數(shù)字程序控制技術(shù)-青島大學(xué)課件

國家級精品課程

《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》青島大學(xué)主講教師：丁軍航副教授國家級精品課程

《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》青島大學(xué)主講教師：丁軍航第14講

第3章數(shù)字控制技術(shù)（五）第14講

第3章數(shù)字控制技術(shù)（五）3.3多軸步進(jìn)驅(qū)動控制技術(shù)（二）

3.3.5步進(jìn)電機(jī)控制程序

3.3.6數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例

3.4第3章小結(jié)3.3多軸步進(jìn)驅(qū)動控制技術(shù)（二）3.3.5步進(jìn)電1．步進(jìn)電機(jī)走步控制程序

什么是走步程序？用ADX和ADY分別表示x軸和y軸步進(jìn)電機(jī)輸出字表的取數(shù)地址指針。且用ZF=1、2、3、4分別表示+x、-x、+y、-y走步方向。在流程圖的第一個判斷中，ZF通過對Fm的判斷來賦值。因此，這個程序還要和插補(bǔ)計(jì)算程序結(jié)合起來看。3.3.5步進(jìn)電機(jī)控制程序1．步進(jìn)電機(jī)走步控制程序3.3.5步進(jìn)電機(jī)控制程序3.3.5步進(jìn)電機(jī)控制程序3.3.5步進(jìn)電機(jī)控制程序2.步進(jìn)電機(jī)速度控制程序注意兩點(diǎn)：①速度往往和輸出字的輸送的頻率有關(guān)；②調(diào)速過程總是有加速問題。內(nèi)容：①按正序或反序取輸出字可控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，輸出字更換得越快，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速越高；②控制延時(shí)的時(shí)間常數(shù)，即可達(dá)到調(diào)速的目的；Ti為相鄰兩次走步的時(shí)間間隔，Vi為進(jìn)給一步后速度，a為加速度。3.3.5步進(jìn)電機(jī)控制程序返回2.步進(jìn)電機(jī)速度控制程序注意兩點(diǎn)：3.3.5步進(jìn)電機(jī)控制3.3.6數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例-三軸步進(jìn)電機(jī)控制1.數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及主要部件開放式數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)，關(guān)鍵在于數(shù)控系統(tǒng)的硬件平臺和軟件功能模塊的功能設(shè)計(jì)。選用工控機(jī)作為系統(tǒng)平臺，采用“IPC+多軸運(yùn)動控制器”的典型結(jié)構(gòu)搭建控制平臺，數(shù)控系統(tǒng)的硬件組成如所示。

3.3.6數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例-三軸步進(jìn)電機(jī)控制1.數(shù)控系統(tǒng)的3.3.6數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例-三軸步進(jìn)電機(jī)控制1.數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及主要部件（1）工業(yè)控制機(jī)（IPC）工控機(jī)主要完成系統(tǒng)管理、人機(jī)交互、動態(tài)顯示、工作空間軌跡規(guī)劃、插補(bǔ)計(jì)算、運(yùn)動學(xué)計(jì)算、邏輯控制及各單元間通訊等任務(wù)。本系統(tǒng)采用研華PCI總線插槽的工控機(jī)。（2）運(yùn)動控制卡PCI-1240是一款基于PCI總線技術(shù)的4軸步進(jìn)／脈沖型伺服運(yùn)動控制卡，應(yīng)用于常規(guī)的精確運(yùn)動控制，它簡化了步進(jìn)和脈沖伺服運(yùn)動控制，可以顯著的提高電機(jī)的運(yùn)動性能。提供例程WindowsDDL驅(qū)動程序,提供PCI-1240運(yùn)動應(yīng)用配置工具程序,完成配置和診斷.

