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伺服控制系统课程作业现代伺服系统综述指导教师：学生：学号：专业：班级：完成日期：摘要在自动控制系统中，把输出量能够以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称为伺服系统。
伺服系统也叫位置随动系统，以精确运动控制和力能输出为目的，综合运用机电能量变换与驱动控制技术、检测技术、自动控制技术、计算机控制技术等，实现精确驱动与系统控制。
伺服系统主要包括电机和驱动器两部分，广泛用于航空、航天、国防及工业自动化等自动控制领域。
伺服系统按其驱动元件划分有步进式伺服系统、直流电动机伺服系统和交流电动机伺服系统。
随着微处理器技术、大功率高性能半导体功率器件技术、电机永磁材料制造工艺的发展及电力电子、控制理论的应用，交流电动机伺服系统近年来获得了迅速发展，广泛用于工业生产的各个领域，如数控机床的进给驱动和工业机器人的伺服驱动等。
因此，在相当大的范围内，交流电动机伺服系统取代了步进电动机与直流电动机伺服系统，时至目前，具备了宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应及四象限运行等良好的技术性能，其动、静态特性已完全可与直流伺服系统相媲美，已成为伺服系统的主流。
关键词：伺服系统自动控制驱动元件1 伺服系统的发展阶段伺服系统的发展与它的驱动元件——伺服电动机的不同发展阶段相联系，并结合老师在第一章所讲的伺服系统分类的知识，伺服电动机至今经历了三个主要的发展阶段。
（1）第一个发展阶段（20世纪60年代以前）：步进电动机开环伺服系统；伺服系统的驱动电机为步进电动机或功率步进电动机，位置控制为开环系统。
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、1.8°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72°、0.36°；步进电机存在一些缺点：在低速时易出现低频振动现象；一般不具有过载能力；步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转现象，停止时转速过高易出现过冲现象。
步进伺服毕业论文引言计算机控制技术是现代制造业中最重要的技术之一，步进伺服控制技术作为其中的一个重要分支，已经成为机械制造、电子工业等领域的重要基础技术。
本文主要介绍了步进伺服控制技术的相关知识，包括步进电机的工作原理、伺服系统的工作原理、步进伺服控制系统的组成以及步进伺服控制系统的运行等方面。
结合实际应用，分析了步进伺服控制技术在现代制造业中的应用和发展趋势。
一、步进电机的工作原理步进电机是一种特殊的电动机，具有按步旋转的特点，其每一步转动角度精度可以达到很高。
步进电机的工作原理是基于磁力学原理的，将电能转化为机械能。
步进电机的转子是由一个或多个永磁体组成，旋转时通过交替的通电方式，可使得电机中产生一个磁场，该磁场与转子上的磁场相互作用，从而使得转子产生旋转。
步进电机转动的每一步都是由电脉冲驱动的，每一次电脉冲的信号会让转子转过一个固定的角度。
因此，步进电机可以准确地控制输出转速和位置。
二、伺服系统的工作原理伺服系统是一种自动控制系统，通过对系统的反馈控制实现对位置、速度、力、角度等物理量的控制。
伺服系统主要由传感器、执行器、控制器和反馈机构等部分组成。
其中，传感器用来检测系统中的位置、角度、速度等基本物理量，反馈控制器利用传感器的反馈信息来实现自动控制，执行器将控制信号转化为具体的动作，反馈机构用于对执行器的动作进行检测，从而实现对系统的闭环控制。
三、步进伺服控制系统的组成步进伺服控制系统是将步进电机和伺服系统相结合而成的，其工作原理是通过伺服系统的反馈机制来实现对步进电机的控制。
步进伺服控制系统的组成主要包括步进电机、编码器、控制器和驱动电路等部分。
步进电机：步进电机是步进伺服控制系统的核心部分，负责转动电机的旋转角度。
由于步进电机的控制精度很高，因此可实现精确的位置控制和速度调节，广泛应用于驱动自动化机械和设备的领域中。
编码器：编码器是用来检测步进电机转动角度的装置，其主要作用是将电机的转动信息转化为数字信号，供控制器进行处理。
南阳理工学院本科生毕业设计（论文）学院（系）：电子与电气工程系专业：自动化学生：指导老师：完成日期2011 年 5 月南阳理工学院本科生毕业设计（论文）伺服电机控制实验装置设计——程序设计Servo motor control experiment device design——programming总计：毕业设计（论文）页表格：9 个插图：12 幅南阳理工学院本科毕业设计（论文）伺服电机控制实验装置设计——程序设计Servo motor control experiment device design——programming学院（系）：电子系专业：自动化学生姓名：学号：079611指导教师（职称）：评阅教师：完成日期：南阳理工学院Nanyang Institute of Technology伺服电机控制实验装置设计——程序设计自动化［摘要］该系统是基于台达PLC和台达变频器的伺服电机控制系统设计，利用变频器控制异步电机，通过旋转编码器来间接的测出异步电机的速度，把速度转化为脉冲的形式送给PLC来控制伺服电机，实现伺服电机与异步电机的跟随功能，并通过人机界面的程序来控制伺服电机的转动形式与修改PLC的内部寄存器来改变伺服电机的速度，同时也要设定好伺服驱动器的内部参数以达到良好的控制效果。
