Powerlink在分布式伺服驱动中的应用设计

将Powerlink主站和从站移植到FPGA上,应用于伺服驱动器中,构建分布式控制系统,能充分发挥Powerlink技术的高实时性、高可靠性特点,在较大的运动控制系统中实现较高的速度和精度控制。设计中使用常用硬件结构和开源总线技术,能够较好地控制成本并具有较短的研发周期。     

基于PC-based SSCNET总线的多轴运动控制系统研究

介绍了引入SSCNET总线技术的一种新型多轴运动控制技术,对其在实际应用中的软硬件设计、多种运动方式的具体实现和如何提高系统的运动精度作了详细论述。     

Powerlink实时以太网总线在多轴数控系统中的应用

在分析数控系统在多轴控制方面特点的基础上,介绍了Powerlink在多轴数控系统中的应用优势,最后给出了利用Powerlink搭建数控系统多轴控制的网络配置方案。     

基于运动控制卡的伺服控制系统开发研究

采用固高GE-400-SV—PCI运动控制卡构建“PC＋运动控制卡”型开放式数控平台,研究其在伺服控制系统中的应用。利用Visual C＋＋提供的MFC作为工具进行二次开发。通过调用运动控制卡提供的运动函数库设计伺服控制系统软件。同时给出编程实例。     

基于RTOS的多轴运动控制系统研究

设计了一种基于RTOS（嵌入式实时操作系统）的步进电机多轴运动控制开发平台。系统由ARM微处理器与现场可编程控制器FPGA共同组成,ARM端的开发基于嵌入式实时操作系统μCOS-II进行,配置灵活,开发周期短,且便于后期维护。步进电机多轴运动插补算法采用了基于虚拟长轴的数字积分插补DDA算法,具体算法实现由FPGA完成。通过EDA软件仿真得出的结果表明系统达到设计要求。该系统成本低,可适用于多种场合。     

自动化弯管机多轴运动控制系统设计研究

随着“中国制造2025”国家战略的实施,传统制造业转型升级的速度正在逐步加快,高精度、高速度、柔性化、网络化已成为现代数控技术的主要发展方向。自动化弯管机多轴运动控制系统在高端制造装备中被广泛采用。为实现高精度的多轴控制并有效协调各轴运动过程的发展目标,加强对自动化弯管机多轴运动控制系统的设计势在必行。该研究以自动化弯管机控制系统硬件设计、软件设计、多轴伺服同步协调控制为核心对自动化弯管机系统进行升级改造,同时以自动化弯管机机械控制系统为基础,采用ESTUN运动控制器+MCGS触摸屏的硬件配置,在VTB集成编程环境下,实现基于CANopen总线的多轴交流伺服系统控制,为实现弯管C轴与送料Y轴在弯管工序下的同步协调运动,提出速度主从同步控制与伺服驱动器转矩限制相结合的控制方案,达到弯管时Y轴主动送料与被动送料的自适应调整的前期目标。通过对一款家具座椅骨架的实际弯制加工,成功验证本自动化弯管机控制系统的功能实现性和工作可靠性,从而达到全自动、高可靠性、低成本的设计目标,以期为现代化工业制造行业提供参考借鉴。     

基于多轴运动控制器的颗粒中药取药系统的研究

应用GT-400-SG多轴运动控制器，建立了基于机械手的颗粒中药取药控制系统，简述了颗粒中药取药系统的工作过程及硬件组成，研究分析了运动控制器的位置控制过程并对软件设计方法进行了介绍。     

基于多轴运动控制器的开放式数控系统研究

本文首先简单介绍了运动控制器及其在数控系统应用中的特点,而后分析了TMS320LF2407A用于多轴运动控制器设计的优势,并给出了多轴运动控制器的系统设计.最后分析了其良好的发展前景.     

基于运动控制卡的多轴联动控制系统设计

基于PC机和运动控制卡的主从式控制结构,开发了一种面向多任务请求的多轴联动控制系统。详细介绍了系统硬件架构。借助VS集成开发环境,开发Windows环境下的多轴联动控制系统,并实现了多轴联动的任意轨迹插补运动,验证了该系统的可靠性和稳定性。     

多线程技术在多轴运动控制中的应用

本文介绍了实现多轴运动控制的多线程控制技术。在系统软件设计中采用模块化的设计,通过多线程技术实现各个功能模块,各线程做到分工协作,各线程间用互斥量等方法进行同步。整个控制系统具有开放性、互换性和可扩展性,符合当前计算机运动控制系统的发展方向。     

基于Machinekit的多轴控制器设计

针对传统多轴控制器的结构、扩展性和实时性存在的问题,对实时Linux操作系统、Machinekit控制软件以及Ether CAT协议等方面进行了研究,对Machinekit控制软件构成进行了介绍,对实时Linux操作系统的选取原因进行了阐述,对多轴控制器的结构、实时性和稳定性进行了分析,在保证多轴控制器实时性和稳定性的前提下,提出了一种基于Xenomai和Machinekit的多轴控制器软件架构,并将实时以太网Ether CAT协议作为传输协议应用到控制器中,利用系统对伺服轴的控制进行了功能验证以及利用wireshark捕捉控制报文来对系统的实时性进行了分析测试。研究结果表明,基于Machinekit和Ether CAT的多轴控制器能够完成对多轴的基本控制工作。     

多轴运动控制器的设计

本文提出了一套基于DSP内核的运动控制器的设计方案。该运动控制器是步进电机的下位控制单元，它与PC机构成主从式控制结构，之间通过USB总线进行连接。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工作，运动控制器完成运动控制的所有细节。     

基于实时以太网的高性能多轴数控系统

针对传统数控系统依赖附加硬件和落后通信方式,存在信息处理和信息交换瓶颈,不能满足数控加工向高速高精度发展的需求这一突出问题,提出基于实时以太网NCNet的新一代网络化数控系统体系结构,并对基于该结构的新型高性能多轴数控系统进行了深入研究,重点突破了多核SMP/ASMP、超高频插补、无卡多轴联动控制、同频同步信息交换、高精度多轴同步运动等关键问题.在此基础上开发了实际系统,并在国产数控机床上进行了应用.应用结果表明,所提出的新体系结构具有显著技术经济优势,据此开发的实际系统运行可靠,具有良好的应用前景.     

