永磁交流伺服系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化多軸驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著工業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展，永磁交流伺服系統(tǒng)多軸驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用范圍變得越來(lái)越廣泛，而應(yīng)用脈沖和模擬量等傳統(tǒng)方式控制多個(gè)伺服系統(tǒng)運(yùn)行，存在物理接線復(fù)雜和實(shí)時(shí)性較低等兩個(gè)突出問(wèn)題，為了解決這兩個(gè)問(wèn)題，本課題舍棄了這種傳統(tǒng)的伺服驅(qū)動(dòng)控制方式，圍繞新型網(wǎng)絡(luò)化驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，包括了基于現(xiàn)場(chǎng)總線的多軸驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究和基于工業(yè)以太網(wǎng)的多軸驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究。普通現(xiàn)場(chǎng)總線控制方式選用基于CAN總線的多軸伺服系統(tǒng)，而實(shí)時(shí)以太網(wǎng)選用基于EtherCAT

2、以太網(wǎng)的多軸伺服系統(tǒng)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)化多軸驅(qū)動(dòng)模型，提出了兩種控制方式的總體方案，通過(guò)多個(gè)平臺(tái)測(cè)試，論證了控制方案的可行性。論文的主要內(nèi)容包括：
　　首先，根據(jù)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的具體要求，設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)化多軸伺服系統(tǒng)的總體模型，并對(duì)伺服系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的多軸驅(qū)動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，選取了兩種適合在復(fù)雜伺服系統(tǒng)中應(yīng)用的具體控制方式，分別是基于CAN總線的方案和基于EtherCAT以太網(wǎng)的方案，介紹了兩者的優(yōu)勢(shì)與適用范圍。
　　然后，對(duì)基于CAN總

3、線的多軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，介紹了CANopen通信原理及協(xié)議規(guī)范，提出了一種基于CANopen運(yùn)動(dòng)控制協(xié)議DSP402的多軸聯(lián)動(dòng)伺服系統(tǒng)控制方案，設(shè)計(jì)了位置和速度聯(lián)動(dòng)的幾種控制模式，包括單軸位置控制，雙軸位置聯(lián)動(dòng)控制，雙軸位置同步控制，單軸速度控制，雙軸速度聯(lián)動(dòng)控制和雙軸速度同步控制。以雙軸聯(lián)動(dòng)伺服系統(tǒng)為對(duì)象搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并進(jìn)行了速度和位置聯(lián)動(dòng)模式下的性能測(cè)試和分析。結(jié)果顯示，雙軸控制性能良好，證明了方案的可行性，可以給點(diǎn)位控制

4、的多軸聯(lián)動(dòng)場(chǎng)合提供一套性價(jià)比較高的方案。
　　再次，對(duì)基于實(shí)時(shí)以太網(wǎng)EtherCAT的多軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，介紹了CoE協(xié)議與CANopen不同之處，分別對(duì)驅(qū)動(dòng)器從站接口進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)與配置文件編寫(xiě)，并提出了一種基于工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT的伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方案，分步驟搭建三組實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，測(cè)試其基本IO通信，CoE通信與其運(yùn)動(dòng)控制的三者性能，并且測(cè)試實(shí)時(shí)以太網(wǎng)系統(tǒng)集成的性能。結(jié)果顯示，通信速率達(dá)到要求，并且控制性能良好