1.1.1 运动控制系统概念
运动控制是指在一定的环境中,根据给定的条件,将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动。实现对被控目标机械部件精确的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制,以及这些控制的综合控制。
当今的运动控制,由于环境条件的复杂,使得控制方案,数据也显得越来越复杂,这样,实际中要想完成预定的动作,实现准确的运动控制,更多的依靠大型的运动控制系统。
运动控制系统包括处理运动算法和信号的控制器、增强信号,可供应运动控制器提供运动输出的放大器、执行机构、反馈系统(传感器/变送器),可基于输出和输入的比较值,调节过程变量。有的系统还包括操作员界面或主机终端前端处理设备。
1.2 运动控制系统框图
人机交互 《====》 运动控制器《====》驱动器======》执行机构======= | | ||
< < == 反馈装置 << ===
1.2.1 各部分功能
Ø 人机交互:一般由上位机或触摸屏完成人机交互功能。其作用主要有两点:1. 参数初始化 这一过程是每一个控制系统都必须做的工作,所设计的系统主要根据这里下载的参数进行工作。相当于告诉系统一个运动规则。 2. 监控系统运行 也是一参数的形式报告系统当前运动状态,包括系统是否运行指定动作、运 动过程中是否出错、运动进行的进度等等。 Ø 运动控制器 控制器是整个系统的核心,其功能主要是接收运动控制信号及参数,做出运算,把控制输出送到相应的驱动器或执行器。一、运动参数,控制信号的获取 要完成一定规律的运动,必须要有一定的参数作为前提,比如速度、距离、哪一轴等,这些参数一般由上位机,或触摸屏传送到控制器中。控制信号包括各种限位,手自动转换等,这些信号一般通过数字量输入,或模拟量输入,传送到控制器内部。二、对运动参数的运算 一般客户传送到控制器内部的参数都是比较直观的参数,这些参数还不是控制器赖以使用的实际参数,这就需要做一些转换运算,这些也是在控制器内的运算子程序中完成的。三、运动控制 当控制器得到足够的参数后,会根据这些参数和客户编制的运动控制程序,对机械部件发出指令,控制其运动。四、接收反馈,监控运动执行情况 在控制器发出运动指令后,会根据反馈回来的信号,对运动执行情况作出判断和调整。五、上传监控信息 用户一般需要直观的监控整个系统的运行情况,这样控制器会根据客户的需要,把相关信息上传到上位机或触摸屏。Ø 驱动器 受控于运动控制器,接收到运动控制指令后,按指令要求,控制电机等执行机构完成动作。Ø 执行机构 受控于驱动器,一整个系统的动力源。系统中每一个动作都来自这里,我们所说的运动控制,其实也就是对执行机构的控制。Ø 反馈装置 反馈装置是控制系统中比不可少的组成部分,一般都安装在执行机构上,比如电机上的码盘反馈,可以对执行机构的位置速度等进行测量并反馈到驱动器或控制器。