伺服转台的传动系统设计_毕业设计 精品

南京化工职业技术学院毕业论文设计题目：基于PLC的伺服系统的运动控制系统设计毕业设计（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。

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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？□优□良□中□及格□不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？□优□良□中□及格□不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩：□优□良□中□及格□不及格（在所选等级前的□内画“√”）教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年月日教学系意见：系主任：（签名）年月日摘要本文采用运动控制系统，完成三菱电机杯竞赛的关于伺服电机如何实现系统的运动控制系统。

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。

高精密伺服转台控制系统的设计作者：侯铭泽邢琳来源：《理论与创新》2018年第12期摘要：在现代化技术中，尤其是车辆技术中，惯性导航系统占据非常重要的地位。

标定、测试、检验惯性导航仪表或惯性导航系统最重要的设备就是惯导测试设备，研究高精密伺服转台对于车载系统的发展有着至关重要的作用。

文章设计了采用伺服电机驱动、精密齿轮传动的高精密伺服转台的控制系统，以供参考。

关键词：导航系统；高精密伺服转台；前馈控制；圆光栅本文设计并研制了高精密伺服转台的控制系统。

该转台基于高速 DSP的采样数字控制技术为基础的前提下，采用全闭环控制系统。

其定位精度高、系统反应快、运动稳定等特点，可以满足转台位置伺服精度的要求。

本文就设计初衷、设计过程等方面对高精密伺服转台控制系统进行深度剖析，为车载方向安装高精密伺服系统提供更加有力的支持。

1 高精密伺服转台控制系统的选择目前发达国家的高精密惯性测试设备系统研发的较成熟，但其对高精密惯性测试设备采取技术封锁，所以引进是非常困难的。

即便能够引进，其价格也是十分昂贵的，和国内研制费用相比，是国内的3～5倍。

因此，自己研发高精密伺服转台控制系统不仅为中国今后高性能车载系统的研制提供必要的技术保证，还可为国家节约大量的外汇。

对高精密伺服控制系统的研究是推动高精密伺服转台发展的必经环节。

该控制系统的转台位移检测采用的是圆光栅，同时采用了双闭环随动系统。

双闭环随动系统是由数字位置环和模拟电流环共同组成的系统，其中位置控制器是带有速度前馈和加速度前馈的数字PID伺服滤波器，前馈就是对观察情况、收集整理信息、掌握规律、预测趋势，正确预计未来可能出现的问题，提前采取措施，将可能发生的偏差消除在萌芽状态中，为避免在未来不同发展阶段可能出现的问题而事先采取的措施。

根据实验表明，高精度伺服转台控制系统的转台运行1.148h，在这个运行过程中位置伺服精度在±1s的范围内，且位置伺服系统主要是用来控制被控对象的某种状态或某个过程，使其输出量能自动地、连续地、精确地复现或跟踪输入量的变化规律。

9英寸4U高的标准抽屉,前面板如图3所示。

图1方位双转台伺服系统组成框图-71-《电子设计工程》2010年第6 期图3转台控制器前面板示意图图4加固PC-104计算机好的抗振性,适用于环境恶劣的机载设备。

经过加固后的PC-104计算机如图4所示。

转台控制计算机软件采用Windows NT 操作系统[3],便于开发,具有高可靠性、安全性等特点。

软件模块主要包括实时控制和人机接口两部分。

实时控制部分主要包括数据采集、坐标变换、网络及串口通讯、控制保护等;人机接口部分主要包括显示管理、参数管理、故障监测等模块。

驱动电路由电机-测速机组、功率放大器、电流环、速度环和EMI 滤波电路组成。

主要用于功率放大、电流控制等。

驱动电机选用永磁直流力矩电机,功率放大选用线性功率放大器,动态性能好,电磁干扰小、简单、可靠。

稳定陀螺选用航空速率陀螺,构成陀螺稳定环,以隔离动载体姿态变化对跟踪的影响。

转台控制器的主要工作方式有待机、指向、程序跟踪。

3转台双转台是安装于某工程动载体上的机电设备,转台采用高精度齿轮驱动,为控制转台的重量及满足动载体设备的环境要求,选用铝合金材料柔性加工,齿轮及轴采用合金钢,轴承采用高精度圆锥滚子轴承及球轴承[4],以便于提高转台刚度和机械性能。

4稳定转台引导原理稳定转台引导原理图如图5所示,它利用惯性导航系统(INS 给出动载体所在的地理经度、纬度,动载体姿态参数(动载体相对正北方向的航向角k 、动载体相对水平面的横滚角Φ、动载体相对水平面的俯仰角θ,再根据上位机的位置指令,通过控制计算机计算两个转台的方位角,进行引导,使转台实时随动[5]于上位机指令。

根据本地控制单元的命令和动载体上的INS 测出的动载体位置经纬度和动载体姿态,可以计算出转台对目标跟踪的机体角度,假设动载体经度为λ0,纬度为φ0;目标点经度为λA ,纬度为φA ;则两点的方位角αα=tan-1sin (λA -λ0cos φAcos φ0sin φA -sin φA cos (λA -λ0(1α为大地角度,通过坐标转换成甲板角度α′α′=tan -1sin Φsin θcos EL cos (α-k +cos Φcos EL sin (α-k -sin Φcos θsin EL((2因为转台只在水平方向作一维转动,所以式(2中转台俯仰角EL 为0°,则简化式(2α′=tan -1sin Φsin θcos (α-k +cos Φsin (α-kcos Φcos (α-k(3若α′>45°且α′<135°,为转台1工作,转动角度为:若α′-90°;α′>225°且α′<315°,为转台2工作,转动角度为:α′-270°。

