伺服在高精度定位中使用中注意事项 伺服系统是电流、速度、位移的闭环控制实现位置控制的高精度，并且伺服系统的高速性能比较好，电机转速一般能达到2000-3000r/m,抗过载能力比较强，低速运行比较平稳。在此次的设备调试中主要是在伺服的Pt模式下，实现高精度定位。 一：精度的确定 二：电子齿轮比的计算 确定电子齿轮比之前应该先设定脉冲当量即一个脉冲机械的位移量。电子齿轮比的确定可以有两种方法： 1.计算公式： 电子齿轮比*减速比=电机编码器转一圈反馈的脉冲数/（负载转一圈的移动量÷脉冲当量） 例：负载靠A2伺服在减速机(1/25)的作用下随着丝杠移动，丝杠的导程为5MM，如果我们设定以脉冲物体的移动量(脉冲当量)为1UM则： 电子齿轮比*1/25=1280000/(5000um/rem÷1um/pluse) 注：此种方法是在不考虑机械间隙及机械误差的条件下的理想值。 2.实测计算 通过发送脉冲数并测量实际的位移量A，应该走的距离B，实际走的距离扩大或则缩小B/A,就可以将现在的电子齿轮比*B/A就会得出实际的电子齿轮比了。注：此种方法对测量的实际值要求很高，但是我们实际中测量误差肯定是存在的，这种方法也只能适用于对精度要求不是太高的场合 三：伺服定位控制方式 定位的场合主要是使用伺服的位置模式，如果使用脉冲控制的时候选择PT模式，使用命令寄存器通过外部开关或者通讯方式定位的话选择PR模式。 1.PT模式下伺服可以接受的脉冲信号：AB相正反脉冲脉冲加方向 2.PR模式下：通过外部的DI信号触发内部寄存器通过通讯的方式改变寄存器的值，通过通讯的方式启动DI信号。如果下次调试伺服定位的设备时建议使用此种方法，可以避免干扰问题。 四：PLC的控制方式 伺服选择不同的模式，控制器PLC控制思路及方法也会不同。
贝加莱(B&R)控制系统在纺织机械行业的应用 上海新萌工业技术有限公司技术工程师周利军 摘要：本文详细介绍了贝加莱控制与驱动产品的技术优势，包括PCC控制系统和ACOPOS伺服驱动器，并列举了粗纱机、自调匀整并条机和高速卷绕头的实际应用案例。关键字：贝加莱PCC；ACOPOS驱动系统；粗纱机；并条机；高速卷绕头；自调匀整；整体解决方案。 The applications of B&R control system in textile machine industry Abstract: This article introduces the advantage of B&R control and servo drive solution, including PCC control system and ACOPOS Servo Drive. Additionally it recommends some successful cases applied in Carding Machine with Auto-leveling, Roving Frame and High Speed Winding Head. Keywords: B&R PCC, ACOPOS Servo Drive, Roving Frame, High Speed Winding Head, Carding Machine, Auto-leveling, integrated solution. 1. 贝加莱控制系统的应用优势 1.1 贝加莱PCC 贝加莱可编程计算机控制器（PCC）是一种面向运动控制、过程控制和网络控制的专用控制系统，是集标准PLC、数控系统和工业计算机的性能特点于一体的智能控制器。其模块化的硬件和软件结构，可根据设计者的控制需要组合成具有厂家应用特点的专用控制系统，并具有灵活自由的联网和扩展能力。其所有模块与PCC通过系统总线进行连接通信，中间没有接口。PCC的系统软件采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台，应用程序的运行周期与程序长短无关，仅由操作系统的循环周期决定。它将应用程序的扫描周期同真正外部的控制周期区别开来，满足了真正实时控制的要求。 基于这样的操作系统，PCC的应用程序由多任务模块构成，给项目应用软件的开发带来了很大便利。 1.2 贝加莱ACOPOS 贝加莱ACOPOS驱动系统具备以下特点： （1）速度和精确度。ACOPOS的一个扫描时间和通信时间循环是400μs； （2）灵活性。ACOPOS伺服驱动对于标准定位、电子齿轮和凸轮仿形都能作出配置。由于这种基本的驱动配置的灵活性，ACOPOS只需在应用程序上作些改动，就能适应任何任务； （3）完全的集成式。伺服驱动与贝加莱所有产品完全兼容。Automation Software用于编程，集成式的优点是：整个系统，包括系统中完美匹配的组件都来自同一个内核—贝加莱Automation Studio系统； （4）安全操作。为保证在任何状态下统一的优质产品质量，贝加莱强调产品质量保证和持续生产过程检测的重要性，在ACOPOS的开发过程中就经过了完整的测试，包括剧烈震动、高温等恶劣环境。 2. 贝加莱控制系统在太平洋集团设备上的应用 2.1 PCC在二纺机EJK211型粗纱机控制系统中的应用 目前国内四电机粗纱机多采用工控机和PLC或单板机相结合作为主控系统，由上位工控机完成运算功能，PLC或单板机完成控制驱动。但由于工控机抗干扰能力不强，常常造
