本文關(guān)鍵詞：基于貝加萊PCC的直線電機運動控制實驗系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：直線電機采用直接驅(qū)動方式,其快速響應和精密控制等性能具有先天優(yōu)勢。伴隨著電機材料和制造工藝的改進以及控制技術(shù)的發(fā)展,直線電機不僅在電動窗、磁頭定位驅(qū)動和空氣壓縮機等裝置上得到了廣泛的應用,而且很快推廣到電動門、起重機、磁懸浮列車、激光切割機、等離子切割機和電火花加工等領(lǐng)域,成為現(xiàn)代非常重要的動力轉(zhuǎn)換及傳輸部件。貝加萊最新的X20可編程計算機控制器(PCC)運行速度快,體系結(jié)構(gòu)模塊化,使控制系統(tǒng)設(shè)計更加靈活,所具有的通用性和開放性特點以及檢測、貯存、顯示、調(diào)節(jié)、控制和報警等一應俱全的功能,使其非常適用于位置、速度等物理量的連續(xù)調(diào)節(jié)和實時控制。編程軟件所具有的多種編程方式使編程更自由、靈活,能夠?qū)CC所控制的系統(tǒng)進行實時仿真。論文首先回顧了PCC的發(fā)展歷史,介紹了PCC的體系結(jié)構(gòu)及功能特點。闡述了運動控制系統(tǒng)和直線電機的特點及主要參數(shù)和性能指標,在此基礎(chǔ)上建立了直線電機的數(shù)學模型,借助MATLAB/SIMULINK對直線電機控制系統(tǒng)進行仿真。然后,將直線電機控制系統(tǒng)模型導入到編程軟件AUTOMATION STUDIO中,自動生成C代碼,通過軟件編程和硬件配置實現(xiàn)了運動控制功能。對直線電機運動控制系統(tǒng)做了位移、速度、PWM控制和位置誤差實驗,分析了實驗結(jié)果。最后,利用PCC強大的網(wǎng)絡通信功能,還將基于單片機的直線電機運動控制器與PCC相連接,對于一個單片機控制器使用串口通信控制,對于多個單片機控制器使用CAN總線進行異構(gòu)控制。用貝加萊編程軟件設(shè)計了人機界面,便于觀察和控制。實驗結(jié)果表明,基于PCC的直線電機控制實驗系統(tǒng)基本達到了設(shè)計要求,具有運行平穩(wěn),反應速度快,精確度高等特點。
【關(guān)鍵詞】：直線電機 PCC 運動控制 實驗系統(tǒng)
【學位授予單位】：天津職業(yè)技術(shù)師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM359.4
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 可編程控制器的發(fā)展歷史10-11
• 1.3 PCC概述11-15
• 1.3.1 PCC原理結(jié)構(gòu)11-12
• 1.3.2 PCC組成結(jié)構(gòu)12-13
• 1.3.3 PCC產(chǎn)品特點13
• 1.3.4 X20PCC13-15
• 1.3.5 PCC工作過程15
• 1.4 本文的主要內(nèi)容15-17
• 第2章 直線電機運動控制系統(tǒng)模型分析17-27
• 2.1 運動控制系統(tǒng)17
• 2.1.1 運動控制系統(tǒng)概念17
• 2.1.2 運動控制系統(tǒng)組成17
• 2.2 直線電機17-18
• 2.2.1 直線電機特點17-18
• 2.2.2 直線電機參數(shù)18
• 2.3 直線電機模型18-20
• 2.4 控制系統(tǒng)模型分析與仿真20-21
• 2.5 控制系統(tǒng)模型非線性分析與仿真21-26
• 2.5.1 飽和非線性分析與仿真22-24
• 2.5.2 死區(qū)非線性分析與仿真24-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 第3章 直線電機運動控制實驗系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)27-34
• 3.1 控制系統(tǒng)流程27
• 3.2 控制系統(tǒng)硬件27-31
• 3.2.1CPU模塊28-29
• 3.2.2 直流電機模塊29
• 3.2.3 計數(shù)器模塊29
• 3.2.4 模擬量輸入模塊29-30
• 3.2.5 I/O模塊特點30-31
• 3.2.6 端子排與接線31
• 3.3 直線電機信號研究31-33
• 3.3.1 位移、速度信號31-32
• 3.3.2 電流信號32-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 直線電機運動控制系統(tǒng)軟件34-49
• 4.1 PCC編程環(huán)境34-36
• 4.1.1B&R Automation Studio簡介34-35
• 4.1.2 分時多任務操作系統(tǒng)35-36
• 4.2 控制器設(shè)計36-38
• 4.2.1 PID控制原理37-38
• 4.2.2 PID simulink模型38
• 4.3 控制系統(tǒng)模型從Matlab導入AS38-43
• 4.3.1 AS與Matlab連接條件39
• 4.3.2 AS與Matlab連接過程39-43
• 4.4 硬件添加43-44
• 4.5 網(wǎng)絡連接44-45
• 4.6 PWM45-46
• 4.7 診斷和監(jiān)控46-48
• 4.8 本章小結(jié)48-49
• 第5章 直線電機控制實驗與結(jié)果分析49-52
• 5.1 位移控制實驗49-50
• 5.2 速度控制實驗50-51
• 5.3 PWM控制實驗51
• 5.4 位置誤差實驗51
• 5.5 本章小結(jié)51-52
• 第6章 直線電機網(wǎng)絡控制52-62
• 6.1 串口通信52-55
• 6.1.1 通信傳輸方式52
• 6.1.2 通信協(xié)議的使用52
• 6.1.3 硬件連接52-53
• 6.1.4 串口通信實現(xiàn)53-55
• 6.2 CAN總線55-58
• 6.2.1 CAN總線特點55
• 6.2.2 CAN信息包55-56
• 6.2.3 報文發(fā)送56
• 6.2.4 CAN總線控制實現(xiàn)56-58
• 6.3 直線電機控制系統(tǒng)人機界面58-61
• 6.3.1 人機界面58-60
• 6.3.2 VNC遠程顯示60-61
• 6.4 本章小結(jié)61-62
• 第7章 結(jié)論62-64
• 參考文獻64-67
• 致謝67-68
• 申請學位期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文68

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