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。

数控机床主传动系统设计毕业设计(工作计划数控机床主传动系统设计毕业设计(工作计划,工作总结,文献综述)工作计划毕业设计是在学生完成全部理论教学和时间教学后所进行的一次综合训练，是整个教学过程中最后一个主要的实践教学环节，目的是使学生综合运用所学的基础理论，专业知识和基本技能，进行工程设计和科学研究等工程师的基本训练，进一步培养学生的科学态度，独立分析和解决问题的能力以及创新的精神。

因此，我为这次毕业设计制定了一个详细周密的工作计划。

本次毕业设计完成需12_15周。

预期结果为主轴箱展开图、横剖面图、转速图和功率扭矩图、传动系统图、拆主轴零件图及主轴的加工编程等。

结果表现形式为全部设计图纸及设计说明书。

1基本要求（1）中英文文献及文献综述各一份（2）阅读有关材料15篇（3）外文资料翻译3000字以上（4）设计说明书10000字以上（5）折成A0号图纸4张2设计任务（1）运动设计（2）动力设计（3）结构设计（4）主轴数控加工编程（5）拆主轴零件图（6）传动系统图（7）主轴箱展开图（8）横剖面图（9）转速图和功率扭矩图3工作计划（1）第1_2周实习调研、检阅资料（2）第3_4周方案确定、开题报告（3）第5_8周设计数控机床主传动系统总体方案（4）第9_13周外文翻译（5）第14周撰写说明书（论文）（6）第15周上交设计（论文）工作总结本文完成了数控机床主传动系统设计。

主传动系统是实现主运动的传动系统，它的转速高、传递的功率大，是数控机床的关键部件之一。

对它的精度、刚度、噪声、温升、热变形都有严格的要求。

由于数控机床的主运动要求有较大的调速范围，因此数控机床的主传动电机主要使用交流变频调速伺服调速电机。

由于主运动采用了无级变速，为了确保低速时的扭矩，数控机床在交流和直流电机无级变速的基础上配以齿轮变速。

数控机床采用带有变速齿轮的主传动。

通过少数几对齿轮减速，扩大了输出扭矩，以满足主轴输出扭矩特性的要求，以获得强力切屑时所需要的扭矩。

ISSN 100020054CN 1122223 N 清华大学学报(自然科学版)J T singhua U niv (Sci &Tech ),2004年第44卷第8期2004,V o l .44,N o .813 37105421056高精密伺服转台控制系统的设计黄令龙,　郭阳宽,　蒋培军,　李　晟,　李庆祥,　陈张玮(清华大学精密仪器与机械学系,北京100084)收稿日期:2003210227作者简介:黄令龙(19782),男(汉),四川,硕士研究生。

通讯联系人:李庆祥,教授,博士生导师,E 2m ail :liqx @p i m .tsinghua .edu .cn摘　要:该文设计并研制了高精密伺服转台的控制系统。

该控制系统采用圆光栅作为转台位移检测工具,采用了数字位置环和模拟电流环共同组成双闭环随动系统,其中位置控制器是带有速度前馈和加速度前馈的数字P I D 伺服滤波器。

实验结果表明,该转台运行1.148h 过程中位置伺服精度在±1″范围内,控制系统速度阶跃响应时间小于50m s ;运动稳定,速度变化范围小于±10%,满足高精密伺服转台位置伺服的精度要求。

关键词:导航系统;高精密伺服转台;前馈控制;圆光栅中图分类号:V 249.32文献标识码:A文章编号:100020054(2004)0821054203Con trol system for h igh -prec isionturn tableH UANG L ing long ,GUO Ya ngkua n ,J I A NG Pe ijun ,L I S he ng ,L IQ ingxia ng ,CHEN Zha ngw e i(D epart men t of Prec ision I n stru men ts and M echanology ,Tsi nghua Un iversity ,Be ij i ng 100084,Chi na )Abstract :H igh 2p recisi on servo turn tables are w idely used in inertial navigati on system s,w here their p recisi on m ainly depends on the contro l system.T h is paper describes a contro l system developed fo r a set of h igh 2p recisi on servo turn tables .T he system has a double clo sed 2loop contro l system w ith a digital po siti oning loop and an analog current loop.A circular grating is used fo r accuratepo siti oning .T he digital singnal p rocesso r (D SP )based po siti oncontro ller com bines a P I D servo w ith velocity feedfo r w ard and accelerati on feedfo r w ard contro l to i m p rove perfo rm ance .T estresults show ed that the po siti oning p recisi on w as w ithin ±1″during stable operati on of 1.148h .T he step response interval is less than 50m s and mo ti on fluctuati ons are less than ±10%,so the system p rovides accurate po siti oning servo contro l .Key words :navigati on system;h igh 2p recisi on servo turn table;feedfo r w ard contro l;circular grating惯性导航系统在现代化技术中,尤其是在国防技术中,占有非常重要的地位。