第32卷 第1期 光电工程 V ol.32, No.1 2005年1月 Opto-Electronic Engineering Jan, 2005 文章编号：1003-501X (2005) 01-0016-04 高精度跟踪控制系统中电流环控制技术研究 黄永梅，张 桐，马佳光，付承毓 ( 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209 ) 摘要：在跟踪控制系统中，速度回路控制对象的特性对控制系统的跟踪精度有很大的影响。根据电流负反馈的基本原理，在位置、速度双闭环的基础上加入了电流反馈传感器，设计了电流环校正网络。仿真和实验表明，电流环有效地改善了速度回路控制对象的特性，提高了速度回路的低频增益，控制系统位置回路的跟踪精度约有10倍的提高。 关键词：电流环；跟踪控制系统；速度回路；闭环控制 中图分类号：V556 文献标识码：A Study on the control of a current loop in a high-accuracy tracking and control system HUANG Yong-mei, ZHANG Tong , MA Jia-guang, FU Cheng-yu (The Institute of Optics and Electronics , the Chinese Academy of Sciences , Chengdu 610209, China ) Abstract : In a tracking and control system, the tracking accuracy of the control system mainly depends on the features of the object in the velocity loop. According to the basic principle of current negative feedback and through adding some current feedback sensors on the basis of position and velocity dual-loop, a current loop is designed. The simulation and experiment results show that the control object character is effectively improved and the low-frequency gain of the velocity loop is raised by the current loop. The tracking accuracy of the position loop in the control system is enhanced by about 10 times. Key words : Current loop ；Tracking control systems ；Velocity loop ；Closed loop control 引 言 在以往的跟踪控制系统中，多采用速度、位置双闭环系统，此时速度回路的控制对象为二阶惯性环节和一振荡环节，其中二阶惯性环节代表控制电机机电特性和电气特性，惯性环节的时间常数分别为电机的机电时间常数和电气时间常数，振荡环节代表控制机架的机械谐振特性，基于这样的控制对象特性，速度回路的低频增益受系统相位裕度的影响，很难有大的提高，这必然影响位置回路的跟踪精度。电流环控制就是在速度环内再加一个电流反馈传感器和电流反馈校正网络，构成电流闭环控制系统，以改变速度回路控制对象的特性，提高控制系统的跟踪精度。 1 电流环分析及设计 直流电动机在额定励磁条件下且电枢电流连续时，电枢回路的动态电压平衡关系式为[1] )d /d (a a d0t I L R I E U ++= (1) n C E e = (2) 式中 U d0为电机的电枢电压，I a 为电机的电枢电流，R 为电枢回路的总电阻，L 为电枢电感，E 为电机的反 收稿日期：2004-10-19；收到修改稿日期：2004-12-13 基金项目：863-802“快速高精度跟踪控制技术研究”课题 作者简介：黄永梅(1968-)，女(汉族)，四川内江人，博士生，主要研究方向为光电跟踪控制系统、DSP 数字信号处理系统。 E-mail: hjn666@https://www.doczj.com/doc/c92356660.html,
贝加莱(B&R)无线数据传输和运动控制试验平台 一、试验平台建设的目的： 该实验平台应满足西南石油大学对自动化专业本科学生教学、科研、实践的多种需求，能让学生综合应用电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与应用和网络技术等较宽广领域的工程技术专业知识，并获得工程师的基本训练，具有系统分析、设计、开发与研究的基本能力。 特别是熟悉并应用在石油化工过程控制中广泛采用的工业现场总线控制技术。包括现场网络接口与通讯、现场总线网络控制、PLC/PCC控制网络、SCADA监控采集软硬件平台、无线通讯系统、系统综合信息管理系统以及运动控制系统等。使学生能在工业过程控制、运动控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、无线通讯技术、信息处理、管理与决策等多个领域从事系统分析、系统设计、系统运行、科技开发及研究等方面工作。 二、实验平台的系统拓扑与构成： 该平台包括如下技术包： 1、无线数据采集与传输 2、SCADA监控采集软硬件平台 3、基于分时多任务操作系统的PLC/PCC控制器 4、全集成的仿真调试软件工具和硬件平台 5、现场总线网络接口、通讯与控制 6、紧密运动控制系统 7、嵌入式工业计算机 第 1 页共19 页
ZigBee终端 监 控 级 现场显 示控制 器 监控 计算机 显示器 站控PLC1站控PLC2 工业以太网 仿真器 RS232 现场显 示控制 器 仿真器 现场显 示控制 器 仿真器 CAN 总 线 ZigBee终端 现场显 示控制 器 仿真器 站 控 级 CAN 总 线 现 场 级 现场显 示控制 器 仿真器 现场显 示控制 器 仿真器 RS232 驱动器 电机 Powe rlink总线 驱动器 电机 站控PLC3站控PLC4 工业以太网 第 2 页共19 页