［关键词］变频器；PLC；异步电机;伺服电机；控制精度Design of Servo motor control experiment device——programmingAutomation Specialty NIE Yao－huaAbstract: This system is a servo control system which designed based on Delta PLC , Delta Variable-frequency and servo motor, using Delta Variable-frequency to control asynchronous motor. Through the revolving encoder to measure the asynchro nous motor’s speed. Then translate the speed into pulse form to PLC to control servo motor, to realize the function of the servo motor tracking the asynchronous motor absolutely, and through the program of the Human Machine Interface tocontrol the servo motor’s rotating form and change the parameters of Human Machine Interface and Delta Variable-frequency Drive to change the motor speed, also need setting the servo drive internal parameters to achieve good control effect.Key words: Variable-frequency drive; Programmable logic controller; Asynchronous motor；Servo motor；Control precision；目录1 引言 (1)1.1 伺服控制技术的国内外研究现状 (1)1.2 设计内容和任务要求 (1)1.2.1设计内容 (1)1.2.2任务要求 (1)1.3 系统设计可行性分析 (2)2 系统的控制硬件原理 (3)2.1台达PLC与其工作原理 (3)2.2 台达变频器的介绍 (4)2.3 伺服驱动器的功能介绍 (5)2.4 伺服电机的工作原理 (7)2.5 人机界面的功能介绍 (8)3 台达PLC控制系统的程序设计 (10)3.1基本指令功能介绍 (10)3.2 应用指令功能介绍 (13)3.3 程序的设计思路 (16)3.4 程序的各个模块功能介绍 (17)3.4.1 程序流程图 (18)3.4.2 伺服电机正反转与加减速程序设计 (19)3.4.3 伺服电机跟随功能的程序设计 (19)4 人机界面程序介绍 (22)4.1 人机界面的设计制作 (22)4.2人机界面的程序介绍 (25)结束语： (28)参考文献 (28)附录一：控制设备硬件图 (29)附录二：控制程序梯形图 (30)致谢 (32)1 引言1.1 伺服控制技术的国内外研究现状在国外，伺服控制不仅应用于普通的工业和农业医疗等，在卫星和导弹的准确定位方面也起着越来越重要的作用，这种新型的控制系统已悄然改变着国外的生产模式。
《面向数控的伺服控制器的设计与实现》面向数控的伺服控制器设计与实现一、引言随着制造业的快速发展，数控技术已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。
伺服控制器作为数控系统中的关键部件，其性能的优劣直接影响到整个数控系统的运行效率和加工精度。
因此，本文旨在设计并实现一种面向数控的伺服控制器，以满足现代制造业对于高精度、高效率的加工需求。
二、系统设计1. 硬件设计伺服控制器的硬件设计主要包括主控制器、驱动器、电机和传感器等部分。
主控制器采用高性能的DSP或FPGA芯片，以实现高速的数据处理和控制算法运算。
驱动器采用先进的电力电子技术，将主控制器的控制信号转换为电机所需的驱动信号。
电机选用高精度、高转矩的伺服电机，以保证加工精度和运动平稳性。
传感器采用高精度的位置和速度检测装置，实时反馈电机的位置和速度信息。
2. 软件设计伺服控制器的软件设计主要包括控制系统软件和通信接口软件两部分。
控制系统软件采用数字信号处理技术，实现对电机的高精度控制。
通信接口软件则负责与上位机进行通信，接收上位机的控制指令，并将电机的状态信息反馈给上位机。
三、控制算法设计与实现1. 位置控制算法位置控制算法是伺服控制器的核心算法之一。
本文采用PID 控制算法，通过实时比较目标位置和实际位置，计算出差值，并根据差值调整电机的运动状态，使电机能够快速、准确地到达目标位置。
2. 速度控制算法速度控制算法是保证电机运动平稳性的关键。
本文采用矢量控制算法，通过控制电机的电流和电压，实现对电机速度的精确控制。
同时，还采用了加速度控制算法，根据电机的运动状态和加速度限制，合理规划电机的运动轨迹，以保证电机的运动平稳性和加工精度。
四、实验与结果分析为了验证本文设计的伺服控制器的性能，我们进行了多组实验。
