点微处理器采用定标可以避免溢出④可以设计统一的硬件电路通过对软件的设计变化可以应用于不同的电机控制系统灵活性很高软件的设计也具有很大的灵活性便于修改升级。
⑤可以完成非常复杂的功能比如调节、监控、报警、脉冲产生等功能。
交流电动机的控制技术交流电动机是个多变量、非线性、强耦合的被控对象采用参数重构和状态重构的现代控制理论可以实现交流电动机定子电流的励磁分量和转矩分量之间的解耦实现了将交流电动机的控制过程等效为直流电动机的控制过程使交流调速系统的动态性能得到了显著的改善和提高从而使交流调速最终取代直流调速成为可能本论文的研究背景和研究内容研究背景交流伺服控制的发展与交流调速的发展紧密相连。
早在年代小惯量的伺服直流电动机已经实用化了到了年代末期交流伺服系统开始发展逐武汉理工大学硕士学位论文步实用化伺服电动机的应用越来越广并且逐渐取代伺服系统成为电气伺服系统的主流。
目前伺服系统向两个方向发展一个方向是简易、低成本伺服系统例如简易数控机床办公室自动化设备、家用电器计算机外围设备以及对性能要求不是非常精确的工业运动控制它是一个量大面广的不可忽视的应用领域。
另一个方向是更高性能、全数字化智能化软件伺服系统以满足高精度、数控机床、机器人特别加工装备精细进给的需要它将代表伺服系统发展水平和主导方向并且将成为伺服系统的发展主流。
研究内容本论文紧密结合伺服系统发展的第一个方向研究、分析实际生产中的光电纠偏控制系统针对其中交流伺服控制部分结构复杂、动态控制性能差、功能单一、体积大的缺点设计、实现一个结构简单、低成本、动态性能优良的交流伺服控制器并给出详细的硬件设计电路图以及实际调试的信号波形和数据参数。
武汉理工大学硕士学位论文第章光电纠偏交流伺服控制系统的控制策略光电纠偏控制系统的工作原理绪论部分对光电纠偏进行了一下简单介绍但要对其中关键的交流电机伺服控制器进行设计我们有必要对整个纠偏系统的工作原理迸行一下了解。
纠偏控制器采用计算机测控技术和高灵敏光电传感技术根据传感器的信号来控制行走机构的运动将边界或标识线控制在光眼下的平衡位置即将光眼下的物品在横向精确定位从而使产品对应整齐、边界平整或进行错位卷取。
系统的总体框架纠偏控制器的原理框图如图—所示图纠偏控制器的原理框图纠偏系统主要由高灵敏光电检测传感器俗称“光电眼”、部分和交流伺服控制部分组成。
光电传感器反映带材的实际位置与偏差部分由位置指示器、按键输入、显示等部分组成它完成系统的对中、手动、寻线、寻边等功能交流伺服控制部分由一个交流电机、减速器、直线推动器、连接杆和四个行程开关组成。
交流电机为纠偏系统的执行部分通过控制电机的正反转、转动速度来达到整个纠偏系统的横向运动实时进行带材位置的纠正。
四个行程开关中和用作直线推动器的左右边界保护左右边界范围为用来确定直线推动器的中心位置机械对中由来实现。
直线推动器上的撞铁用来装个行程开关。
整个系统的上述功能如图—所示武汉理工大学硕士学位论文图—纠偏控制器应用功能图偏差信号的获取可绕性带材偏差信号的获取通过光电眼来实现光电眼采用发射接收原理发出调制光接收被测物体的反射光并根据接收光信号的强弱来区分不同的颜色或判别物体的存在与否可以对色标或其它可作为标记的图案色块线条进行检测。
不同颜色的物体对相同颜色的入射光具有不同的反射率发光强度不同的同一色光根据接收到的反射光信号的强弱可辨别不同的颜色或者辨别物体的有无光电眼原理如图—所示光源发出调制脉冲光光电接收元件接收物体的反射光信号。
并转换成电压信号然后经检波、放大、滤波、比较放大、驱动输出高低电平信号和模拟信号。
武汉理工大学硕士学位论文被测物面工作原理图光电眼原理图可绕性带材卷边左右的颜色和对比度一般都不相同光电眼在卷边附近沿与卷边垂直方向不同的位置照射光所覆盖的两种颜色的面积比例是不同的。
以卷边为中心光电眼的光圈被卷边平分时光电眼的位移定位零光圈在原点附近移动时光圈两部分卷边左右的两部分面积变化最大此时返回的电压交化也是最大的当光圈远离卷边时光圈的反射光就不在变化或变化很小返回的电压是稳定的。
如图—所示图中是光圈的位移是光电眼返回的电压量。
原点为材料与背景的分界点卷边以光电眼从负无穷远处向原点再向正无穷远处移动为路径分析光电眼输出电压的变化情况假定收卷材料的反射能力弱背景的反射能力强。
当光电眼在负位移并且离原点较远时光圈覆盖的只有材料此时的反射光最弱光电眼输出的电压值最小光电眼向原点移动到达恰好与卷边相切时输出电压开始改变当再向右移动时背景反射的光的比例变大输出电压随着背景端光圈的比例的增大而增大。
光圈接着向正向移动当完全进入背景这边时输出的电压达到最大并且光圈再向正向移动时输出电压不再变化。
光电眼的输出电压经过处理后送给伺服控制器系统以图—中虚线时的电压为基准控制卷边与光圈的位移关系。
当得到的电压小于基准电压系统得知收卷材料偏右分得的光圈面积偏多伺服控制器会控制电机使收卷材料向负方向移动。
相反当得到的电压大于基准的电压收卷材料就要向正方向移动。
这样光电眼始终跟踪着卷边将电压反馈给伺服控制器通过电机纠正卷边的位置这种纠偏方式叫做对边。
武汉理工大学硕士学位论文收卷材料卷边背景◆光圈图—光电眼输出电压变化关系图◇绋、。
一‘—————一一图—双光电跟输出电压变化关系图某些材料的边上会印上一条对比度和材料相差较大的细线采用两个光电眼来采样细线的位置让细线始终处在两个光电眼的光圈之间当细线的位置改变时光电眼的输出都会发生改变。
如图所示图中为光电眼和光电眼的光照范围是光电眼或光电眼与细线的位移分别表示光电眼、光电眼在不同位移时的电压输出。
先假设材料的反射能力较差当线从负无穷远向移动在未相交时光电眼的输出电压始终是最武汉理工大学硕士学位论文大的当线恰好与相切时光电眼的输出电压开始改变且与线重合越多.
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