X20 系统用户手册 Version: (Feb 2008) Model number: MAX20-CHI
第一章系统特性 在X20系统的基础上, 贝加莱正在制订新的自动化标准。贝加莱企业文化的核心之一便是完美自动化，也就是"Perfection in Automation"。这是贝加莱在多年的实践中，在从全世界各个行业，各个领域客户的反馈中，在体会到自动化的真正内涵中形成的一种企业文化。X20系统便是在此基础上应运而生，它为机械、制造业等各个行业提供了更简单，更经济，更安全的新的解决方案。 一、3 x 1结构 X20系统由三部分组成：背板，电气模块，端子排。这种模块特性使其具有以下一些优点：（1）、不受固定底板的限制；现在很多厂家的PLC都必须带有固定模块数的底板，而X20系统的背板可以免工具的安装在导轨上，并无数量限制 （2）、可以将端子排从模块上拔下来接线，接好后再插到模块上，避免了对模块的损坏，接线也是不需要工具的。 （3）、支持热插拔功能 二、分布式背板 X20系统背板采用X2X总线传输，传输速率为12兆，不受固定底板数量限制，直接可将模块安装在导轨上所有的模块都连接在一个统一的背板（X2X Link）上，可以直接连X20模块，X67模块及阀导。模块间最大的距离可以达到100米。 三、基于PC的技术
X20采用了赛杨处理器，任务周期可以达到200us，指令周期可以达到，大容量的RAM使得用户不需要担心内存的不够用，程序存储采用CF卡，最大可扩展到8G. 四、可选的风扇设计 正常情况下，贝加莱PCC是无风扇运行的，但为了保证在一些恶劣环境下不影响CPU的运行，X20也增加了风扇设计，即在一些环境恶劣的情况下，用户也可以选择安装风扇。 五、集成了阀导控制 随着XV系统的发展，使得可以对其进行直接的，独立于厂商的阀导控制。一个完整的数字输出模块类似于一个常用的DSUB连接器。XV允许客户选择任何厂商制造的阀导来组成系统。
一种高精度双轴太阳能自动 跟踪系统的设计 1 系统硬件结构 该设计主要由以下几个方面组成: MCU 控制电路、光电转换电路、实时时钟电路、电机驱动电路、电源电路以及键盘显示电路等，如图 1 所示。—35—低压电器( 2011No．16) ·分布式电源·图 1 系统结构框图系统主要实现时钟控制跟踪和光电跟踪混合式跟踪方法，阴天和夜晚系统不跟踪，并记录系统停止的时间。由三个光敏传感器一直采集光照强度，当光照强度达到系统要求时，根据时钟控制跟踪方法粗控制直流电机，直到太阳光斑达到一定围时再转为光电精确控制，采用遮挡光照的四象限方法。在一直天气晴朗的情况下，电机停止时间不超过30 min，可一直采用光电精确控制，当受光面与太阳光垂直时停止系统跟踪，且不断采集高度角和方位角的光电信号，信号差达到一定阈值时可再次启动系统跟踪。 1． 1 微控制器设计 系统主控芯片 MCU 采用 STC12C5206AD，窄体直插式封装 28 脚，23 个 I/O 端口。该芯片带有八路 8 bit 高速 A/D 转换通道，两路 PWM 输出，UART 串行通信，6 KB 片内 Flash 程序存储器及带有内部 E2PROM，支持在系统可编程和在应用可编程( ISP/IAP) 功能，比传统80C51 速度快到6 ～12 倍，价格低廉，完全能满足太阳跟踪装置的要求 单片机与外围电路连接如图 2 所示。 图 2 系统电路连接设计图 1． 2 时钟电路设计 时钟电路选择 DS1302，与 AT89C51 单片机接口采用三线( RST，SCLK 和 I/O) 连接，RST 提供了 31 Bytes 的非易失性 SRAM，用于数据存储;SCLK 保存系统时钟和日期。I / O 为时钟控制跟踪太阳做输入信号。电路连接如图 3 所示。该设计中，采用大容量电容蓄电，作为 DS1302 的后备电源，DS1302 的工作电压宽达 2． 5 ～5． 5 V。 1． 3 光电转换电路设计 光敏电阻采用 LXD5516D，具有高灵敏度、快速响应时间、低功耗、高性价比等特点。其中，亮电阻 5 ～10 kΩ，暗电阻 200 kΩ以上，亮电阻和光照强度的关系并不是完全的线性关系。采集电路设计如图 4 所示，调节电位器，使在亮电阻时输出电压在2 ～3 V，通过稳压后进行 A/D 转换。该设计共用七个光敏电阻，其中，A、B、C 三个光敏电阻安置在太阳跟踪装置的不同位置，用来判断阴天还是晴天，同时其他两对( E，W) ，( S，N) 光敏电阻分别用于判断方位角和高度角的光照精度，以便精确驱动电机运行。 图 3 时钟控制电路 图 4 光敏电阻采集电路 1． 4 其他部分电路设计 该设计采用直流电动机，通过驱动芯片 L298带动电机运行，驱动电路和内部系统电路采用光电隔离，具有高精度、低成本、电动机运行噪声低等优点。 键盘和显示部分采用 ZLG7290 智能控制芯片。该芯片具有 I 2 C 串行接口，可控制八个共阴极数码管显示和 64 个键盘。该部分在调试过程中作为人、机交互界面，调试成功后可以不使用，节省成本。 限位开关用来控制小型电动机的运行范围，减少因电动机的无谓转动而带来的电源损耗及机械磨损。 2 软件系统设计
贝加莱 ACOPOSmulti 在奇瑞 6 关节机器人系统中的应用
邓后刚
前言
奇瑞汽车股份有限公司是中国最大的自主品牌汽车生产商之一。 目前， 奇瑞公司已具备 年产整车 90 万辆、发动机 65 万台和变速箱 40 万套的生产能力。随着生产规模不断扩大， 对自动化生产线需求也越来越高，工业机器人的应用数量也越来越多。为了降低生产成本， 奇瑞汽车从 2007 年开始自主研发工业机器人，目前已完成基于贝加莱工业自动化系统的第 三代机器人的研发。 本文介绍奇瑞汽车基于 B&R ACPOSmulti 伺服驱动系统和 B&R 机器人软件库系统完成 的具有革新性的机器人系统设计， 代表着国内机器人技术的领先水平， 并且它是由奇瑞汽车 和贝加莱（中国）的工程师共同研发的具有自主知识产权的机器人技术。
1. 机械系统
