可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样,在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统,并充分发挥DSP的高速运算能力,自动完成整个伺服系统的增益调节,甚至可以跟踪负载变化,实时调节系统增益;有的驱动器还具有快速傅立叶变换(FFT)的功能,测算出设备的机械共振点,并通过陷波滤波方式消除机械共振。

一般情况下,这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式,即伺服电机上的编码器反馈既作速度环,也作位置环。

这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。

为了获得更高的控制精度,应在最终的运动部分安装高精度的检测元件(如光栅尺、光电编码器等),即实现全闭环控制。

比较传统的全闭环控制方法是:伺服系统只接受速度指令,完成速度环的控制,位置环的控制由上位控制器来完成(大多数全闭环的机床数控系统就是这样)。

这样大大增加了上位控制器的难度,也限制了伺服系统的推广。

目前,国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统,使得高精度自动化设备的实现更为容易。

该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷,伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等),作为位置环,而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。

这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙(如齿轮间隙、丝杠间隙等),补偿机械传动件的制造误差(如丝杠螺距误差等),实现真正的全闭环位置控制功能,获得较高的定位精度。

而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成,无需增加上位控制器的负担,因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中,开始采用这种伺服系统。

2 直线电机驱动技术直线电机在机床进给伺服系统中的应用,近几年来已在世界机床行业得到重视,并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。

在机床进给系统中,采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台(拖板)之间的机械传动环节,把机床进给传动链的长度缩短为零,因而这种传动方式又被称为"零传动"。

正是由于这种"零传动"方式,带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。

(1)高速响应。

由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件(如丝杠等),使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高,反应异常灵敏快捷。

(2)精度。

直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差,减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。

通过直线位置检测反馈控制,即可大大提高机床的定位精度。

(3)动刚度高。

由于"直接驱动",避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象,同时也提高了其传动刚度。

(4)速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车(时速可达500Km/h),所以用在机床进给驱动中,要满足其超高速切削的最大进个速度(要求达60~100M/min或更高)当然是没有问题的。

也由于上述"零传动"的高速响应性,使其加减速过程大大缩短。

以实现起动时瞬间达到高速,高速运行时又能瞬间准停。

可获得较高的加速度,一般可达2~10g(g=9.8m/s2),而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1~0.5g。

(5)行程长度不受限制。

在导轨上通过串联直线电机,就可以无限延长其行程长度。

(6)运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦,且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨(无机械接触),其运动时噪音将大大降低。

(7)效率高由于无中间传动环节,消除了机械摩擦时的能量损耗,传动效率大大提高。

直线传动电机的发展也越来越快,在运动控制行业中倍受重视。

在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品,其中美国科尔摩根公司(Kollmorgen)的 PLATINNM DDL系列直线电机和SERVOSTAR CD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统,它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动;德国西门子公司、日本三井精机公司、台湾上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。

3 可编程计算机控制器技术自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器(Programming Logical Controller,PLC)问世以来,PLC控制技术已走过了30年的发展历程,尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展,它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。

可编程计算机控制器(PCC)就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器。

与传统的PLC相比较,PCC 最大的特点在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。

传统的PLC大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集与刷新。

这样处理方式直接导致了PLC的"控制速度"依赖于应用程序的大小,这一结果无疑是同I/O通道中高实时性的控制要求相违背的。

PCC的系统软件完美地解决了这一问题,它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台,这样应用程序的运行周期则与程序长短无关,而是由操作系统的循环周期决定。

由此,它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来,满足了实时控制的要求。

当然,这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下,按照用户的实际要求,任意修改。

基于这样的操作系统,PCC的应用程序由多任务模块构成,给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。

因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求,如运动控制、数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等,分别编制出控制程序模块(任务),这些模块既独立运行,数据间又保持一定的相互关联,这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后,可一同下载至PCC的CPU中,在多任务操作系统的调度管理下并行运行,共同实现项目的控制要求。

PCC在工业控制中强大的功能优势,体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS(分布式工业控制系统)技术互相融合的发展潮流,虽然这还是一项较为年轻的技术,但在其越来越多的应用领域中,它正日益显示出不可低估的发展潜力。

4 运动控制卡运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制单元。

它的出现主要是因为:(1)为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求;(2)在各种工业设备(如包装机械、印刷机械等)、国防装备(如跟踪定位系统等)、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中,急需一个运动控制模块的硬件平台;(3)PC机在各种工业现场的广泛应用,也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。

运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心,大多用于控制步进电机或伺服电机。

一般地,运动控制卡与PC机构成主从式控制结构:PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作(例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等);控制卡完成运动控制的所有细节(包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等)。

运动控制卡都配有开放的函数库供用户在DOS或Windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。

因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。

这种运动控制模式在国外自动化设备的控制系统中比较流行,运动控制卡也形成了一个独立的专门行业,具有代表性的产品有美国的PMAC、PARKER等运动控制卡。

在国内相应的产品也已出现,如成都步进机电有限公司的DMC300系列卡已成功地应用于数控打孔机、汽车部件性能试验台等多种自动化设备上运动控制(Motion Control)起源于早期的伺服控制(Ser-romeChanism)。

简而言之,运动控制就是对机械传动装置的计算机控制,即对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理,使其按照预期的轨迹和规定的运动参数完成相应的动作。

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