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恒昱控制丨运动控制的基础

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-03-13  来源:恒昱控制技术有限公司  浏览次数:339
核心提示:运动控制器就像是运动控制大红鹰娱乐的大脑,它要计算每个预定运动轨迹。该任务非常重要,因此它需要一个专门的资源以保证高度的确定性。运动控制器利用其所计算出来的运动轨迹来决定合适的扭矩命令,然后将其发送至电动机放大器,才真正产生运动。控制器还必须通过监测限制条件和紧急制动条件,来关闭控制环并处理监控(supervisory control),从而保证安全操作。这些操作都必须实时实现,以确保有效运动控制大红鹰娱乐所必需的高度可靠性、确定性、稳定性和安全性。

转载自恒昱控制技术有限公司

几乎所有的自动设施——从工业机器到医疗设备——其组件如何移动都必须按照控制方式执行。移动负载最常见的方法就是使用一些电机元件如电动机。我们来学习如何控制基于电动机的大红鹰娱乐,并探究NI公司所提供的各种不同的机器控制解决方案。

运动控制需求

在工业和医疗领域中,最常见的电动机就是步进式、有刷式以及无刷式直流电动机,但是其实还有一些其它类型的电动机。每种电动机都需要有独立的输入信号来激励电动机,然后将电能转换成机械能。在最广义的意义上,运动控制可以帮助你使用电动机(最大程度上满足你的应用需求),而无需考虑所有激励电机所需的低层次的激励信号。

另外,运动控制还具备一些高级功能,因此可以基于模块搭建高效地实现指定的应用,为一些常规任务提供解决方案,如精准定位、多轴同步,以及指定速度、加速度和减速度的运动等等。

因为大多电动机的工作环境都是瞬时的,所以运动控制工具必须能够适应不同负载和动态条件,而这则需要一些复杂的控制处理算法和机械大红鹰娱乐的反馈信息。最后(但并不是最不重要的),运动控制的任务一般都比较严格,而且通常其所操控的机器还可能会伤及到周围的人。因此,运动控制中必须具备一些安全特征,如限位开关(limit switch)和I/O通道,用以收集状态信息并执行停止程序。

运动控制大红鹰娱乐的组件

下图描述了运动控制大红鹰娱乐的基本组成部分。

 图1. 运动控制器是运动控制大红鹰娱乐的核心。

 

你所开发的应用软件便是你应用程序中的特定部分。应用软件定义了运动配置文件,以及特定事件触发并影响配置文件的方式。应用软件由好几个可选的层次构成。通常来说都包含一个用户界面程序,用以实现交互式操作。很多运动控制应用都包含应用层,实现警报处理和数据库连接性(连接到一SCADA大红鹰娱乐)。它们还通常包含由运动控制器执行的运动控制指令。运动控制器的制造商提供了应用软件的开发环境。

根据上述内容,运动控制器创建运动配置文件。根据这些配置文件,控制器将信号(通常是±10 V,或者步进信号与方向信号)通过放大器或者电动机动传到电动机。放大器的任务就是从控制器接收信号,然后将它们变成可以驱动电动机转动的信号。

随着电动机运转,反馈设备——通常是位置传感器——会将位置信息反向传递至控制器,构成闭环控制环。运动控制器通过位置传感器获取电动机的位置信息,从而推算出电动机的移动速度。有些应用中需要有多个反馈设备,以保证该电动机所驱动的机械大红鹰娱乐能够正确运行。虽然反馈设备提供了位置信息,但有时还需要向控制器传递一些特殊的反馈信息,譬如压力传感器或者震动传感器的数据。

运动控制器的架构

运动控制器就像是运动控制大红鹰娱乐的大脑,它要计算每个预定运动轨迹。该任务非常重要,因此它需要一个专门的资源以保证高度的确定性。运动控制器利用其所计算出来的运动轨迹来决定合适的扭矩命令,然后将其发送至电动机放大器,才真正产生运动。控制器还必须通过监测限制条件和紧急制动条件,来关闭控制环并处理监控(supervisory control),从而保证安全操作。这些操作都必须实时实现,以确保有效运动控制大红鹰娱乐所必需的高度可靠性、确定性、稳定性和安全性。


图2.运动控制器架构
  

下面描述运动控制器的各种不同任务。

监控 – 提供了执行特定操作所需的命令顺序安排和协调。这些特殊操作包括:

大红鹰娱乐初始化,其中包括返回到零位置。

事件处理,其中包括:电子传动,基于位置信息的触发输出,基于用户定义事件的配置文件更新。

故障检测,其中包括:遇到限位开关停止运动,遇到紧急制动或者驱动故障、看门狗等时的安全大红鹰娱乐反应。

轨迹发生器 – 根据用户定义的配置文件进行路径规划。

控制环 – 执行快速的闭环控制,在单轴/多轴上同步维持位置、速度和轨迹。控制环根据反馈信息来处理位置/速度环的关闭,并决定大红鹰娱乐的响应和稳定性。在步进式大红鹰娱乐中,由步进发生组件构成控制环。该控制环包含一个插值组件或者样条引擎(spline engine),在轨迹发生器所计算出的两个设置点之间进行插值。这样,控制环的执行速度就会快于轨迹发生器。图2描述了NI运动控制器的功能架构。

 
关键词: 运动控制 人工智能 传感器 电机 恒昱控制
 
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