工业机器人主要有机械系统、控制系统、系统软件三部分组成，其中机械部分由奇瑞汽 车自己设计并制造，而控制系统采用了贝加莱的 ACOPOSmulti 和 APC 产品构成，软件则 由双方的研发团队共同完成。 1.1 机械系统组成 机器人机械系统主要由机械本体和外围结构件组成，如图 1 所示。机械本体主要由底 座部分、平衡缸部分、大臂、小臂部分和手腕部分组成。外围结构主要由管线包以及一些管 卡组成。
图 1：机器人机械系统组成 1.2 机器人性能参数 基于贝加莱系统的第三代机器人是奇瑞汽车股份有限公司自主研发的大负载工业机器 人，型号为 QB-165，最大负载 165 公斤，有六个自由度。该机器人也是我国自主研发的最 先进的大负载工业机器人之一，各项性能参数达到国际先进水平，具体参数如表 1 所示。 项目 性能
液压伺服控制系统的优缺点 参考资料：https://www.doczj.com/doc/c92356660.html,/s/blog_71facf0001010n63.html 液压伺服控制系统，是在液压传动和自动控制理论基础上建立起来的一种自动控制系统。近年来,随着自动控制的发展,无论是电气或液压伺服系统,在所有的工业部门中都开始得到应用,并普遍地为人们所熟知起来。由于其具有结构紧凑、尺寸小、重量轻、出力大,刚性好,响应快,精度高等特点，因而在工业上获得了广泛的应用。 一、液压伺服控制系统的优点 现对液压伺服控制系统在设计和应用中体现的优缺点进行一下归纳和总结。同机电伺服系统、气动伺服系统相比较，液压伺服系统具有以下的突出特点，以致成为采用液压系统而不采用其他控制系统的主要原因： 1、重量比大 在同样功率的控制系统中，液压系统体积小，重量轻。这是因为对机电元件，例如电动机来说，由于受到激磁性材料饱和作用的限制，单位重量的设备所能输出的功率比较小。液压系统可以通过提高系统的压力来提高输出功率，这时只受到机械强度
和密封技术的限制。在典型的情况下，发电机和电动机的功率比仅为16.8W/N，而液压泵和液压马达的功率——重量比为 168W/N，是机电元件的10倍。在航空、航天技术领域应用的液压马达是675W/N。直线运动的动力装置更加悬殊。 这个特点，在许多场合下，在采用液压伺服而不采用其他伺服系统的重要原因，也是直线运动系统控制系统中多用液压系统的重要原因。例如在航空、特别是导电、飞行器的控制中液压伺服系统得到了很广泛的应用。几乎所有的中远程导弹的控制系统都是采用液压控制系统。 2、力矩惯量比大 一般回转式液压马达的力矩惯量比是同容量电动机的10倍至20倍，一般液压马达为61x10Nm/Kgm2。力矩惯量比大，意味着液压系统能够产生大的加速度，也意味着时间常数小，响应速度快，具有优良的动态性能。因为液压马达或者电动机消耗的功率一部分来克服负载，另一部分消耗在加速液压马达或者电动机本身的转子。所以一个执行元件是否能够产生所希望的加速度，能否给负载以足够的实际功率，主要受到它的力矩惯量比的限制。 这个特点也是许多场合下采用液压系统，而不是采用其他控制系统的重要原因。例如火箭炮武器的防真系统中，要求平台
太阳跟踪控制方式 国内外，太阳跟踪系统中实现跟踪太阳的方法很多，基本上可以分为两类:一类是实时的探测太阳对地位置，控制对日角度的被动式跟踪;另一类是根据天文知识计算太阳位置以跟踪太阳的主动式跟踪。文献中介绍了被动式跟踪的典型代表:压差式跟踪器和光电式跟踪器;主动式跟踪的典型代表:控放式跟踪器、时钟式跟踪器和采用计算机控制和天文时间控制的视日运动轨迹跟踪器。以下对两种类型中目前主要采用的光电跟踪 方式和视日运动轨迹跟踪方式进行比较。一般地，在聚光光伏发电的应用多采用校准 的光筒，它可以阻止散射进入传感器达到更精确的太阳位置探测。 （1）光电跟踪 虽然光电跟踪方式本身的精度较高，但是它却具有严重的缺点:在阴天时，太阳辐照度较弱(而散射相对会强些)，光电转换器很难响应光线的变化;在多云的天气里，太阳 本身被云层遮住，或者天空中某处由于云层变薄而出现相对较亮的光斑时，光电跟踪 方式可能会使跟踪器误动作，甚至会引起严重事故。对于太阳能发电来说，是可能在 晴朗、阴天和多云等任何天气情况下进行的。光电跟踪能够在较好的天气条件下，提 供较高的精度，但是在气象条件差时跟踪结果不能令人满意。 （2)视日运动轨迹跟踪 视日轨迹跟踪的原理是根据太阳运行轨迹，利用计算机(由天文学公式计算出每天中日出至日落每一时刻的太阳高度角与方位角参数)控制电机转动，带动跟踪装置跟踪太阳。此跟踪方式通常采用开环控制，由于太阳位置计算与地理位置(如纬度、经度等)和系 统时钟密切相关，因此，跟踪装置的跟踪精度取决于一是输入信息的准确性，二是跟 踪装置参照坐标系与太阳位置坐标系的重合度，即跟踪装置初始安装时要进行水平和 指北调整。 太阳跟踪机构 双轴跟踪 如果能够在太阳高度和赤纬角的变化上都能够跟踪太阳就可以获得最多的太阳能， 全跟踪即双轴跟踪就是根据这样的要求而设计的。双轴跟踪又可以分为两种方式:极轴式全跟踪和高度角方位角式全跟踪。 1)极轴式全跟踪。
NC Error Text Table : acpex acpex.waf [NC Error Text Table] ID Text acp10 version 1.050 Error strings 1、Parameter ID invalid 参数ID号无效。 2、Parameter can not be read (value is not available at the moment) 参数不能读（数值在当时不能用）。 3、Write access for a read only parameter 对只读参数进行写操作。 4 、Read access for a write only parameter 对只写参数进行读操作。 5 、Value of parameter is invalid 参数数值无效。 REAL Value of Parameter 参数的实数值。 