【摘 要】
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现在,越来越多的制造生产业应用到伺服系统,比如数控机床、航空航天以及机器人等精密高端领域,因此伺服系统成为衡量我国高端技术水平的重要标志之一。传统交流伺服系统中,控制器和驱动器通过通讯来实现数据交互,存在交互时间长、实时性差、抗干扰能力弱等问题,降低了伺服控制效率。为了解决传统伺服系统的缺陷,内嵌式PLC伺服驱动器凭借其开发简单、高性能、响应速度快等优点应运而生。同时,伺服系统中普遍存在机械谐振问题,在伺服刀架系统中,为保证刀架的稳定运行,系统谐振的优化迫在眉睫。
本文课题首先通过伺服电机的数学
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现在,越来越多的制造生产业应用到伺服系统,比如数控机床、航空航天以及机器人等精密高端领域,因此伺服系统成为衡量我国高端技术水平的重要标志之一。传统交流伺服系统中,控制器和驱动器通过通讯来实现数据交互,存在交互时间长、实时性差、抗干扰能力弱等问题,降低了伺服控制效率。为了解决传统伺服系统的缺陷,内嵌式PLC伺服驱动器凭借其开发简单、高性能、响应速度快等优点应运而生。同时,伺服系统中普遍存在机械谐振问题,在伺服刀架系统中,为保证刀架的稳定运行,系统谐振的优化迫在眉睫。
本文课题首先通过伺服电机的数学建模,结合二惯量模型,搭建伺服刀架系统仿真模型,依据控制原理对伺服刀架系统进行谐振现象分析,并设计双T型陷波滤波器对刀架谐振进行优化。其次,基于PLCopen的运动控制标准,通过对运动控制功能块的全面研究,完成运动控制算法固件库。以遵从IEC61131-3标准的eCLR内核为基础,实现内嵌式PLC内核开发。再以开源的操作系统核和通讯协议栈为底层架构基础,实现内嵌式PLC的任务调度和网络通迅。最后,通过一种滑动滤波加减速控制算法的实现,结合运动控制算法固件库,完成内嵌式PLC的运动控制功能。
最终,通过eCLR内核的二次开发,结合操作系统核和通讯协议栈,再基于运动控制固件库,实现驱动器的内嵌式运动控制型PLC系统。基于双T型陷波滤波器,结合实现的运动控制型驱动器,完成伺服刀架实验,并验证了谐振抑制的有效性、加减速算法的平滑性和内嵌式PLC的实用性、先进性。
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