本文關鍵詞：基于EtherCAT的L型造波機運動控制系統(tǒng)設計　出處：《大連理工大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：在海洋工程研究領域中,L型造波機是一種在實驗室環(huán)境下模擬大范圍多向不規(guī)則波的陣列式實驗設備。L型造波機的研制為研究波浪特性、掌握波浪運動對結(jié)構(gòu)物的作用影響提供科學的實驗條件,對于發(fā)展海洋工程設計理論和提升海洋工程結(jié)構(gòu)物建造技術水平具有重大的意義。本文介紹了L型造波機的工作原理及設計中的關鍵技術。通過對包米勒運動控制技術和EtherCAT網(wǎng)絡技術進行深入研究,提出了一種基于EtherCAT網(wǎng)絡的具有多級主從式結(jié)構(gòu)的同步運動控制系統(tǒng)設計方案。方案應用于156軸大功率L型造波機的研制中,實現(xiàn)了所有造波單元的嚴格同步控制。上位機控制軟件采用Windows平臺下MFC開發(fā),下位機采用包米勒Controller PLC02運動控制器,并在其一體化開發(fā)軟件ProMaster中完成系統(tǒng)配置和運動控制程序的開發(fā)。上位機與各運動控制器的通信采用套接字編程,實現(xiàn)以太網(wǎng)TCP通信傳輸。針對上位機和各運動控制器之間數(shù)據(jù)量大、傳輸速度慢的問題,采用無損數(shù)據(jù)壓縮降低數(shù)據(jù)量,并應用多線程通訊方式提高數(shù)據(jù)傳輸速率。針對運動控制器的性能有限情況,設計一種快速有效的三次樣條函數(shù)插值算法,實現(xiàn)運動軌跡的在線插補。另外由于該系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)慣量大和總體負載大的特點,存在啟停過程中電機過流問題。為此提出了一種基于余弦函數(shù)的擬合算法優(yōu)化造波機的啟停。在各個性能指標的驗證試驗中,該系統(tǒng)運行穩(wěn)定,數(shù)據(jù)傳輸速度快,同步性能高,完全滿足大范圍海浪模擬應用要求。多級主從式結(jié)構(gòu)同步運動控制技術在造波機應用中的實現(xiàn),為研制更大型的L型造波機系統(tǒng)提供了技術支持,并且也為其它領域的大型復雜運動控制系統(tǒng)的同步設計提供了參考。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P75;TP273

【參考文獻】

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本文編號：1322725