实验结果表明，本文设计的伺服控制器具有高精度、高效率的加工性能，能够满足现代制造业对于高精度、高效率的加工需求。
具体来说，本文设计的伺服控制器在位置控制方面具有较高的稳定性，能够在短时间内快速到达目标位置；在速度控制方面，能够实现对电机速度的精确控制，保证电机的运动平稳性；在加工精度方面，能够满足高精度的加工需求，提高加工效率和质量。
伺服电机运行控制器的编号：审定成绩：重庆邮电大学移通学院毕业设计（论文）设计（论文）题目：伺服电机运行控制器的设计单位（系别）：自动化学生姓名：武波专业：电气工程与自动化班级：05010901学号：0513090137指导教师：聂岚答辩组负责人：徐辉填表时间：2013年6月重庆邮电大学移通学院教务处制摘要步进电机是最常见的一种电机，作为一种数字伺服执行元件，能与控制芯片相结合成伺服控制系统；具有良好的随动性，能够实现精准控制，在现代控制领域中具有不可替代的作用。
步进电机控制系统主要由步进控制器，功率放大器及步进电机等组成。
采用单片机控制，用软件代替上述步进控制器，使得线路简单，成本低，可靠性大大增加。
软件编程可灵活产生不同类型步进电机励磁序列来控制各种步进电机的运行方式。
本设计首先介绍了步进电机、AT89C52单片机、L297和L298N驱动电路的基本原理与功能；其次，设计步进电机实现起停、转向、速度控制方案；再次，在这些器件功能与特点的基础上，拟出设计思路，构建系统的总体框架；最后利用PROTEL软件绘出电路图，同时写出设计系统的运行流程和相关程序。
本设计主要思想是以AT89C52单片机为控制核心，L297和L298N作为驱动芯片。
通过单片机内部的定时器改变CP脉冲的频率时间对步进电机的转速控制，实现电机调速与正反转功能，并将电机所处的状态用数码管显示出来。
【关键词】伺服步进电机单片机AT89C52ABSTRACTStepper motor is one of the most common motors. As a digital servo actuators, it can be combined with a control chip into the servo control system; with the good follow—up, it can realize the precise control and hold an irreplaceable role in modern control domain. Stepper motor control system is mainly composed of stepping controller, power amplifier and the stepper motor, etc. Controlled by single chip microcomputer, using software instead of the above step controller, makes the circuit simple, low cost and reliability is greatly increased. Software programming can flexibly produce different types of stepper motor excitation sequence to control the operation of various kinds of stepper motor.This design first introduced the principle and function of the stepper motor, AT89C52 singlechip microcomputer, L297 and L298N drive circuit; Second, design the scheme of start-stop, steering and speed, position control of stepper motor; Once again, on the basis of these devices’ functions and characteristics, draw up the design idea and build the system's overall framework; Finally using PROTEL software draw circuit diagram, at the same time write a design system operation process and related procedures. The main idea of the design is based on AT89C52 single chip microcomputer as control core, chip L297 and L298 as a driver. Through single chip microcomputer internal timers to alter the frequency of CP pulses time stepping motor speed control, realizes the motor speed and positive &negative function, and use digital tube to display the motor's state.