6 、Value of parameter is invalid 参数数值无效。 UDINT Value of Parameter 参数的无符号长整数值。 7、Value of parameter is invalid 参数数值无效。 DINT Value of Parameter 参数的长整数值。 8 、Data block read access already initialized 读数据块操作，已经初始化了。 9 、Data block write access already initialized 写数据块操作，已经初始化了。 10 、Data block read access not initialized 读数据块操作，还没有初始化。 11 、Data block write access not initialized 写数据块操作，还没有初始化。 12、Data block write access still active (INIT for read access not possible) 数据块正在进行写操作，（初始化读操作不允许） 13 、Data block read access still active (INIT for write access not possible)
一种基于通用机架的高精度伺服控制系统 摘要：无论是军事工业还是国计民生领域，高精度伺服控制技术一直都是研究 热点。本文以医用加速器为应用背景，提出了一种适用于通用机架的高精度伺服 控制系统，通过角度校验模块对光电编码器的测量值进行校验，从而实现了“自校准”功能，保证了高精度。本文首先介绍了系统的硬件组成和工作原理，然后详细描述了工作流程，最后完成了精度测量。 关键词：伺服控制；自校准；高精度 A high precision servo-control system for universal framework Bing Li Liang Sha Abstract：Whether in military industry or in the field of national economy and people's livelihood, high precision servo-control technology has always been a hot topic. In this paper, a high precision servo-control system based on universal frame is put forward with medical accelerator as its application background. The measurement value of photoelectric encoder and potentiometer is checked by the angle check module, thus the "self calibration" function is realized and the high precision is guaranteed. This paper first introduces the hardware composition and working principle of the system, then describes the work flow in detail, and finally completes the accuracy test. Key Words: Servo-control, self calibration, high precision 1、概述 伺服控制技术在工业生产中的重要性不言而喻，比如精密机床、医疗仪器、 建筑塔吊等等。伺服控制系统是一种能对试验装置的机械运动按预定要求进行自 动控制的操作系统，在这个过程中涉及到控制精度、稳定性、安全性等诸多技术 要求和其他相关因素[1-3]。其中，医用加速器对伺服控制技术的要求尤为严苛。 医用加速器中一般采用典型的通用机架，通过高精度伺服控制系统来保证机 架的旋转精度，从而实现自动弧度治疗功能，这也是中高能医用电子直线加速器 的最重要功能，事实上，不仅对伺服控制系统的精度要求高，而且提出了很高的 对安全性要求，需要随时调整机架的运行速度，保证机架速度应能在规定的速度 范围内可控，且机架须有“刹车”功能，即在紧急情况下能够在极短时间内“抱闸” 停转。 因为医用加速器机架结构复杂，内部电磁干扰严重，目前国内的医疗加速器 伺服控制系统存在精度差、工作状态不稳定、异常状态下保护措施不完善等缺陷，无法高精度完成自动弧度治疗任务。因此，本文提供了一种适用于通用机架的高 精度伺服控制系统，具有稳定性好、可靠性高、精度高等特点。 本文提出的适用于通用机架的伺服控制系统，通过光电编码器测量机架当前 位置信息，角度校验模块根据机架的运动速度和运动时间计算出机架的理论位置，并将该理论值和光电编码器的采集值进行对比校验，从而实现自校准功能。当机 架接收到目标角度时，根据当前角度和目标角度的差值调节变频器，使角度差值 和运动速度之间的关系可以模拟阻尼运动曲线，从而实现-180°~180°范围内任意 角度下的高精度旋转。自动防碰撞控制单元和防碰防过转控制单元通过实时检测 治疗床的位置，来防止机架和治疗床发生碰撞。 本文首先介绍了该伺服控制系统的硬件组成和工作原理，然后详细描述了工
PVI Transfer RS232 把在Email 的附件MB45_RS232.rar 保存并用WinRAR 或其他解压缩软件进行解压缩至硬盘。 以下例子是解压缩至硬盘的C 盘根目录下。 双击MB45_RS232文件夹，如下图： Edited by Foxit Reader Copyright(C) by Foxit Software Company,2005-2008For Evaluation Only.
