大型多板造波系統(tǒng)的多控制器同步技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-09-24 13:48
針對海洋工程實驗室中大型多板造波系統(tǒng)的控制同步問題,基于多PLC控制結(jié)構(gòu)提出了一種新型的同步補償方法;首先利用EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的實時通信特點,通過網(wǎng)絡(luò)分布時鐘精確計算控制器間的延遲;其次使用主動補償方式處理多時鐘系統(tǒng)間的同步問題;該方法將造波系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)特點與EtherCAT控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢機密地結(jié)合在一起,在提高整個系統(tǒng)同步性能的同時也增加了系統(tǒng)的靈活性,并滿足了大型人工模型造波的運動控制要求;最后設(shè)計控制器實驗對所提方法進行驗證,實驗結(jié)果表明所提的多控制器同步方法可以有效地補償延遲,系統(tǒng)的同步誤差小于10μs,完全符合造波系統(tǒng)的技術(shù)要求。
【文章來源】:計算機測量與控制. 2020,28(04)
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
推板式和搖板式示意圖
本文構(gòu)建的多控制器運動同步測試系統(tǒng)主要由倍福CX2030控制器、EL6695網(wǎng)橋、AX5112驅(qū)動器、AM8000電機等構(gòu)成,如圖2所示。CX2030控制器采用雙核i7處理器(主頻1.5GHz)和2GB的內(nèi)存,軟件環(huán)境為TwinCAT(The Windows control and automation technology)3,TwinCAT是一種基于軟件的PLC運行環(huán)境,基于Windows操作系統(tǒng)實現(xiàn)了實時運行核,保證PLC任務(wù)周期的實時性。TwinCAT 3支持多核技術(shù),允許不同的PLC任務(wù)運行于不同的CPU核上。為實現(xiàn)主動吸收式的造波系統(tǒng)提供了良好的硬件支持。1.3 EtherCAT網(wǎng)絡(luò)簡介
EtherCAT具有高帶寬利用率、高實時性和拓撲結(jié)構(gòu)靈活的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。它在數(shù)據(jù)鏈路層是專用的ESC(EtherCAT slave controller)控制器,而在物理層與標準以太網(wǎng)設(shè)備兼容。區(qū)別于標準以太網(wǎng)鏈路層存儲轉(zhuǎn)發(fā)機制,EtherCAT數(shù)據(jù)幀經(jīng)過ESC控制器時是動態(tài)插入和讀取數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)不做緩存,明顯的縮短數(shù)據(jù)傳輸處理延遲時間[4],數(shù)據(jù)處理時間延遲僅為幾納秒[5]。2 單控制器同步原理
【參考文獻】:
期刊論文
[1]搖板式造波實驗臺的設(shè)計及實驗[J]. 陳俊華,王丁一,程少科,李越. 實驗室研究與探索. 2016(09)
[2]基于倍福TwinCAT的搖板式造波控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 王丁一,程少科,陳俊華,張雷. 機械工程師. 2016(07)
[3]分段式造波機生成斜向波浪特性的理論研究[J]. 周政,柳淑學,李金宣. 水運工程. 2016(05)
[4]基于EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的伺服造波控制系統(tǒng)[J]. 聶俊杰,徐東亮,王龍飛,陳宗雨. 組合機床與自動化加工技術(shù). 2016(05)
[5]EtherCAT時鐘同步技術(shù)研究[J]. 劉輝,林威,王培盛,張欽宇. 計算機測量與控制. 2014(11)
[6]基于EtherCAT總線的多軸運動控制系統(tǒng)[J]. 劉文濤,張杰,翁正新. 測控技術(shù). 2014(10)
[7]多控制器多軸同步技術(shù)用于造波機系統(tǒng)的研究[J]. 李木國,陳永富,王靜. 計算機測量與控制. 2013(11)
[8]水池搖板式造波機傳遞函數(shù)研究[J]. 鄭文濤,姚木林,蘭波,張波. 船舶力學. 2011(11)
[9]解決以太網(wǎng)協(xié)議實時性的幾種方案[J]. 伍一帆,石旭剛,黃秀珍,蔣文榮. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2008(10)
碩士論文
[1]基于EtherCAT的多控制器同步的造波機控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 丁可.大連理工大學 2018
本文編號:3407864
【文章來源】:計算機測量與控制. 2020,28(04)
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
推板式和搖板式示意圖
本文構(gòu)建的多控制器運動同步測試系統(tǒng)主要由倍福CX2030控制器、EL6695網(wǎng)橋、AX5112驅(qū)動器、AM8000電機等構(gòu)成,如圖2所示。CX2030控制器采用雙核i7處理器(主頻1.5GHz)和2GB的內(nèi)存,軟件環(huán)境為TwinCAT(The Windows control and automation technology)3,TwinCAT是一種基于軟件的PLC運行環(huán)境,基于Windows操作系統(tǒng)實現(xiàn)了實時運行核,保證PLC任務(wù)周期的實時性。TwinCAT 3支持多核技術(shù),允許不同的PLC任務(wù)運行于不同的CPU核上。為實現(xiàn)主動吸收式的造波系統(tǒng)提供了良好的硬件支持。1.3 EtherCAT網(wǎng)絡(luò)簡介
EtherCAT具有高帶寬利用率、高實時性和拓撲結(jié)構(gòu)靈活的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。它在數(shù)據(jù)鏈路層是專用的ESC(EtherCAT slave controller)控制器,而在物理層與標準以太網(wǎng)設(shè)備兼容。區(qū)別于標準以太網(wǎng)鏈路層存儲轉(zhuǎn)發(fā)機制,EtherCAT數(shù)據(jù)幀經(jīng)過ESC控制器時是動態(tài)插入和讀取數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)不做緩存,明顯的縮短數(shù)據(jù)傳輸處理延遲時間[4],數(shù)據(jù)處理時間延遲僅為幾納秒[5]。2 單控制器同步原理
【參考文獻】:
期刊論文
[1]搖板式造波實驗臺的設(shè)計及實驗[J]. 陳俊華,王丁一,程少科,李越. 實驗室研究與探索. 2016(09)
[2]基于倍福TwinCAT的搖板式造波控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 王丁一,程少科,陳俊華,張雷. 機械工程師. 2016(07)
[3]分段式造波機生成斜向波浪特性的理論研究[J]. 周政,柳淑學,李金宣. 水運工程. 2016(05)
[4]基于EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的伺服造波控制系統(tǒng)[J]. 聶俊杰,徐東亮,王龍飛,陳宗雨. 組合機床與自動化加工技術(shù). 2016(05)
[5]EtherCAT時鐘同步技術(shù)研究[J]. 劉輝,林威,王培盛,張欽宇. 計算機測量與控制. 2014(11)
[6]基于EtherCAT總線的多軸運動控制系統(tǒng)[J]. 劉文濤,張杰,翁正新. 測控技術(shù). 2014(10)
[7]多控制器多軸同步技術(shù)用于造波機系統(tǒng)的研究[J]. 李木國,陳永富,王靜. 計算機測量與控制. 2013(11)
[8]水池搖板式造波機傳遞函數(shù)研究[J]. 鄭文濤,姚木林,蘭波,張波. 船舶力學. 2011(11)
[9]解決以太網(wǎng)協(xié)議實時性的幾種方案[J]. 伍一帆,石旭剛,黃秀珍,蔣文榮. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2008(10)
碩士論文
[1]基于EtherCAT的多控制器同步的造波機控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 丁可.大連理工大學 2018
本文編號:3407864
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