【Key words】servo stepper motor singlechip AT89C52目录前言 (1)第一章绪论 (2)第一节课题背景 (2)一、伺服电机的介绍 (2)二、伺服控制器的介绍 (3)第二节设计目的及系统功能 (4)第二章系统硬件分析 (6)第一节系统组成 (6)第二节步进电机简介 (8)一、步进电动机的种类 (8)二、步进电机的结构及工作原理 (9)三、步进电动机的驱动 (12)第三节单片机简介 (14)第四节电机驱动芯片介绍 (19)一、L297简介 (19)二、L298简介 (20)第五节测速和显示介绍 (22)一、光电编码器测速 (22)二、LED数码显示 (23)第三章系统硬件电路设计 (24)第一节系统整体设计 (24)第二节系统硬件电路设计 (25)一、电源电路设计 (25)二、时钟电路和复位电路设计 (26)三、驱动电路设计 (26)四、按键电路设计 (27)五、测速电路设计 (28)六、显示电路设计 (29)七、抗干扰设计 (29)第四章系统软件程序设计 (31)第一节系统主程序设计 (31)第二节键盘控制程序设计 (32)第三节正反转程序设计 (33)第四节加减速程序设计 (34)第五节显示子程序设计 (35)第六节定时中断程序设计 (36)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录 (40)一、英文原文 (40)二、英文翻译 (42)三、工程设计图纸 (44)四、源程序清单 (45)前言在电气时代的今天，电动机在工农业生产与人们日常生活中都起着十分重要的作用。
摘要本文以运动控制卡为上位机（哈工大博实精密测控MAC-3002SSP4运动控制卡），基于富士（GYS101DC2-T2B）交流伺服电（RYC101D3-VVT2）伺服驱动器并采用富士伺服电机自带的17 位编码器所构建的X—Y二维坐标仪。
模拟其速度和位置控制回路。
利用PID对其进行优化调节。
并介绍PID参数整定和稳态误差和模型函数响应。
利用其现有的设备，测量其定位精度与重复定位精度。
对数控工作台的进给装置有驱动作用的交流电机速度响应和位置定位精度的相关模拟实验。
通过理论分析和实验对伺服电机的控制性能进行系统的研究。
对其信号和控制环节进行分析。
根据衰减曲线法和响应曲线对PID参数进行选取。
并应用Simulink大大简化这一过程。
关键词：PID 速度环位置环稳态误差响应AbstractIn this paper，The X-Y-two-dimensional coordinates is made of by the motion control card of the PC (The precision measurement and control MAC-3002SSP4 motion control card of Hagong Da Boshi), based on Fushi (GYS101DC2-T2B) AC servo motor, (RYC101D3-VVT2) servo drives and the 17 - Construction of the encoder of the Fushi Ac servo motor. Simulated speed and position control loop.By using the PID Regulator to optimize.The system and the introduction of how to setting the PID parameters . the steady state error and the functions response. Using the equipment of our’s to measure its positioning accuracy and positioning accuracy of the measurements to repeat.NC table on the feeding devices are driving the exchange rate of response to the electrical positioning accuracy and location of the relevant simulation. Through theoretical analysis and experimental control of the servo motor performance systems.analysying Signal and control loop of its . According to attenuation curve and the response to selecte the PID parameters . We could simplified the application process greatly by using the Simulink .Keywords: speed loop location loop the steady state error response目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1机电一体化技术和伺服系统 (1)1.1.1 机电一体化概述 (1)1.1.2 伺服系统分类和特点 (2)1.2永磁同步电动机交流伺服运动控制系统概述 (2)1.2基于PC+运动控制卡的X—Y二维坐标仪 (3)第二章实验系统仿真组建分析及建模 (5)2.1系统构成分析 (5)2.2位置伺服系统控制方式与反馈方式 (6)2.2.1 伺服系统通常要求采用全闭环和半闭环控制的结构方式 (6)2.2.2 永磁同步电机控制方式 (8)2.3利用MATLAB组建系统 (8)2.3.1 利用MATLAB模拟半闭环伺服系统的组建 (8)2.3.2 数学模型的建立及仿真 (9)2.4永磁同步电机的数学模型 (10)2.5进给传动系统的动态特性分析 (13)2.5.1 纵向振动 (14)2.5.2 扭转振动 (16)2.5.3 关于系统阻尼对系统动态特性的影响 (18)第三章稳态响应和PID调节 (19)3.1系统的稳态误差与偏差的分析 (19)3.2开环频率特性与时域响应的关系 (22)3.3PID控制的基本原理 (23)3.3.1 PID校正概述 (23)3.3.2 利用MATLAB验证分析 (24)3.3.3PID控制器参数的整定 (29)第四章实验结果分析 (32)4.1信号分析 (32)4.2速度环调节 (33)4.3位置环调节 (37)4.4基于PC机的定位精度与重复定位精度的测量 (42)4.4.1 实验原理 (42)4.4.2数据测量和分析计算 (43)4.4.3结果分析 (44)结论 (45)致谢 (46)参考文献 (47)第一章绪论1.1 机电一体化技术和伺服系统1.1.1 机电一体化概述机电一体化技术是利用计算机的信息处理功能对机械进行各种控制的技术。
南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文）题目：SVPWM 在BLDC电机中的应用专业：自动化（数控技术）班级：XXXXX学号：XXXXXX学生姓名： XXXX指导教师： XXX 讲师起迄日期：2012.2～2012.6设计地点：实验楼 _Graduation Design (Thesis) SVPWM in The Application of BLDC MotorByZHU XiangSupervised byTENG Fu LinSchool of AutomationNanjing Institute of TechnologyJune, 2012摘要随着工业自动化的发展，人们对电机控制系统的性能要求越来越高。
矢量控制、直接转矩控制等先进的控制理论不断提出，而微处理器和控制器的更新换代特别是数字信号处理（DSP）的出现，使得理论成为实践。
智能化功率模块和空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术的出现，极大的改善了电机的控制性能。
本论文重点讲述了以功能强大的DSP、智能化的功率模块和先进的SVPWM技术实现永磁无刷直流电机的开环调速。
介绍了基于DSP的硬件控制平台的组成部分。
重点分析了SVPWM技术原理、产生PWM波的控制算法和程序的实现，最后在DSP 控制平台上对其控制性能进行了验证。
本论文所有的硬件电路设计和程序编写基于TMS320F2806建立的数字控制系统。
硬件电路中的电源电路，单片DSP最小系统电路等主要部分都是经过实际的焊制和调试。
软件设计中的SVPWM程序主要采用C语言套用格式，使用CCS（C2000）编译环境下在DSP控制平台上进行了实际调试和验证。
关键词：数字信号处理器；空间矢量PWM；逆变器ABSTRACTAlong with the development of industrial automation, people on the motor control system performance demand more and more. Vector control, direct torque control and other advanced control theories have been put forward, and the microprocessor controller and the update especially digital signal processor (DSP) appear, makes theory into practice. Intelligent power module and space vector pulse width modulation (SVPWM) technology appear, greatly improved the motor control performance.This paper focuses on the function of the powerful DSP, intelligent power module and advanced SVPWM technology to achieve permanent brushless dc motor of the open loop control. Introduces the hardware platform based on DSP control of the component. Analyses the SVPWM technology principle, produce PWM waves of the control algorithm and the realization of the program, and the last in the DSP control platform