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1、西安航空职业技术学院 毕业设计论文题 目【摘要】本论文主要阐述了GT 系列运动控制器的各种控制功能以及相应的编程实现。首先能够了解GT 系列运动控制器的控制功能，然后掌握运动函数的用法，最后熟悉特定控制功能的编程实现。运动控制器提供C 语言函数库和Windows 动态链接库，实现复杂的控制功能,高性能的控制计算。GT 系列运动控制器以IBM-PC 及其兼容机为主机，提供标准的ISA 总线和PCI 总线两个系列的产品。作为选件，在任何一款产品上可以提供RS232 串行通讯和PC104 通讯接口，方便用户配置系统。用户能够将这些控制函数与自己控制系统所需的数据处理、界面显示、用户接口等应用程序模块
2、集成在一起，建造符合特定应用要求的控制系统，以适应各种应用领域的要求。GT 系列运动控制器，可以同步控制四个运动轴，实现多轴协调运动，完成需要加工的模拟图形。关键词： 运动控制器C语音控制函数Abstract: The caption introduces GT series of motion controllers and how to implement the motor control system. First of helps understand the basic architecture of GT series of motion controllers, Second
3、learn how to install the motion controller, List the controller with the motor control system and conduct the basic debugging of the motion control system.The C function library and Windows DLL are also provided to accomplish more complicated control functions, process high-performance control compu
4、tation. GT motion controller uses PC as its host, and offers two versions of products - ISA and PCI bus versions. In either version, RS232 serial communication and PC104 interface socket are available to facilitate users in configuring their systems. A user may combine these control functions with t
5、he data processing, user interface and other application modules as required by a specified control system, to implement different application.The GT series of motion controllers can control four motion axes synchronously, achieving multi-axis coordinated motion, finish of need to process simulate f
6、igure.Key words: motion controllers C function library 目 录1运动控制系统平台的组成21.1控制系统基本构成21.1.1控制系统的基本控制原理21.1.2运动控制系统基本结构图21.2 伺服电机21.2.1步进电动机21.2.2直流伺服电动机21.2.3交流司服电动机21.3运动控制器21.3.1 四轴运动控制卡21.4伺服驱动器21.4.1 步进伺服驱动器21.4.2YKA2204MA细分驱动器的特点21.5强电控制21.5.1断路器空气开关21.5.2中间继电器22 运动控制器的编程32.1windows系统下动态连接库的使用32.1
7、.1VC中的使用32.1.2 VB中的使用32.2控制系统的初始化32.2.1程序的编排32.2.2使用的函数及解析32.3单轴运动的编程32.3.1程序的编排32.3.2使用的函数及解析32.4单轴停止的编程32.4.1程序编排32.4.2使用的函数及解析32.5电子齿轮32.5.1程序的编排32.5.2使用的函数及解析32.6多轴协调运动32.6.1程序编排32.6.2使用的函数及解析33 完成加工图形23.1 图形任务23.1.1图形的程序2结 束 语4谢 辞5文 献61运动控制系统平台的组成（1）GT 系列运动控制器的组成主要有： 1)电机， 2)I/O板，3)直流电源，4)驱动器，5
8、)强电控器。6)模拟电机轴，7)专用I/O开关指示灯，8)通用I/O开关指示灯， 9)控制开关（2）系统特点:1)体积小，结构紧凑，各轴电机的相对运动可以直观地从电机轴上反映出来；2)各轴电机专用输入信号通过前面板的按钮开关模拟，检测控制系统对各种专用输入信号的响应；3)各轴电机专用输出信号和16路通用输出信号通过前面板的指示灯显示，非常直观；4)16路通用输入数字信号通过拨动开关模拟，使用方便、快捷；5)8路独立的模拟输入信号接口，2路辅助编码器输入接口；6)控制系统采用高性能运动控制卡和Windows系列操作系统，可进行各种运动控制系统的开发；1.1控制系统基本构成 控制系统主要由控制计算
9、机、控制卡和电机驱动器组成。111控制系统的基本控制原理 计算机从运动控制卡读取各种运行状态数据，并施加位置或速度等控制量，控制量在运动控制器中经过处理后，施加给电机驱动器，驱动器将控制信号放大，并施加给伺服电机，使电机按照要求运转，驱动器同时也可以作为电机编码器数据等信号的通道。112运动控制系统基本结构图1.2伺服电机 伺服电动机是将输入的电压信号转变为转轴的角位移或角速度的输出。改变输入信号的大小和极性可以改变伺服电动机的转速与转向，故输入的电压信号又称为控制信号或控制电压。当输入电压为0时，转子静止不动，加入输入电压后，转子马上转动，改变电压的大小和方向输出转速的大小和方向也跟随变化。
10、固高科技运动控制器开发平台的实验用了步进电动机，直流伺服电动机，交流伺服电动机，下面由于实验的目的性我们主要介绍步进电动机，简单介绍直流和交流伺服电动机。121步进电机 本试验用到的步进电机的步进精度为5%，工作温度为80摄氏度Max,绝缘电阻为100兆欧姆，耐压为500V AC 1minute, 最大径向跳动为0.02mm（450g负载），最大轴向跳动为0.08mm（450g负载）.步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设
11、定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。（1）基本原理：当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来
12、控制步进电机的转动。（2）驱动方法：步进电动机不能直接接到工频交流或直流电源上工作，而必须使用专用的步进电动机驱动器，如图2所示，它由脉冲发生控制单元、功率驱动单元、保护单元等组成。图中点划线所包围的二个单元可以用微机控制来实现。驱动单元与步进电动机直接耦合，也可理解成步进电动机微机控制器的功率接口。（3）优点1 电机旋转的角度正比于脉冲数； 2 电机停转的时候具有最大的转矩（当绕组激磁时）； 3 由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性； 4 优秀的起停和反转响应； 5 由于没有电刷，可靠性较高，因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命
13、； 6 电机的响应仅由数字输入脉冲确定，因而可以采用开环控制，这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本； 7 仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转。 8 由于速度正比于脉冲频率，因而有比较宽的转速范围。（4）缺点：1 如果控制不当容易产生共振； 2 难以运转到较高的转速。 3. 难以获得较大的转矩 4. 在体积重量方面没有优势，能源利用率低。 5. 超过负载时会破坏同步，高速工作时会发出振动和噪声。122 直流伺服电动机直流伺服电动机与普通电动机的工作原理完全相同，有永磁式和电磁式两种：永磁性定子是永久磁铁的磁极。电磁式由硅钢片叠压而成，在铁心上套有励磁绕组。直流伺服电动机的
14、结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器等组成。123交流伺服电动机交流伺服电动机，是将电能转变为机械能的一种机器。（1） 原理：交流伺服电动机主要由一个用以产生磁场的电磁铁绕组或布的定子绕组和一个旋转电枢或转子组成。电动机利用通电线圈在磁场中受力转动的现象而制成的。(2)优点：1）交流伺服电动机控制精度高，矩频特性好，具有过载能力2）由于转子由磁性，所以在极低频率下也能旋转运行。1.3运动控制器运动控制器使运动控制的核心，它可以同时控制一个或多个电机运动控制器是以中央逻辑控制单元为中心、以传感器为信号元件，以电机和执行单元为控制对象的，主要用于对机械传动装备的位置、速度进行实时的控制管理，使运动部件按照预期的轨迹和