用编程电缆（2－3，3－2，5－5）把电脑的COM1和CP476的COM口联接起来，在这里可以使用CP476和面板PP151的通讯电缆，先拔下插在面板PP151串口的通讯电缆头，之后插到电脑的
COM1。在MB45_RS232文件夹找到文件后，对其双击后出现下图： 等待进度栏的完成后，即可断开和电脑的联接的编程电缆的一头，之后把编程电缆的一头接到面板PP151的串口，以便面板PP151和CP476的通讯。最后对整个系统断电1分钟后重新上电。控制器就会运行刚刚新下载的程序。 若进度栏一直没有进展且提示无法Connection至目标控制器，则要检查编程电缆和确认计算机的串口是否是COM1。 PVI Transfer 以太网 个人计算机与PP151连线网线为交叉线。 PP151的以太网IP地址是10.86.10.200. 当需要与PP151联机的个人计算机的Internet的设置如下：
在保证CP476和面板PP151的通讯是正常的状态下，用交叉线网线把个人计算机与PP151连接起 来。在解压缩后的文件夹中找到文件后（参考RS232中的示意截图），对其双击后出现下图：
第2期(总第147期 2008年4月机械工程与自动化 M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G &AU TOM A T I ON N o 12 A p r 1 文章编号:167226413(20080220140203 太阳自动跟踪装置控制系统的研究 徐东亮,任超 (武汉理工大学机电学院,湖北武汉430070 摘要:为了更充分、高效地利用太阳能,人们普遍采用跟踪太阳的方式以最大限度地获得更多的光能。介绍了太阳自动跟踪装置控制系统的控制原理及硬件、软件的设计方法。该系统控制软件运行后,PC 机通过串行端口发送和接收脉冲信号以驱动步进电机,实现对太阳运动轨迹的自动跟踪。整个系统结构简单、价格低廉、性能可靠、跟踪精度高。本控制系统基于PC ,具有丰富的软件资源、良好的人机界面以及强大的数据处理能力。关键词:太阳跟踪装置;自动控制;串口通讯;步进电机中图分类号:T P 273文献标识码:A 收稿日期:2007208213;修回日期:2007211201 作者简介:徐东亮(19702,男,福建人,副教授,博士,研究方向为机械电子工程、检测技术与自动化装置。 0引言 太阳能是一种洁净的可再生资源,有着矿物能源不可比拟的优越性,而且太阳能资源十分丰富,是目前可再生能源中应用范围最广泛、发展前景最远大的清洁能源。
虽然太阳能总能量很大,但由于太阳能的能量密 度比较低,在大气层外的平均密度约为1135k W m 2 ,再考虑通过大气层的损耗等因素,当到达地面时,只 有不到1k W m 2 。因此为了更充分、高效地利用太阳能,人们普遍采用跟踪太阳的方式以最大限度地获得更多的光能。本文介绍的是基于二维太阳跟踪装置的控制系统,该系统采用视日运动轨迹跟踪的方法计算太阳的高度角和方位角,进而通过PC 控制步进电机,实现全自动、全天候、高精度的太阳跟踪。由于采用在V C ++610环境下通过PC 机串口直接控制步进电机的方法,因此整个系统成本低、简单实用、可靠性高,且具有良好的人机界面,能够广泛应用于气象监测、环境能源利用等领域。1太阳运行轨迹的算法 太阳的运行轨迹,即太阳相对地球的位置可由两种坐标系来描述:赤道坐标系和地平坐标系。111赤道坐标系 赤道坐标系是人在地球以外的宇宙空间里看太阳相对于地球的位置,这时太阳相对于地球的位置是相对于赤道平面而言,用赤纬角和时角这两个坐标表示。11111赤纬角? 太阳中心与地球中心的连线(即太阳光线在地球表面直射点与地球中心的连线与此连线在赤道平面上的 投影间的夹角称为太阳赤纬角(或称太阳赤纬。它描述地球以一定的倾斜度绕太阳公转而引起二者相对位置的变化。一年中,太阳光线在地球表面上的垂直照射点的位置在南回归线、赤道和北回归线之间往复运动,使该直射点与地心连线在赤道面上的夹角也随之重复变化。赤纬角?(o 在一年中的变化用下式计算: ?=23145sin (2Πd
贝加莱机器人控制中的惯量前馈控制技术 前言 机器人惯量前馈技术是贝加莱公司的一项非常重要的技术，即使在整个业界也是一项前沿的技术，它能解决机器人在运动过程中抖动的问题，提升机器人系统的精度和效率。目前该项技术仅为业内少数公司拥有。 一、惯量匹配与扭矩前馈 对于运动控制而言，惯量匹配是一项非常重要的特性需求，而对于驱动器，良好的惯量匹配才能产生更好的动态性能，在理想的刚性连接情况下，仅需计算出所需扭矩即可驱动系统，使其处于高动态特性运转，然而，由于机械系统的连接具有的弹性变形，例如减速机、皮带、联轴器等，使其无法实现真正意义上的高动态控制特性，这就带来了惯量匹配的问题。在驱动器对负载的控制过程中，其电流环的计算周期非常快，在惯量匹配值较大的情况下，系统需要给出一个非常大的偏差才能在PID调节中实现输出，然而，这一扭矩输出会产生较大的振动。 