on the control performance is validated.This paper all the hardware circuit design and programming TMS320F2806 based on a digital control system. Hardware circuit of the power supply circuit, monolithic DSP minimum system such as the main part of the circuit is after the actual soldering and debugging. The software design of SVPWM procedure mainly using C language to format, using CCS (C2000) compiled environment in DSP control platform on the actual commissioning and validation.Key words：DSP；Space vector PWM；inverter目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 选题背景 (1)1.3 课题研究意义 (2)1.4 研究内容 (2)1.5 本文的结构 (2)第二章SVPWM的生成原理 (4)2.1 24V直流无刷电机调速控制 (4)2.2 几种PWM输出方法的比较 (4)2.3 SVPWM生成原理 (4)第三章SVPWM算法的实现 (7)3.1 扇区的判断 (7)3.2 相邻两矢量的开关作用时间 (7)3.3 切换顺序 (9)3.4 SVPWM的调速 (10)3.5 SVPWM波的死区控制 (10)第四章支持SVPWM发生器的硬件电路 (11)4.1 DSP微处理器 (11)4.2 DSP基本外围电路的设计 (12)4.3功率驱动电路 (14)4.4 SVPWM产生的硬件基础 (16)第五章SVPWM的软件设计 (18)5.1定点DSP的Q格式 (18)5.2 SVPWM控制参数的Q格式及代码实现 (19)5.3 SVPWM程序流程图 (20)5.4 实验结果分析 (21)第六章结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录A：硬件设计原理图 (26)第一章绪论1.1 引言SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)，即电压空间矢量脉宽调制，SVPWM是近年发展的一种比较新颖的控制方法，是由三相功率逆变器的六个功率开关元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波，能够使输出电流波形尽可能接近于理想的正弦波形。
毕业设计(论文)基于PLC的xy轴交流伺服运动控制装置THE XY AXIS AC SERVO MOTION CONTROL DEVICE BASED ON THE PLC学生姓名学院名称机电工程学院专业名称机械设计制造及其自动化指导教师年月日徐州工程学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名：日期：年月日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。
徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。
徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要传统的运动控制系统由于其封闭式的结构、控制软件的兼容性差、容错性和可靠性差、缺少网络功能等缺陷，已不能满足现代运动控制的要求。
现代运动控制技术是计算机技术、传感技术、电力电子技术和机械工程技术等的继承和综合应用，用于机械传动的自动化和智能化的创建，对机械传动的运动位置、运动轨迹和各种运动参数进行实时的控制和管理。
本设计的主要工作是对机电一体化教学设备的控制系统的设计，该设计以对加工中心的设计方法及步骤为主线展开设计，包括控制系统总体设计，系统软件、硬件的选择，系统的调试等内容。
设计硬件如下：信息处理和控制由PLC系统完成；驱动元件为国内自行设计、自主开发、自有工厂制造的全数字式MR-J3-10A交流伺服驱动器；执行机构是HF-KP13交流伺服电机；机械本体为一个两维的X-Y工作平台，是工业应用中最典型的控制对象之一；反馈检测元件为编码器。
《面向数控的伺服控制器的设计与实现》面向数控的伺服控制器设计与实现一、引言随着制造业的快速发展，数控技术已经成为现代制造业不可或缺的一部分。
伺服控制器作为数控系统的核心组成部分，其性能直接影响到数控设备的加工精度和效率。
因此，设计并实现一款高性能的面向数控的伺服控制器显得尤为重要。
本文将详细介绍伺服控制器的设计思路、实现方法及实验结果。
二、设计思路1. 总体设计伺服控制器的设计需考虑到实时性、稳定性和精度等多方面因素。
总体设计采用模块化思想，将伺服控制器分为控制单元、驱动单元、反馈单元等模块。
控制单元负责接收上位机指令，解析并生成控制信号；驱动单元根据控制信号驱动电机运动；反馈单元则将电机的实际位置信息反馈给控制单元，形成闭环控制。
2. 控制策略设计伺服控制器的核心是控制策略。