Anisotropic force ellipsoid based multi-axis motion optimization of machine tools

The existing research of the motion optimization of multi-axis machine tools is mainly based on geometric and kinematic constraints, which aim at obtaining minimum-time trajectories and finding obstacle-free paths. In motion optimization, the stiffness characteristics of the whole machining system, including machine tool and cutter, are not considered. The paper presents a new method to establish a general stiffness model of multi-axis machining system. An analytical stiffness model is established by Jacobi and point transformation matrix method. Based on the stiffness model, feed-direction stiffness index is calculated by the intersection of force ellipsoid and the cutting feed direction at the cutter tip. The stiffness index can help analyze the stiffness performance of the whole machining system in the available workspace. Based on the analysis of the stiffness performance, multi-axis motion optimization along tool paths is accomplished by mixed programming using Matlab and Visual C++. The effectiveness of the motion optimization method is verified by the experimental research about the machining performance of a 7-axis 5-linkage machine tool. The proposed research showed that machining stability and production efficiency can be improved by multi-axis motion optimization based on the anisotropic force ellipsoid of the whole machining system.     

内模控制器在随动系统设计中的应用

对直流随动系统加内模控制器，通过状态空间法确定了系统对应的参数，经过理论分析后，对系统加单位阶跃、单位斜坡输入、改变系统参数等仿真，得到了良好的效果。     

多轴运动控制器研制及其在机械手上的应用

针对数控机床、机械手等系统的发展需要,设计了基于DSP的开放式运动控制器.控制器通过PCI总线与上位机通信,采用DSP和CPLD完成了运动控制功能,实现了机械手关节运动的伺服控制.考虑机械手的动力学特性,设计了单神经元自适应PID控制器,在开放式控制平台上实现了机械手的精确轨迹跟踪.试验结果表明,该系统具有良好的开放性...     

光电跟踪系统自抗扰伺服控制器的设计

考虑系统扰动对光电跟踪伺服系统精度的影响,提出了采用自抗扰的控制方案,并分析了实现自抗扰的工作原理。对某型光电跟踪系统进行了结构分析,将目标运动速度视为外部扰动,系统内部参数摄动视为内部扰动,采用扩张状态观测器从系统响应的输入、输出信号中估计出扰动,并进一步用跟踪微分器提取扰动的一阶导数来提高对扰动的估计精度,以最大程度地补偿扰动。实验结果表明,在载体扰动下,跟踪最大角速度为40mrad/s,最大角加速度为8mrad/s2,机动目标的误差0.1mrad,且响应速度快,超调10%。该方案结构简单,控制鲁棒性强;无需额外的传感器对目标运动进行测量、滤波和预测,即可有效提高系统高精度捕获、跟踪快速机动目标的能力。     

基于LabVIEW监控的伺服运动模式研究

研究伺服运动日常控制模式中最常用的点动、固定步长、扫描3种模式,并总结其规律性。同时运用LabVIEW这种先进的测控软件实现对运动的监控。控制模块简化了控制设计流程,同时还实现了远程网络多轴运动控制。多个项目的移植测试结果表明,该文分析和建立的3种独立的伺服运动模块可以在单轴运动控制中采用,也可以在多轴运动控制系统中采用。而基于LabVIEW软件的可视化界面能够运用VI动态调用的方式,提供给其他VI设计。     

基于单片机的随动控制系统设计

介绍了以51单片机为控制核心的数字式随动控制系统的硬件组成及软件设计。整个系统为一个三闭环的复杂多功能控制系统。其中两个模拟内环为电流环和速度环，数字外环（位置环）采用三只高精度的14位绝对式轴角编码器作为角位移传感器。该系统具有结构简单，接口功能强大，通用性强等特点，可广泛应用于负载较大的机电设备的伺服控制中。     

Development of FPGA Based NURBS Interpolator and Motion Controller with Multiprocessor Technique

The high-speed computational performance is gained at the cost of huge hardware resource,which restricts the application of high-accuracy algorithms because of the limited hardware cost in practical use.To solve the problem,a novel method for designing the field programmable gate array(FPGA)-based non-uniform rational B-spline(NURBS) interpolator and motion controller,which adopts the embedded multiprocessor technique,is proposed in this study.The hardware and software design for the multiprocessor,one of which is for NURBS interpolation and the other for position servo control,is presented.Performance analysis and experiments on an X-Y table are carried out,hardware cost as well as consuming time for interpolation and motion control is compared with the existing methods.The experimental and comparing results indicate that,compared with the existing methods,the proposed method can reduce the hardware cost by 97.5% using higher-accuracy interpolation algorithm within the period of 0.5 ms.A method which ensures the real-time performance and interpolation accuracy,and reduces the hardware cost significantly is proposed,and it’s practical in the use of industrial application.