试析基于sercos总线的开放式cnc伺服系统的研究

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1、江南大学硕士学位论文基于SERCOS总线的开放式CNC伺服系统的研究姓名：王英晨申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：惠晶20080301摘要金属针布是用于纺织业梳理机上的关键分梳元件。在针布齿条生产过程中，一般采用在线式高速旋转冲切模式，要求数千米长的齿条形状严格保持一致。这就要求针匆冲齿概必须同时完成两个高精度运动：一是旋转冲切运动(主传动轴)，二是牵料运动(迸给传动轴)；二者必须严格同步协调，以确保齿形的一致性。本课题豹露的是以金属针布的伺服冲齿为工程背景，研究基予SERCOS总线的开放式交流伺服控制

2、系统。在熟悉现场总线技术和伺服冲齿技术的基础上，通过学习交流伺黢控制系统的原理和设计方法，认真探讨了基于SERCOS总线的开放式交流伺服控制系统的控制方案，对高精度位置伺服进行了较深层次的研究。首先，介绍了金属针布的冲齿工艺，分析了传统生产工艺的弊端，确定了新型伺服冲齿的方案。以工控机(IPC)为系统的主控平台，采用两台高精度永磁同步电机分别驱动冲齿刀盘和牵引轮，两台电机采用电气耦合通过对两台伺服电机的位置控制，实现两轴的数字纯柔性连接。整令通讯采用SERCOS总线，确保数据传输酶实时性。其次，对永磁同步电机(PMsM)

3、进行数学建模，并确定了交流伺服的参数自整定PID控制方案。利用MATALAB中的Simulink对数字饲服系统进行仿真，通过大量豹仿真和现场生产时的实际数据，优化了系统的控制方案。最后将工业计算机(IPC)、伺服系统、数据采集卡、智能通讯卡等部件一起构成CNC伺服系统的硬件，其控制结构采用位置、速度双闭环控制方式，在此基础上进行智能控制的研究。本课题软件控制的核心是利雳VisualC++中的MFC进行编程，控制算法全部壶IPC中的软件实现。在运行过程中IPC作为数控管理器，将用户设定的产品参数转化为伺服电机运行的位置给定

4、，通过模糊PID控制器，转换为伺服电机的控制信号，经SERCOS总线以网络广播的方式传输给伺服驱动器，从而使伺服驱动系统对设定实现位嚣和速度的随动控制，达到精确的随动控制性能。从仿真和实验的结果来看，模糊P囝控制具有很好的囊适应性和鲁棒性。本控制系统与传统PID控制系统相比，具有PID参数自动进行整定和优化的特点。这种开放式数控体系实际应用于金属针布伺照冲齿控制系统孛，褥到满意的控制效果。关键词：数控成型；开放式烈C；饲服系统；现场总线：SERCOS接口；模糊PIDAbstractMetallicCardClothing

5、(MCC)isthekeycardingelementofcardingmachineintextileindustry．DuringthemanufactureprocessofMCC，onlinepunchingmodelisusedtomakesurenodifferenceexitsinthekilometerlongMCC．SotheMCCpunchingmachinemustacttwohigh—precisemovementsatthesametime：onemovementisrotarycutting(

6、maindriveshaft)，theotheriStraction(driventractionshaft)．Thetwomovementsmustbestrictlysynchronizedtomakesurethattheprofileconsistent．nepurposeofthisprojectistostudytheopenACSerVOcontrolsystembasedonSERCOSbus，whichisusedintheMCCservo—punching．Throughthestudytheprin

7、cipleanddesignmethodofACSelWOcontrolsystem，fieldbustechnologyandtheservo-punchingtechnology,thispaperdiscussesthecontrolmethodoftheopenACSerVOcontrolsystembasedonSERCOSbus，anddoesadeeperlevelresearchontheprecisepositioncontrolandspeedcontrolofservomotor．Firstly,t

8、hroughtheoverallanalysisoftheservo-punching,thispaperdeterminestheindustrialcomputer(IPC)forthecontrolsystemplatform，adoptedtwopermanentmagnetsynchronousmotors