本文采用先进的PID（比例-积分-微分）控制算法，通过调整PID参数，实现对电机的高精度控制。
此外，为提高系统的动态性能和稳定性，还采用了前馈控制和扰动观测器等控制策略。
3. 硬件设计硬件设计是伺服控制器实现的基础。
根据实际需求，选用合适的微处理器、功率驱动器件、传感器等元器件，并合理布局电路，确保系统的稳定性和可靠性。
4. 软件设计软件设计是实现伺服控制器功能的关键。
采用C语言或汇编语言编写控制程序，实现控制算法、通信协议等功能。
同时，为方便用户使用，还需开发上位机软件，实现参数设置、状态监测等功能。
三、实现方法1. 硬件实现根据硬件设计图纸，制作伺服控制器的电路板，并将元器件焊接到电路板上。
为确保系统的稳定性和可靠性，需对电路板进行严格的质量检测。
2. 软件实现在微处理器上编写控制程序，实现控制算法、通信协议等功能。
同时，开发上位机软件，方便用户进行参数设置和状态监测。
在软件实现过程中，需注意程序的实时性和稳定性，确保系统能够快速响应上位机的指令。
3. 系统调试与测试完成硬件和软件实现后，需对系统进行调试和测试。
首先，对电路板进行电源测试、信号完整性测试等；其次，对控制程序进行功能测试、性能测试等；最后，对整个系统进行联调测试，确保系统能够正常工作并达到预期性能指标。
摘要随着科学技术的进步，传统的运动控制系统由于本身的特性限制难以满足现代工业的要求，研究和开发具有开放式结构的高性能运动控制器已成为当前运动控制领域的重要发展方向。
本论文以永磁交流同步伺服电动机为核心，对运动控制器的硬件结构进行了全面的改进，实现了运动控制单元和外围处理单元，研制了一种用常规芯片系列组成的运动控制器，提出了采用单稳态多谐振荡器和数据选择器的四倍频辨向电路。
该系统硬件结构是基于普通PC机或工控机的ISA总线而开发，其功能集12位DAC转换、定时中断、脉冲接收、倍频辨向计数、零点检测及使能报警等于一体。
该系统的软件结构通过对系统CMOS／实时时钟(RTC)编程实现高精度定时硬件中断，对系统CMOS/实时时钟(RTC)编程实现高精度定时，在中断程序中加入PID控制算法，可以满足高精度的伺服电机位置控制的要求。
关键字：伺服系统实时钟 PID控制ABSTRACTWith the progress of the technology, it is diffcult for the traditional Motion ControlSystem to satisfy the demands of the modern industry. Currently, it has been an important trendin the motion control field to develop the high-capability Motion Controller with the openstructure.Motion controller composed of general chip series is developed and Quadruple differential Circuit utilizing dual monostable multivibra-tors with Sehmitt trigger inputs and dual 4_line to 1_line data selectors or multiplexers is put forward.Hardware framework of the system is basedon ISA buses of general PC or IPC,including 12_bit multiplying D/A conversion,time interruptpulse receiving,zero check and on-off and warning circuit.Software framework is put forward based on the technical programming the CMOS/Real Timer Clock,adopting VtoolsD to programme VxD and real-time position control of servo electromotor is realized.So the key problem of developing NC in the Windows is solved.And,PID controller is designed,PID control arithmetic is programmed,parameters of control system are adjusted online，experiment is researched and the result is analyzed.Experimental result showed that programming CMOS／RTC,realizing high precision time through program VxD along with PID arithmetic in the interrupt can meet the requjre of high preci sion position control of servo electromotor.The paper firstly introduces the origin, research