运动控制系统设计 PPT课件

1、课前介绍 并联机构 Stewart 平台 串联机构第1页/共20页第2页/共20页 Hexapod系统（也被称为Stewart平台）配备了特殊的运动控制器，与传统的级联式系统相比具有鲜明的特点。 具体来说，较之级联式动力学系统，并联动力学（PKM）系统具有以下优势：面向简单旋转定位任务的可编程支点；惯量小，高刚度；更好的动态特性；更小的封装尺寸；位置误差不累积，偏心误差小；无移动接线，可重复性和可靠性更好。第3页/共20页第4页/共20页运动模拟台运动模拟台 简要介绍1 1工 控 机PCL1800显 示 器接 口 板控控 制制 机机 柜柜电 机 驱 动 器信 号 隔 离 扳运 动 控 制 器接

2、 口 板电电 机机 控控 制制 柜柜减 速 机绝 对 式 编 码 器交 流 伺 服 电 机台 体摇摇 摆摆 台台 架架摇摆台架电机控制柜电机运行电机运行状态状态命令行操作命令行操作系统状态显示系统状态显示下载文件显示下载文件显示模拟台操作模拟台操作正弦运动正弦运动编码器状态编码器状态模拟台动作模拟台动作点动控制点动控制控制软件第5页/共20页第6页/共20页第7页/共20页电机运行电机运行状态状态命令行操作命令行操作系统状态显示系统状态显示下载文件显示下载文件显示模拟台操作模拟台操作正弦运动正弦运动编码器状态编码器状态模拟台动作模拟台动作点动控制点动控制第8页/共20页设计举例 1) 耦合速率

3、410/ )106 . 1 ()/(214321mLoJJn第9页/共20页2) 电机能力 总的转动惯量)(102/2420mkgJnJJmLv负载摩擦力)(05. 04/2 . 00mNnTTff第10页/共20页2) 电机能力 增加了电机的旋转角度80Lmnv速度计算srad /350第11页/共20页2) 电机能力 峰值力矩NmTJJaTfLmp4 . 005. 0)102(1750)(4第12页/共20页3) 编码器选择 负载位置精度0.1，折算到电机上0.4 转数字 /9004 . 0360v最大分辨率限制在50000数字/s，编码器的分辨率应当限制在s/9000055.550000

4、0数字3600数字/s到90000数字之前选择 1000脉冲/转第13页/共20页第14页/共20页4) 位置传感器的建模 角速度到位置之间的转换：s1v反馈信号C正比于位置：PKC第15页/共20页4) 位置传感器的建模 两通道的增量式编码器 A通道 B通道radNKP/24数字v绝对式编码器，并行的n进制位radKnP/22数字第16页/共20页5）控制器的建模 控制器的功能：闭合位置回路,滤波以及转换输出信号为模拟量形式。 其他功能：位置解码，运动轮廓以及通信。)/(0048. 022012数字Vkd第17页/共20页位置控制模块速度控制单元伺 服 电机 工作台 位置检测测 量 反馈 速度环 速度检测 位置环 闭环进给伺服系统结构 指令 伺服驱动装置第18页/共20页开环和闭环伺服系统 开环伺服系统采用步进电机作为驱动元件，它没有位置反馈回路和速度反馈回路，因此设备投资低，调试维修方便，但精度差，高速扭矩小，被用于中、低档数控机床及普通机床改造。如图为开环伺服系统简图，步进电机转过的角度与指令脉冲个数成正比，其速度