贝加莱提供一种力矩前馈控制的模型用于解决这一问题，通过快速给出惯量则能实现稳定的控制。但是，对于机器人系统而言，其关节连接处于多个维度的运动状态，其惯量的变化是多维的，如何施以良好的惯量匹配以确保机器人系统的高速运行呢？ 这是机器人系统目前存在的一个普遍问题，然而，贝加莱的系统所具有的建模、算法设计、高速扭矩控制等技术的组合形成了一种解决这一问题的办法。 二、机器人机械振动的问题 拉格朗日方程描述了机器人在整个运动过程中的动力学能量问题，动能与势能的产生影响了机器人运动过程中的力矩、位置等参数的变化，例如机器人运动过程中由于机械臂位置变化而产生的势能变化。 在机器人系统中，由于机器人的各个关节的机械特性随着运动过程的变化，其惯量也产生了变化，例如，当机械臂处于X轴方向伸长时，则沿着Y轴方向的旋转在0～90度范围内，其惯量也发生了变化，从最大惯量变到最小惯量；而当这个臂旋转超过90度~180 度范围时，则其惯量又开始变大。由于这种惯量所产生的变化，会对驱动器整个控制过程产生调制振动，这也是目前机器人控制中普遍存在的问题。 三、贝加莱动态惯量前馈技术 贝加莱运动控制技术中的惯量动态前馈技术能够很好的解决这一问题，对于机器人系
贝加莱控制系统在码垛机上的应用 奥克梅包装设备(嘉兴)有限公司王顺杰王义（314033） 摘要：本文以某包装企业的Perseus系列全自动码垛机为背景，讨论贝加莱伺服产品在该控制系统中的应用。Perseus系列全自动码垛机主要应用于食品、饮料、啤酒等行业。以前此类产品在国内同行业者中主要使用变频器控制，现因为该行业内的竞争日趋激烈，产品产量要求越来越高，原控制系统逐渐在控制的便利及性价比、精确性等方面越来越不能满足客户的需求。贝加莱伺服控制系统与西门子PLC、人机界面的经典组合，适时地为客户提供出一套完美的解决方案。 关键词：CAN Profibus ACOPOS 提升电机成型电机 1. 引言 全自动码垛机是将纸包机或者膜包机输送来的包装产品（以下简称产品）按照用户要求的工作速度和工作方式(如每层10包，每垛5层)自动堆叠成垛（图十二），并将成垛的包装产品输送到后段的设备去，这就要求码垛机的相关运动部分层成型区（图一中的B区）和提升机（图二）以及空托盘输送机（图三）协调配合好相互的动作要求。 图一码垛机俯视简图
图二码垛机提升部分简图 图十二整垛效果图
图三码垛机三维立体简图 码垛机——不仅仅是将产品放置在货盘上 工艺要求层成型区必须根据进入该区的产品按照既定的方式进行排列组成新的垛层，升降机必须多段速度进行工作以保证码垛机码出的垛型美观、同时提高工作效率;垛盘输送位于升降机下方，工作过程中升降机将码成一垛的物料放置在垛盘输送上，垛盘输送负责将物料送出码垛机，同时将空托盘运送到升降机上，要求垛盘输送必须软启动，保证在启动过程中不会对垛盘冲击过大，造成散垛现象。 2.系统概述 图四皮带成型区
1液压传动系统与液压控制系统的异同： 同：液压控制技术是在液压传动技术的基础上发展起来的（介质相同、元件大部分相同、遵循的物理规律相同、融合了控制理论） 异：①目的不同（传递动力；对运动量进行精确的控制） ②组成不同（5个组成部分、开环；7个组成部分、闭环） ③设计理念不同（以静态参数设计为主；静动态结合，动为主） ④特点不同（有的缺点被放大（对污染的敏感度），有点缺点被消除（传动比）） 2液压控制系统的工作原理 3液压控制系统的组成及作用： ①输入元件：（指令元件）给出输入信号(指令信号)加于系统的输入端。②反馈测量元件：测量系统的输出并转换为反馈信号。 ③比较元件：将反馈信号与输入信号进行比较，给出偏差信号。④放大转换元件（中枢元件）：将偏差信号故大、转换成液压信号(流量或压力)。⑤执行元件：产生调节动作加于控制对象上，实现调节任务。⑥控制对象：被控制的机器设备或物体，即负载。 ⑦液压能源装置：定压源 4液压控制系统的特点 具有负反馈的闭环控制系统 优：(1)液压元件的功率—重量比和力矩-惯量比大 可以组成结构紧凑、体积小、重量轻、加速性好的控制系统。(2)液压动力元件快速性好，系统响应快。(3)液压控制系统抗负载的刚度大，即输出位移受负载变化的影响小，定位准确，控制精度高。 缺：(1) 液压元件，特别是精密的液压控制元件(如电液伺服阀)抗污染能力差，对工作油液的清洁度要求高。(2) 油温变化时对系统的性能有很大的影响。(3) 当液压元件的密封设计、制造相使用维护不当时．容易引起外漏，造成环境污染。(4) 液压元件制造精度要求高，成本高。(5) 液压能源的获得和远距离传输都不如电气系统方便。 22 控制系统的分类： ⑴按系统输入信号的变化规律：定值，程序，伺服（随动），比例； ⑵按被控物理量的名称：位置，速度，力； ⑶按液压动力元件的控制方式或液压控制元件的形式：节流式（阀控），容积式（变量泵控或变量马达控），阀控系统根据液压能源型式的不同可分为恒压控制系统和恒流控制系统； ⑷按信号传递的介质的形式：机械，电液，气动。 5液压放大元件的功能（液压放大元件考了定义） 也称液压放大器，是一种以机械运动控制流体动力的元件。