基于PMAC的五杆机构控制系统研究

发布时间：2020-07-07 17:03

【摘要】： 受控机构学是随着现代科学的发展,将现代计算机技术、控制技术、传感器技术等先进科学技术与机构学相结合的一门新兴的学科。从上世纪九十年代初有关学者提出了这一机构学的新概念,在短短的十多年时间里,已有了长足的发展。但是,大多数的文献都是从理论上对其进行了探讨,因此,从试验方面对其进行研究迫在眉睫。基于这一想法,本课题初步设计并建成了实现轨迹的受控平面五杆机构试验台,目的是通过试验台的建立来验证理论上的结论,另一方面,也是通过试验来推进理论的发展,为以后的工业应用奠定一定的试验基础。首先,本文介绍了受控五杆机构的机械系统和控制系统结构,阐述了试验台的PID控制参数特性及其意义,并在其PID理论基础上对基于PMAC控制器的五杆机构进行了稳定性分析及调试,总结出了其相应的调试方法。其次对PMAC的PLC程序和运动程序的特点、工作原理作了分析,并对PMAC程序指令方式及程序运行方式进行了运行调试,在PMAC产品自带的原程序基础上进行了实验分析,初步实现了给定轨迹。最后对PMAC的通信方式进行了分析,分析了PMAC与DPR通信的方式,PMAC与主机通信的方式,以及其上位机和下位机通信原理,并根据其通信方式特点利用Visual C++ 6.0对五杆机构控制系统作了开发。根据五杆机构试验台的特性,建立了相应的上位机控制系统。以实现给定轨迹目的,在上位机控制系统中分别建立了相应的轨迹输入系统、机构设置系统、仿真校验系统、程序设定系统和轨迹检验系统,这些系统的建立在很大程度上弥补了PMAC产品提供的原有程序PEWIN的不足,为本试验台创建了良好的轨迹实现平台。此实验台的建立及控制系统的研究为受控五杆机构精确实现给定运动和轨迹提了供实验依据,也为下一步考虑杆件加工误差、弹性变形以及运动副之间的间隙时补偿运动的调整提供依据。另一方面对受控五杆机构的上位机控制程序建立,为智能化实现给定轨迹奠定了基础,也使得PMAC功能得到了进一步的发挥和运用。通过对试验台的试验分析和上位机程序的调试运行,取得了较好的试验结果,从而证明了前期工作的可行性,并为后续工作提供了借鉴意义。
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH112
【图文】：

机械系统,试验台,平面五杆机构

脉冲频率或电压进行加减速控制。在试验台控制系统中，PID 的调节和调节的关键。因此续试验台的设计完成，对其稳定性的分析和调试是实际意义的。械系统确实现给定运动的要求，近几年来对二自由度平面五杆机构的研究日的重视。根据文献[22]中提出的综合方法，已设计完成的五杆机构机示，各设计参数为：1l =100mm，2l =350mm,3l =650mm,4l =600mm,5l =与2l 之间的夹角）。平面五杆机构是由主动件1l 和补偿运动3l 组成的两而使机构能实现任意给定的轨迹。这里1l 是通过交流伺服电机控制，电机控制，4l 为机架,也作为试验平台。5l 杆2l 与固接，通过 P 点来实迹。5l2l3l

插卡,方式

电机反馈的信号来校正输出的速度命令信号，完全的闭环回路提供了系统。验台采用的是半闭环控制方式，在试验中 PMAC 是一个独立的运动控制讯才能完成系统的控制任务。系统中旋转电机采用的是日本安川的∑5ADA，功率 7.5KW，电源输入采用的三相 200V（380V 电压变压而成），。直线电机为英国 Copley motion 公司生产的 TBX 系列中的 3810 型直号为 TBX3810-ES-A4-CD4-TH+TR38-475,其电机伺服驱动器采用的型号系统硬件连接系统中，控制方案种类很多，本试验中，采用 PC 机＋运动控制器方式以 PMAC 控制器系列中的 Turbo PMAC（1）（以下简称 PMAC）型卡作为机采用 Windows 98 系统。核心是 Motorola DSP56001（数字信号处理器），具有 I/O 功能，A/D试验中采用 PMAC 与 ISA 总线通信方式，其插卡方式如图 2.4 所示。

接线图,伺服驱动器,控制系统,功放

FAULTANEA+LIM-LIMAA/BB/功放使能正向限位CC/GND+5V功放出错负向限位TURBOPMAC(1)J8/J9ACC-24PJ7Encoder Motor服器图 2.5 J8 端口接线图:模拟电源输入（提供±12V 直流电压和模道脉冲反馈），DAC（digital to analo位开关＋LIM 和－LIM），放大器使能信号HMFL。试验平台的两个原动件分别由两套及线路连接如图 2.6 所示。

【引证文献】