基于LabVIEW的悬挂移动系统控制器设计.pdf

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1、2013年12月机床与液压Del3．2013第41卷第23期MACHINETOOL&HYDRAULICSV0l_41No．23DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．23．025基于LabVIEW的悬挂移动系统控制器设计曹毅，尤拥宾，臧义(河南工业大学电气工程学院，河南郑州450001)摘要：由于钢丝绳悬挂移动系统具有较为复杂的动态特性，所以其控制系统的设计对于系统的平稳运行显得非常重要。采用步进电机作为系统的驱动装置，以通用数据采集卡作为硬件控制器，应用LabVIEW图形化语言设

2、计基于PC机的控制系统，要求该控制系统能够根据驱动控制的要求，精确控制悬挂系统的速度、位置、限位等物理量。详细介绍了硬件系统和人机界面。在物理原型样机上进行了试验，结果表明：该系统能够满足系统驱动的要求。关键词：移动悬挂移动系统；控制器；原型样机中图分类号：TP23文献标识码：B文章编号：1001—3881(2013)23—093—4ControllerDesignofRopeSuspensionMobileSystemBasedonLabVⅡWCA0Yi．Y0UYongbin．ZANGYi(Schoolof

3、ElectricalEngineering，HenanUniversityofTechnology，ZhengzhouHenan450001，China)Abstract：Acontrollerdesignisimportanttothesmoothworkingofropesuspensionmobilesystemsforitscomplexdynamiccharacteristics．Asteppermotorwasusedasthedriveunit．adataacquisitioncardasthe

4、momtoring&controlunit．ThePC-basedcontrolsystemWasdesignedwithLabVIEW：agraphicalprogramminglanguage．Thevelocity，positionandstrokeofthesuspensionsystemcouldbeaccuratelycontrolledbythecontrolleraccordingtotherequirementofdriveandcontro1．Thehardwareandtheman—ma

5、chineinterfaceweredescribedindetail．Theexperimentswerecarriedoutonaphysicalprototype．Theresultsillustratethatthecontrollercanmeettherequirementsofthedrivesystem．Keywords：Ropesuspensionmobilesystem；Controller；Physicalprototype移动悬挂系统大都采用柔性钢丝绳牵引搬运货角有1．8。和0．o两种

6、形式可供选择。选用的电机驱物。移动部件与负载之间通过柔性钢丝绳连接，钢丝动器为SJ-220，采用24V直流电源供电。电机驱动绳能够承受复杂重力、传动牵引力，同时在搬运过程器中每一相的驱动电流最大可以为2．0A，用户可根中还能够起到缓冲的作用”。一般来说，移动悬挂据输出功率的需求，调节驱动器的输出电流。系统多采用步进、伺服以及变频电动机作为驱动部1．2移动滑台件，这些控制系统具有运动速度快、定位准确等优移动平台选用滚珠丝杠带动螺母副运动，驱动原点。悬挂移动系统除了传统的各种吊装天车之外，理图如图1所示。通过丝杠

7、传动把电机的旋转转化为近年来还出现了涂装机器人、输电线路检查机器人和螺母滑台的线性位移。悬挂式清理机器人等。设计了一个用于移动悬挂系统控制方法研究的原型样机，该控制系统通过NI公司的PCI-6221数据采集卡和接线端子BNC-2120进行数据采集和控制信号的输出，通过驱动器对步进电机的运动位置和速度等图1步进电机驱动的丝杠螺母副加以控制。在计算机中，采用LabVIEW设计人机界螺母滑台直线位移的计算公式可描述为：面，完成控制指令的输入和测量数据的显示、保存和nL：s一,Vp(1)输出。1硬件系统其中：为螺母滑

8、台位移量；s为丝杠导程，此处选1．1步进电机及其驱动用的导程为6mm；n为控制脉冲输出数；为步进使用了一台二相混合式步进电机42BYGH，步距电机的步距角。收稿日期：2012—12—01基金项目：河南省科技创新杰出青年基金项目(114100510015)；河南省高校青年骨干教师计划项目(2009GGJS一58)；国家“十一五”科技支撑计划项目(2008BADA8B04)作者简介：曹毅(1974一)，