3.3.6數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例-三軸步進(jìn)電機(jī)控制1.數(shù)控系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)是基于開放式數(shù)控系統(tǒng)思想，以WindowsXP為系統(tǒng)平臺，采用VC++語言開發(fā)的。在對CNC系統(tǒng)功能全面理解的基礎(chǔ)上，建立CNC內(nèi)核的體系結(jié)構(gòu)模型，劃分各功能模塊，在此基礎(chǔ)上采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，將各功能模塊封裝。各模塊按CNC的內(nèi)部工作原理編程，分模塊組合設(shè)計(jì)構(gòu)成整體系統(tǒng)。采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可靠性強(qiáng)，各模塊出現(xiàn)故障可單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)的需求有所更改時(shí)，只需修改或增減相應(yīng)的功能模塊，就可重新組合得到新的數(shù)控系統(tǒng)。3.3.6數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例-三軸步進(jìn)電機(jī)控制2.數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)及主要功能模塊

軟件系統(tǒng)是基于開放式數(shù)控系統(tǒng)思想，以WindowsXP為系3.3.6數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例-三軸步進(jìn)電機(jī)控制2.數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)及主要功能模塊

3.3.6數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例-三軸步進(jìn)電機(jī)控制2.數(shù)控系統(tǒng)的3.3.6數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例-三軸步進(jìn)電機(jī)控制2.數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)及主要功能模塊（1）多任務(wù)操作模塊它是開放式數(shù)控系統(tǒng)中的核心管理模塊。監(jiān)控各任務(wù)的狀態(tài)，決定任務(wù)獲得CPU的優(yōu)先權(quán)，并根據(jù)調(diào)度策略改變?nèi)蝿?wù)的狀態(tài)，或讓其運(yùn)行，或讓其等待，對系統(tǒng)中的各任務(wù)模塊進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度和管理，協(xié)調(diào)各模塊的高效運(yùn)行，并輔助完成各進(jìn)程間的通訊和信息交換。本系統(tǒng)所有軟件模塊均受操作模塊的管理。（2）人機(jī)接口模塊（包括參數(shù)管理和動態(tài)顯示）提供整個系統(tǒng)的操作框架和人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)各種工作模式的選擇、管理程序運(yùn)行所需參數(shù)的設(shè)置及數(shù)據(jù)處理時(shí)的人機(jī)交互信息交流等，可完成實(shí)驗(yàn)方案的基本功能和軟件的管理工作，并提供進(jìn)入其他模塊的入口。3.3.6數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例-三軸步進(jìn)電機(jī)控制2.數(shù)控系統(tǒng)的3.3.6數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例-三軸步進(jìn)電機(jī)控制2.數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)及主要功能模塊（3）軌跡插補(bǔ)模塊這是數(shù)控系統(tǒng)的核心模塊。其任務(wù)是根據(jù)希望軌跡和插補(bǔ)策略，進(jìn)行實(shí)時(shí)插補(bǔ)，并將各軸的運(yùn)動指令送給位置控制模塊，控制運(yùn)動的速度和加速度。（4）運(yùn)動學(xué)算法模塊主要為伺服驅(qū)動提供位置逆解、速度逆解和加速度逆解算法，為運(yùn)動狀態(tài)的實(shí)時(shí)仿真及精度補(bǔ)償提供正解算法。（5）位置控制模塊（包括速度、方向、位置控制）該模塊是數(shù)控系統(tǒng)的另一核心模塊，將插補(bǔ)運(yùn)算的結(jié)果實(shí)時(shí)的發(fā)送給運(yùn)動控制卡，完成高精度位置控制，按指定的路徑和速度運(yùn)動。（6）運(yùn)動仿真模塊動態(tài)顯示模塊等輔助功能模塊可使得操作人員掌握系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及報(bào)警顯示等信息，使操作者隨時(shí)了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。返回3.3.6數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例-三軸步進(jìn)電機(jī)控制2.數(shù)控系統(tǒng)的本章主要介紹了數(shù)字控制技術(shù)、逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理、步進(jìn)驅(qū)動控制技術(shù)、以及多軸步進(jìn)驅(qū)動板卡的應(yīng)用。通過這四個方面的學(xué)習(xí)，