将输入的机械信号（位移或转角）转换为液压信号（流量，压力）输出，并进行功率放大 6液压放大元件分为：滑阀，喷嘴挡板阀和射流管阀等 7滑阀 ⑴结构分类及其特点 通道数（4、3、2）工作边数（4、2、1）凸肩数（2、3、4）预开口型式（+、0、-） ⑵滑阀的P-Q 特性方程 ⑶滑阀的静态特性曲线 流量特性曲线 压力特性曲线 压力-流量特性曲线 ⑷滑阀的三个阀系数 ①流量增益：定义为 ，是流量特性曲线在某一点的切线斜率，表示负载压降一定时，阀单位输入位移所引起的负载流量变化的大小，其值越大，阀对负载流量的控制就越灵敏。直接影响系统的开环增益，对系统的稳定性，响应特性，稳态误差有直接影响。 ②流量-压力系数：定义为 ，是压力-流量曲线的切线斜率冠以负号，流量-压力系数表示阀开度一定时，负载压降所引起的负载流量变化。K 值小，阀抵抗负载变化的能力大，即阀的刚度大。直接影响阀空执行元件的阻尼比和速度刚度。 ③压力增益：定义为 ，是压力特性曲线的切线斜率，通常压力增益是指q =0时阀单位输入位移所引起的负载压力变化的大小。此值大，阀对负载压力的控制灵敏度高。表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力。 8三种液压放大元件的性能特点及适用场合比较 圆柱滑阀 双喷嘴挡板阀 射流管阀 ①工作原理：前两者流量特性，后者能量转换和守恒定理； ②输入量：阀芯位移，挡板位移，射流管摆角； ③输出量：负载流量和压力，皆为负载压力 ④运动惯量：滑阀>射流管阀>双； ⑤响应速度：双>射流管阀>滑阀； ⑥功放系数：滑阀>射流管阀>双； ⑦抗污染能力：射流管阀>双>滑阀； ⑧适用场合： 9液压动力元件的基本概念及其分类 液压动力元件(或称液压动力机构)是由液压放大元件(液压比控制元件)、液压执行元件以及负载组成。四种基本型式的液压动力元件：阀控液压缸、阀控液压马达、泵控液压缸、泵控液压马达。 10阀控液压缸 ⑴模型组成：比例环节，积分换节，二阶振荡环节 ⑵阀控缸动力机构主要性能参数为阀控液压缸的增益Kq/Ap 、液压固有频率 、液压阻尼比 ①动力机构的增益速度放大系数Kq/Ap ：直接影响系统的稳定性、响应速度和精度。提高增益可以提高系统的响应速度和精度，但使系统的稳定性变坏。 ②液压固有频率 表示液压动力元件的响应速度。 ③液压阻尼比表示系统的相对稳定性。 ⑶提高“阀控缸”动力机构的液压固有频率 ①提高油液的体积弹性模量 ；（可通过提高供油压力来实现）②增大液压缸活塞面积③减小总压缩容积 ，主要是减小液压缸的无效容积和连接管道的容积 ④减小折算到活塞上的总质量 ⑷提高阻尼比（因素：总流量-压力系数K ，负载的粘性阻尼洗漱B ）①设置旁通泄漏通道②采用正开口阀，正开口阀的K 值大，可以增加阻尼③增加负载的粘性阻尼 11阀控马达动力机构数学模型（化解为最简单） 12泵控马达动力机构数学模型（化解为最简单） 13三种动力机构的性能特点比较 控制元件相同，执行元件不同（阀控缸与阀控马达）时的比较：两者的动态特性完全相同（只需做变量替换，数学模型即完全一致） 控制元件不同，执行元件相同（阀控马达与泵控马达）时的比较：两者的动态特性类似（数学模型结构一致，但参数特征不同） 阀控响应速度高于泵控（80%-90%），但能量损失大（至少三分之一），效率低；泵控工作效率高，最大效益可达90%，适应于大功率，对响应速度要求不高的系统。 14电液伺服阀的组成及个部分功能 ⑴力矩马达（或力马达）即电机转换元件—把输入的电气控制信号转换为力矩或力控制液压放大器运动； ⑵液压放大器（先导级和功率级）即机液转换元件—控制液压能源流向液压执行机构的流量或压力； ⑶反馈机构（平衡机构）--将输出级（功率级）的阀芯位移，或输出流量，或输出压力以位移，力或电信号的形式反馈到第一级或第二级的输入端，也有反馈到力矩马达衔铁组件力矩马达输入端的。 15采用反馈机构是为了使伺服阀的输出流量或输出压力获得与输入电气控制信号成比例的特性。由于反馈机构的存在，使伺服阀本身成为一个闭环控制系统，提高了伺服阀的控制性能。 16按反馈形式可分为： 滑阀位置反馈 负载流量反馈 负载压力反馈 17典型电液伺服阀的结构及工作原理 ⑴力矩马达 ⑵力反馈两级电液伺服阀（闭环）考了工作原理 （不能直接控制负载信号，因为反馈信号不是力，是滑阀的位移） 第一级液压放大器为双喷嘴挡板阀，由永磁动铁式力矩马达控制，第二级液压放大器为四通滑阀，阀芯位移通过反馈杆与衔铁挡板组件相连，构成滑阀位移力反馈回路。 ⑶直接反馈两级电液伺服阀（闭环）前置级是带两个固定节流孔的四通阀（双边滑阀），功率级是零开口四边滑阀，功率级阀芯也是前置级的阀套，构成直接位置反馈 ⑷弹簧对中型两极（开环）第一级是双喷嘴，第二级是滑阀，阀芯两端各有一根对中弹簧，当有控制电流输入时，对中弹簧力与喷嘴挡板阀输出的也压力相平衡，使阀芯取得一个相应的位移，输出相应流量 18电液伺服阀的性能参数（电液伺服阀考了定义）