PMAC控制下的高精度转台双闭环伺服系统调试..docx

PMAC 控制下的高精度转台双闭环伺服系统调试Debugging of high precision revolving table dual close loop servosystem controlled by PMACCHEN Dong-sheng（Instiute of Mechanical Manufacturing Technology of CAEP， Mianyang621900， China）【摘 要】简要概述了 PMAC的特点，介绍了 PMAC控制下转台伺服系统的设计，重点对系统调试过程中遇到的问题进行了讨论，主要有转台单方向漂移、转台闭环后来回漂移、PID调节等。关键词： PMAC；转台；伺服系统；调试【Abstract】 It summarizes the characteristic of PMAC，introduces the design ofrevolving table servosystem controlled by PMAC，discusses some questions about system debugging emphatically，including sin－gle direction excursion ofrevolving table、excursion back andforth after close loop、PID adjusting and so on.Key words： PMAC； Revolving table； Servo system； Debugging图分类号： TH16， TM571 文献标识码： APMAC是一个开放式的运动控制器，它有多种型号，系统使用的是 TURBO PMACⅡ型卡，该卡在国内的使用不多。 用 PMAC 控制转台闭环伺服系统，从理论上来讲，伺服环内各元件误差以及运动中造成的误差都可以得到补偿，因而可以达到很高的跟随精度和定位精度，但由于受机械变形、温度变化、振动及其它因素的影响，要实现高精度、良好的稳定性和快速的动态响应特性，闭环系统的调试有一定的难度。 就 PMAC控制的转台闭环系统进行调试过程中遇到的几个问题进行分析，并提出解决办法， 以供大家借鉴。1 伺服系统的设计1.1 PMAC概述美国 DeltaTau公司的可编程多轴运动器（PMAC）是世界上功能强大的运动控制器之一， 它借助于Motorola的 DSP56001/ 56002数字信号处理器，可以同时操纵1～8个轴。而且它还可以自动对任务进行优先等级判别， 从而进行实时的多任务处理，这使得它在处理时间和任务切换这方面大大减轻主机和编程器的负担，提高了整个控制系统的运行速度和控制精度。 PMAC具有开放平台， 不仅可以用 G代码， 而且可以用 C或 BASIC语言编程，它能够对存储在它内部的程序进行单独的运算，执行运动程序、PLC程序，并可进行伺服环更新，并以串口、总线两种方式与主计算机进行通讯。1 .2转台控制系统设计该控制系统由 PC （上位机）、PMAC控制器 （下位机）、Dy－naserv驱动器、PARK的高精度旋转工作台、 测量与反馈系统组成。其控制原理，如图1所示。 PARK的高精度旋转工作台与一般工作台不同，它的电机是无刷直接驱动电机， 回转工作台的台面是电机的转子，没有了传动机构，这样就减少了传动误差。该系统是一个双闭环系统，由于该系统中执行机构采用的是直接驱动电机，其双闭环系统不同于通常的双闭环，其速度环和位置环共用圆光栅位置反馈信号，内环是速度环，外环是位置环。速度环由速度控制单元、F/V转换、速度反馈电路组成，它可以实现速度恒值控制。位置环由 PMAC中位置控制模块、速度控制单元、位置检测及位置反馈电路组成。由于没有了传动机构，因此安装在转子上的圆光栅所反馈的值既反映了转台的实际位置，又反映了电机的输出，速度环中该值通过 F/V转换成速度量， F/V转换是通过计数的频率来转换成模拟电压（一般是以25kHZ/V的速率转换）。 反馈信号是增量式A/B相正交脉冲信号。 控制转台的是 PMACⅡ型卡，系统中的圆盘光栅尺精度高，可达655360线/转，当 PMAC四倍频后，其分辨率可达到2621440脉冲数/转。2系统调试对双闭环系统的调试，不但要对控制卡进行参数设置，而且要对驱动器进行参数设置，系统调试中会遇到很多问题，本节只就其中几个问题进行分析讨论。2. 1 转台单方向漂移的问题在完成系统连接后，我们用 PMAC的调试软件 Pewin32进行调试，上电后，转台开始出现单方向漂移的现象：转台沿顺时针方向以很小的速度移动。 在设置了常用的 PMAC参数后，单方向漂移问题仍然存在。为解决这个问题，我们对有可能的原因一一分析。 首先我们怀疑是硬件