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运动控制技术是机械自动化程度提高的决定性行因素及推动新产业革命的关键技术。通用运动控制器作为一个独立的工业自动化控制产品,已经被越来越多的产业领域所接受,并且它已达到一个引人瞩目的市场规模。采用传统的开发方法对运动控制器进行开发,由于存在周期长、成本高、算法实现难等缺点,已经成为制约运动控制器发展的技术瓶颈。
本文采用的快速控制原型(Rapid Controller Prototyping,RCP)开发方法克服了传统开发方法的不足,对提高开发效率以及设计阶段的验证有着重要意义。
本文利用基于模型的设计方法来进行通用运动控制系统的建模与仿真分析,设计出基于模型的运动控制算法,并以TMS320F2812为目标控制器构建RCP硬件平台。利用RCP开发方法实现了由模型化代码向目标控制器可执行代码的转换,并将可执行代码下载到目标控制器,对运动控制性能指标进行验证。在此基础上并结合实际条件,本文以万能材料试验机伺服系统为应用背景,进行运动控制方案的规划,设计通用运动控制器,搭建基于DSP的硬件控制平台,利用RCP开发方法实现了基于PID的位移、速度、载荷等复杂运动控制方法设计与验证。
通过实验验证,本文利用的RCP开发方法实现了万能材料试验机伺服系统运动控制器的功能,达到了运动系统控制要求的各种技术指标,同时缩短了开发周期,降低了开发成本,解决了运动控制算法实现难的问题。