significance, related technical status and main contents of the task, and describes the system as a whole in detail, then discusses the hardware design, software design, and the algorithms design respectively. Finally, The paper brings forward the main contents of advanced research.Keyword:毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：目录摘要 (I)目录 (III)第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2位置伺服系统的构成 (2)1.3伺服系统的发展历程 (3)1.4伺服系统的发展趋势 (4)第二章永磁交流同步伺服电动机的工作原理及数学模型 (7)2．1永磁交流同步伺服电动机的结构 (7)2．2永磁交流同步伺服电动机的工作原理 (7)2．3永磁交流同步伺服电动机的数学模型 (8)第三章伺服控制系统设计 (10)3.1系统方案设计 (10)3.2I SA总线 (11)3.3总线驱动、数据锁存及译码电路 (12)3.4中断定时电路 (14)3．5使能报警I／0电路 (14)3．6倍频辨向电路与脉冲接收电路 (15)3．7数模转换电路 (17)第四章系统CMOS／实时时钟硬件中断定时 (20)4．1W INDOWS系统中时钟的选择 (20)4．2通过对系统CMOS／实时时钟(RTC)编程实现高精度定时 (21)4．2．1系统CMOS／实时时钟简介 (21)4.2.2W INDOWS 98环境下实时钟的使用 (23)4.2.3对RTC编程的实现 (23)4．3中断时间的测试 (25)第五章 P ID控制 (27)5．1P I D控制简介 (27)5．2P L D控制器设计 (28)5.3P I D控制器的软件编制 (30)5.4控制系统参数的整定 (30)第六章总结与展望 (32)6.1总结 (32)参考文献 (34)伺服运动控制器的研究第一章绪论1.1 引言随着科学技术的进步，传统的运动控制系统由于其自身的特性限制已不能满足现代工业和社会发展的要求。
归纳起来，主要表现在以下几个方面:1、封闭式结构。
提供给用户的只是特定环境下特定功能的目标作业，控制系统的内部包括控制算法和底层的接口等对用户是一个“黑箱”。
这种结构不便于对系统的功能进行扩展和改进，也不便于对系统资源进行共享和再利用。
2、控制软件的兼容性差。
控制软件的结构依赖于处理器硬件，在不同的系统间移植比较困难，同时也给软件的升级和更新带来了不便。
3、容错性和可靠性差。
由于采用了多片单片机并行的结构，使得系统的通讯和同步难以实现，同时数据相关性复杂，导致控制系统的容错性和可靠性变差。
4、缺少网络功能。
不利于构造大系统，无法实现多系统协调以及远程和漫游控制。
针对传统运动控制系统的这些缺陷，研究和开发具有开放式结构的高性能运动控制器己成为当前运动控制领域的一个重要发展方向，引起了人们的广泛关注。
1986年以来，世界工业界一直致力于在制造业中推广开放、积木式结构控制技术。
1O多年来，这一技术己在计算机行业取得巨大成功。
在开放式结构控制技术的指导下，计算机控制器完成了从造价昂贵的专业化大中型机到开放、积木式通用个人计算机的变革，使计算机技术很快地进入到各行业的各个部门和家庭。
这为发展开放式结构的运动控制系统积累了经验，创造了良好的条件。
现代通讯和网络控制技术日新月异，并在人们的生活中占据越来越重要的位置。
发展智能运动控制系统也将是我国21世纪的发展战略。
运动控制器利用高性能微处理器及大规模可编程逻辑器件实现伺服电机的多轴协调控制，将实现运动控制的底层软件和硬件集成在了一起，具有伺服电机控制所需的各种速度、位置控制功能。
与传统的数控装置相比，运动控制器具有以下特点: 1、技术更新。
功能更加强大，可以实现多种运动轨迹的控制。
2、结构形式模块化。
可以方便地组合，建立适用于不同场合的控制系统。
3、操作简单。
在PC机上经简单编程即可实现运动控制，不需要专门的数控软件。
以运动控制器作为独立的标准部件可以明显缩短新产品的研制开发周期，有利于使用者创造自己的品牌产品。
目前，运动控制器的应用日益广泛，可以说只要有伺服电机应用的场合就离不开运动控制器。
运动控制器以其特有的灵活性和优异的轨迹控制能力使许多工业生产设备焕发出勃勃生机。
尤其值得注意的是，运动控制器在随动系统、伺服跟踪平台、天线稳定平台和火炮系统等领域有着广泛的用途，对于我军武器装备的改造和研制具有重大的影响。
因此，对运动控制器进行研究与开发具有重要的意义。
1.2位置伺服系统的构成按伺服系统调节理论，机床伺服系统通常可分为开环、半闭环和闭环系统。
开环系统没有测量反馈环节。
半闭环和闭环系统有测量反馈环节，其中，半闭环系统只有安装在丝杠或驱动电机转轴上的测量元件，检测与角位移有关的物理量，而闭环系统具有安装在工作台上的测量元件，可检测与直线位移有关的物理量。
开环系统没有反馈信号，其精度差，而半闭环和闭环系统，可根据检测器的反馈信号与指令信号的比较结果来进行速度和位置控制，有较高的控制精度。
由于丝杠和工作台间传动误差的存在，半闭环系统的精度要比闭环系统的精度低，但比闭环系统简单，易调整。
