数控喷泉装置基本工作原理和控制性能

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1、WORD文档下载可编辑数控喷泉装置基本工作原理和控制性能一、前言　　随着社会经济的发展和科学技术的进步，水景喷泉的技术领域也发生了质的变化。目前无论是国内或国外的水景工程，用数控喷泉装置来提升水景工程的层次已成为一种新的理念和大的趋势。而国内真正能够系统性研发、生产并为喷泉行业提供合格产品和系统技术配套服务的企业极少。数控喷泉装置作为一项新生产品，由于大家对数控喷泉系统技术的理解还不是很透彻，在系统使用方面的诸多环节也不是十分清楚，这就给大家在工程设计与使用上造成许多不便。近年来许多已建的性能稳定、系统配套完善的数控水景喷泉工程，以它出色

2、的表演获得了越来越多的关注，但也有部分工程项目因不慎选用质量和性能不完善的数控设备，以及缺乏必要的系统配套，造成了工程项目不能达到预期效果甚至无法交付的不利局面,给大家带来了不必要的经济损失和负面影响。鉴于上述情况，我们以本公司自主研发并实际投入正常使用的一维和三维数控喷泉装置产品为例，结合多年来对一维和三维数控喷泉装置在研制和使用过程中所积累的经验，详细叙述其基本工作原理和控制性能，希望能对业内同行在设计和使用中有所帮助。在此也深深感谢所有选用我们产品并不断提出宝贵意见，帮助我们的数控喷泉产品逐步完善走向今天的广大用户。二、数控喷泉装置

3、概述　　数控喷泉装置是一种专门用于对装置出水口的位置和运行速度作精确控制的特种喷泉装置。其最大特点是其"数字性"，即可通过控制脉冲频率，对装置转速、方向、角度、位置进行精确控制；也就是对于上位机发送的脉冲信号段或串，该喷泉装置都能在其驱动系统的驱动下，用不同的速度任意方向地连续或断续运转任意的圈数或一个固定角度，形成形态各异的各种水型组合。　　数控喷泉装置具体结构主要由步进电机、控制驱动器、定位传感器、减速齿轮组、密封件、旋转喷射口、水室、水道、外壳、电控驱动、计算机控制系统等组成。在此我们以其基本工作原理和控制性能要求为例，作一详细描述

4、。专业技术资料精心打造资料WORD文档下载可编辑三、数控喷泉装置的常用指标术语　　1、驱动器供电电压：供电电压是判断驱动器升速能力的标志，标定电压为：50-60V/AC，过高或过低均将影响装置的正常工作和使用寿命。　　2、驱动器的电流：电流是判断驱动器能力的大小，是选择驱动器的重要指标之一；通常驱动器的最大电流要略大于电机标称电流。　　3、驱动器的细分：细分是控制精度的标志，通过增大细分能改善控制精度。细分能增加装置动力电机的平稳性，通常步进电机都有低频振动的特点，然而通过加大细分可以得到改善，并使电机运行非常平稳。　　4、失步：装置动力

5、电机实际运转的步数与程序设定的步数不相符称之为失步。　　5、工作频率点：表示装置动力电机在该点的转速值。　　6、起动区域：数控喷泉装置可以直接起动或停止的区域。　　7、运行区域：在这个区域里，数控喷泉装置的动力电机不易直接运行，必须在起动区域内起动，然后通过加速的方式，才能到达该工作区域内。同样，在该区域内，数控喷泉装置的动力电机也不能直接制动，否则也会造成失步----过冲，必须以减速的方式过渡到起动区域内，再进行制动。　　8、起动力矩：数控喷泉装置在特定的工作频率点下，直接起动可带动的最大力矩负载值。　　9、运行力矩：数控喷泉装置在特定

6、的工作频率点下，运行中可带动的最大力矩负载值四、驱动控制系统组成专业技术资料精心打造资料WORD文档下载可编辑　　数控喷泉装置所配驱动器的工作模式有三种：整步、半步、细分。　　针对数控喷泉装置多为低速运行的工况，驱动器在实际使用中多以细分驱动为主，细分驱动模式具有定位精度高和低速振动极小两大优点。其基本原理是改变装置的动力电机相邻的两个线圈电流的大小，即改变合成磁场的夹角来控制动力电机运转的精度。　　目前驱动控制方式一般有以下几种，分别为：恒压、恒压串电阻、高低压驱动、恒流、细分数等。我们在一维和三维数控喷泉装置上,对驱动器驱动控制方式进

7、行了优化,采用了恒流+细分数的模式，其目的是为了最大限度的使驱动系统避免电机的反电势,从而达到动态平均电流尽可能的大的效果。因为步进电机在一定转速下，转矩取决于它的动态平均电流而非静态电流。动态平均电流越大，则电机力矩越大，所以要达到动态平均电流尽可能的大，就必须避免电机的反电势对驱动系统的影响,以获取电机尽可能大的输出力矩。五、上位控制单元概述　　数控喷泉装置与传统设备的控制技术相比较,其最大的特点在于它的分时多任务操作性能和多样化应用软件的设计。传统的控制技术大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O

8、通道的状态采集与刷新。这样的处理方式导致了"控制速度"依赖于控制系统的规模,这一结果无疑是与I/O通道中高实时性控制要求相违背的。我们的系统软件已经解决了这一问题,它采用分时多任务机制构筑其应