机电一体化综合实验平台实验说明书

《机电一体化综合实验平台实验说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机电一体化综合实验平台实验说明书（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、机电一体化综合实验平台实验说明书机电一体化综合实验平台实验说明书机电一体化实验平台是机电一体化和测试技术的有机结合，系统集成了电 机驱动技术，运动控制技术，计算机控制等。1 概述概述1.1 运动控制系统简介运动控制起源于早期的伺服控制，简单地说，运动控制就是对机械运动部 件的位置、速度等进行实时的控制，使其按照预期的轨迹和规定的运动参数 （如速度、加速度参数等）完成相应的动作。 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、 起反馈作用的传感器、加上一些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核心、以传感器为信号元件，以电机/ 动力装置和执行单元为控制对象的

2、一种控制装置。 运动控制系统通常有开环控制和闭环控制两种方式。 如图 1 所示，为开环运动控制系统的典型构成。在开环控制系统中，系统 的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 量反馈到系统的输入端与输入量进行比较。采用步进电机的位置控制系统就是 开环控制系统的例子。步进驱动与控制器只是按照指令位置运动，不必对输出 信号（即实际位置）进行测量。在闭环控制系统中，作为输入信号与反馈信号之差的作业误差信号被传送 到控制器，以便减小误差，并且使系统的输出达到希望的值。闭环控制系统的 优点是采用了反馈，因而使系统的响应对外部干扰和内部系统的参数变化均不 敏感。这样，对于给定的

3、控制对象，有可能采用不太精密且成本较低的元件构 成精确的控制系统，采用交流伺服电机的位置控制系统（图 2 所示）就是闭环 控制系统的一个例子，安装在电机轴上的编码器不断检测电机轴的实际位置 （输出量）并反馈回伺服驱动器与参考输入位置进行比较，PID 调节器根据位 置误差信号，控制电机正转或反转，从而将电机位置保持在希望的参考位置上。1.2 运动控制器运动控制器是以中央逻辑控制单元为核心、以传感器为信号元件，以电机/ 动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置，主要用于对机械传动装置的 位置、速度进行实时的控制管理，使运动部件按照预期的轨迹和规定的运动参 数完成相应的动作。 与传统的数控装置相比

4、，运动控制器具有以下特点： 技术更新，功能更加强大，可以实现多种运动轨迹控制，是传统数控装置 的换代产品； 结构形式模块化，可以方便地相互组合，建立适用于不同场合、不同功能 需求的控制系统； 操作简单，在 PC 上经简单编程即可实现运动控制，而不一定需要专门的数 控软件。 目前，运动控制技术由面向传统的数控加工行业专用运动控制技术而发展 为具有开放结构、能结合具体应用要求而快速重组的先进运动控制技术。与此 相适应，运动控制器从以单片机、微处理器为核心或以专用芯片(ASIC)为核心处 理器的运动控制器，发展到了基于 PC 总线的以 DSP 和 FPGA 作为核心处理器 的开放式运动控制器。这种开

5、放式运动控制器，充分利用 DSP 的计算能力，进 行复杂的运动规划、高速实时多轴插补、误差补偿和运动学、动力学计算，使 得运动控制精度更高、速度更快、运动更加平稳；充分利用 DSP 和 FPGA 技术， 使系统的结构更加开放，可根据用户的应用要求进行客制化的重组，设计出个 性化的运动控制器。基于 PC 总线的开放式运动控制器已成为当今自动化领域 应用最广、功能最强的运动控制器，并且在全球范围内得到了广泛的应用。2 固高科技机电一体化技术综合测试平台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 诊断技术应用研究而专门设计和开发的实验设备，可以

6、任意的组合交流伺服系 统、直流伺服系统、步进电机控制系统以及变频器控制系统等。 系统组成如下所示： 控制器为运动控制器，是控制系统的核心，完成运动规划与控制的功能。 端子板为控制器的 IO 板，用于转接运动控制器的输入输出信号，转接器用于 模拟各种故障，可利用板卡 IO 控制接线的通断。驱动器为执行机构的驱动部 分，驱动各种电机运动。执行机构主要包含电机以及传感器等。3 实验内容实验内容3.1 交流伺服控制系统实训与故障诊断实验3.1.1 实验目的 1、了解交流伺服系统的组成和控制原理； 2、熟悉交流伺服驱动器参数的设置，控制系统的参数设置等； 3、熟悉交流伺服系统的操作和使用方法； 4、掌握

7、交流伺服控制系统的电气故障诊断与排除方法。 3.1.2 实验设备 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 实验要求 完成以下实验要求： 1. 接线实验 2. 驱动器参数设置 3. 故障测试 4. 实验总结和体会（电子版和纸质版上交）3.2 变频器控制系统实训与故障诊断实验3.2.1 实验目的 1. 了解变频电机控制系统的组成和控制原理； 2. 熟悉变频电机控制系统的操作和使用方法； 3. 熟悉变频电机驱动器参数的设置； 4. 掌握变频器控制系统的电气故障诊断与排除方法。 3.2.2 实验设备 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 实验要求 1. 接线实验 2. 驱动器参数设置 3. 故障测试 4. 实验总结和体会（电子版和纸质版上交）3.3 单轴电机运动控制实验3.3.1 实验目的 1.理解运动控制系统加、减速控制的基本原理及其常见实现方式（T 曲线模式） 3.3.2 实验设备 机电一体化技术综合测试平台一套3.3.3 实验要求 1.回零实验 2.单轴电机实验 3.分析不同参数对 T 曲线模式运行的影响； 4. 实验总结和体会（电子版和纸质版上交） 。