机电一体化综合实验平台实验新版说明书.docx

机电一体化综合试验平台试验说明书 机电一体化试验平台是机电一体化和测试技术有机结合，系统集成了电机驱动技术，运动控制技术，计算机控制等。1 概述1.1 运动控制系统介绍运动控制起源于早期伺服控制，简单地说，运动控制就是对机械运动部件位置、速度等进行实时控制，使其根据预期轨迹和要求运动参数（如速度、加速度参数等）完成对应动作。实际应用中，运动控制系统是由运动控制器、功率放大驱动器、伺服电机、起反馈作用传感器、加上部分传动机械系统部件组成。运动控制器是以中央逻辑控制单元为关键、以传感器为信号元件，以电机/动力装置和实施单元为控制对象一个控制装置。运动控制系统通常有开环控制和闭环控制两种方法。图1所表示，为开环运动控制系统经典组成。在开环控制系统中，系统输出量对控制作用没有影响，既不需要对输出量进行测量，也不需要将输出量反馈到系统输入端和输入量进行比较。采取步进电机位置控制系统就是开环控制系统例子。步进驱动和控制器只是根据指令位置运动，无须对输出信号（即实际位置）进行测量。 在闭环控制系统中，作为输入信号和反馈信号之差作业误差信号被传送到控制器，方便减小误差，而且使系统输出达成期望值。闭环控制系统优点是采取了反馈，所以使系统响应对外部干扰和内部系统参数改变均不敏感。这么，对于给定控制对象，有可能采取不太精密且成本较低元件组成正确控制系统，采取交流伺服电机位置控制系统（图2所表示）就是闭环控制系统一个例子，安装在电机轴上编码器不停检测电机轴实际位置（输出量）并反馈回伺服驱动器和参考输入位置进行比较，PID 调整器依据位置误差信号，控制电机正转或反转，从而将电机位置保持在期望参考位置上。1.2 运动控制器运动控制器是以中央逻辑控制单元为关键、以传感器为信号元件，以电机/动力装置和实施单元为控制对象一个控制装置，关键用于对机械传动装置位置、速度进行实时控制管理，使运动部件根据预期轨迹和要求运动参数完成对应动作。和传统数控装置相比，运动控制器含有以下特点：l 技术更新，功效愈加强大，能够实现多个运动轨迹控制，是传统数控装置换代产品；l 结构形式模块化，能够方便地相互组合，建立适适用于不一样场所、不一样功效需求控制系统；l 操作简单，在PC 上经简单编程即可实现运动控制，而不一定需要专门数控软件。现在，运动控制技术由面向传统数控加工行业专用运动控制技术而发展为含有开放结构、能结合具体应用要求而快速重组优异运动控制技术。和此相适应，运动控制器从以单片机、微处理器为关键或以专用芯片(ASIC)为关键处理器运动控制器，发展到了基于PC总线以DSP 和FPGA 作为关键处理器开放式运动控制器。这种开放式运动控制器，充足利用DSP 计算能力，进行复杂运动计划、高速实时多轴插补、误差赔偿和运动学、动力学计算，使得运动控制精度更高、速度愈加快、运动愈加平稳；充足利用DSP 和FPGA 技术，使系统结构愈加开放，可依据用户应用要求进行客制化重组，设计出个性化运动控制器。基于PC 总线开放式运动控制器已成为当今自动化领域应用最广、功效最强运动控制器，而且在全球范围内得到了广泛应用。2 固高科技机电一体化技术综合测试平台机电一体化技术综合实训平台是固高科技针对机电一体化技术实训和故障诊疗技术应用研究而专门设计和开发试验设备，能够任意组合交流伺服系统、直流伺服系统、步进电机控制系统和变频器控制系统等。系统组成以下所表示：控制器为运动控制器，是控制系统关键，完成运动计划和控制功效。端子板为控制器IO 板，用于转接运动控制器输入输出信号，转接器用于模拟多种故障，可利用板卡IO 控制接线通断。驱动器为实施机构驱动部分，驱动多种电机运动。实施机构关键包含电机和传感器等。3 试验内容3.1 交流伺服控制系统实训和故障诊疗试验3.1.1 试验目标1、了解交流伺服系统组成和控制原理；2、熟悉交流伺服驱动器参数设置，控制系统参数设置等；3、熟悉交流伺服系统操作和使用方法；4、掌握交流伺服控制系统电气故障诊疗和排除方法。3.1.2 试验设备机电一体化综合测试平台（含交流伺服控制模块） 1台3.1.3 试验要求完成以下试验要求：1. 接线试验2. 驱动器参数设置3. 故障测试4. 试验总结和体会（电子版和纸质版上交）3.2 变频器控制系统实训和故障诊疗试验3.2.1 试验目标1. 了解变频电机控制系统组成和控制原理；2. 熟悉变频电机控制系统操作和使用方法；3. 熟悉变频电机驱动器参数设置；4. 掌握变频器控制系统电气故障诊疗和排除方法。3.2.2 试验设备机电一体化综合测试平台（含变频电机控制模块） 1台3.2.3 试验要求1. 接线试验2. 驱动器参数设置3. 故障测试4. 试验总结和体会（电子版和纸质版上交）3.3单轴电机运动控制试验3.3.1 试验目标1.了解运动控制系统加、减速控制基础原理及其常见实现方法（T曲线模式）3.3.2 试验设备机电一体化技术综合测试平台一套3.3.3 试验要求1.回零试验2.单轴电机试验3.分析不一样参数对T曲线模式运行影响；4. 试验总结和体会（电子版和纸质版上交）。