[理学]伺服控制系统的插补算法研究.doc

伺服控制系统的插补算法研究 专业：自动化 班级：2007级1班 引言 3 1 三轴定位伺服系统 6 1.1 工业控制网络 6 1.1.1 信息层 6 1.1.2 控制层 7 1.1.3 设备层 7 1.2 ControlLogix 控制器 7 1.3 1756-M08SE多轴运动模块 7 1.4 Ultra3000伺服驱动器 9 1.5 Y系列伺服电机 10 1.6 编码器 10 2 三轴定位伺服系统的组态 11 2.1 系统编程软件 11 2.1.1 RSLogix5000软件的特点 11 2.1.2 RSLogix5000软件的数据组织 11 2.2 新建控制器 12 2.3 I/O模块的组态 14 2.3.1 EtherNet/IP模块的组态 14 2.3.2 ControlNet模块的组态 16 2.3.3 1756-M08SE模块及轴驱动器的组态 17 2.4 新建运动组及轴的组态 20 2.4.1 新建运动组 20 2.4.2 新建运动轴 21 2.4.3 新建组合运动组 33 3 插补算法的研究 36 3.1 插补原理 36 3.2 逐点比较法 37 3.2.1 逐点比较法原理 37 3.2.2 逐点比较法的直线插补 37 3.2.3 逐点比较法的圆弧插补 40 3.3 最小偏差法 43 3.3.1 最小偏差法的直线插补 43 3.3.2 最小偏差法的圆弧插补 45 4 控制程序的设计 49 4.1 系统主程序 49 4.1.1 主程序梯形图 49 4.1.2 主程序梯形图说明 49 4.2 运动状态子程序 50 4.2.1 运动状态程序梯形图 50 4.2.2 运动状态程序梯形图说明 51 4.3 系统复位子程序 52 4.3.1 复位程序梯形图 52 4.3.2 复位程序梯形图说明 53 4.4 逐点比较法直线插补子程序 54 4.4.1 逐点比较法直线插补程序流程图 55 4.4.2 逐点比较法直线插补梯形图 55 4.4.3 逐点比较法直线插补梯形图说明 57 4.5 逐点比较法圆弧插补子程序 58 4.5.1 逐点比较法圆弧插补程序流程图 58 4.5.2 逐点比较法圆弧插补梯形图 59 4.5.3 逐点比较法圆弧插补梯形图说明 60 4.6 最小偏差法直线插补子程序 61 4.6.1 最小偏差法直线插补程序流程图 62 4.6.2 最小偏差法直线插补梯形图 62 4.6.3 最小偏差法直线插补梯形图说明 63 4.7 最小偏差法圆弧插补子程序 64 4.7.1 最小偏差法圆弧插补程序流程图 65 4.7.2 最小偏差法圆弧插补梯形图 65 4.7.3 最小偏差法圆弧插补梯形图说明 68 5 运行结果与分析 69 结论 72 致谢 73 参考文献 74 摘要 随着计算机技术的迅猛发展，工业控制产品加快了推陈出新的步伐。ControlLogix控制平台就是极具代表性的新产品。本文研究了自动化的三层网络、1756-Logix5555控制器1756-M08SE多轴运动模块Ultra3000伺服驱动器。RSLogix5000软件进行组态，为插补算法提供了硬件和软件环境。 数控系统的控制精度以及控制速度都可以由插补算法来体现，所以说插补算法的优劣对整个数控系统的性能指标至关重要，本文重点研究了逐点比较和最小偏差两种插补算法，并列表求出插补运算各点的值，作图来显示插补轨迹。PLC具有丰富的功能指令，可以解决插补的运算问题和对运行轨迹的控制问题。本课题使用AB公司的PLC对这两种算法分别编制了直线与圆弧的插补程序。将两种算法的运行结果进行了分析与比较，可以看出无论是控制精度还是控制速度，最小偏差法都要好于逐点比较法。 关键词：ControlLogix系统；插补算法；伺服系统；Logix5555控制器；1756-M08SE多轴运动模块Ultra3000伺服驱动器 Abstract With the rapid development of computer technology, industrial control products accelerated the pace of innovation. Since the programmable controller came out for many years, it gradually became a new generation, such as convenient operation, function exactly, free combination, network open, data standards, strong compatibility, wide coverage. Rockwel