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基于旋轉(zhuǎn)變壓器反饋的運(yùn)動(dòng)控制器
1970年01月01日 08:00 變壓器產(chǎn)業(yè)網(wǎng)

  基于旋轉(zhuǎn)變壓器反饋的運(yùn)動(dòng)控制器;1防科4大學(xué)機(jī)電1程自動(dòng)化學(xué)院。湖好氏沙41073龍佑喜。龐新良長(zhǎng)沙力鼎科技開限公司湖南長(zhǎng)沙描撕秦彥。陳軍紹了+基于旋轉(zhuǎn)變壓器反饋的運(yùn)動(dòng)控制器。它以502為核心器件。特別適合在野外等惡劣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高精度控制。

  當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展有種重要趨勢(shì),即采用開放式體系結(jié)構(gòu)。開放式體系結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn),結(jié)構(gòu)模塊化標(biāo)準(zhǔn)化。機(jī)電體化系統(tǒng)采取多層次模塊化,各層次之間具有標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議,各模塊之間具有標(biāo)準(zhǔn)的接12構(gòu)建系統(tǒng)的快違性和柔性化隨著科技深人類社會(huì)的每個(gè)角落。人們對(duì)機(jī)電體化系統(tǒng)的要求15益專業(yè)化個(gè)忡化。因而機(jī)電體化系統(tǒng)的種類和品種越來(lái)越多。基于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊化標(biāo)準(zhǔn)化,以及以電子替代機(jī)械以軟件替代硬件的柔性化,可以快速構(gòu)建新的系統(tǒng),滿足人們的需求。③開發(fā)維修升級(jí)簡(jiǎn)單低成本。

  山于以,51為代衣的高速高性能微處理器的出現(xiàn)和,0機(jī)的廣泛應(yīng)用及廉價(jià)化,開放式控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)處以15芯作運(yùn)動(dòng)控制處,器。以,機(jī)作為主處理平臺(tái),形成,運(yùn)動(dòng)控制器的模式。這樣將,0機(jī)的信息處理能力和開放式的特點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)控制器的運(yùn)動(dòng)控制能力有機(jī)地結(jié)合在起,具有信息處理能力強(qiáng)開放程度高運(yùn)動(dòng)控制能力強(qiáng)迎用性好等特點(diǎn)。采用運(yùn)動(dòng)控制器的開放式控制系統(tǒng)正成為機(jī)屯體化設(shè)備控制系統(tǒng)上流在航空航天雷達(dá)火控系統(tǒng)及工業(yè)動(dòng)化領(lǐng)域中,經(jīng)常需要對(duì)被控對(duì)象的角位移進(jìn)行測(cè)量并加以控制。測(cè)角元件常采用旋轉(zhuǎn)變壓器自整角機(jī)光電碼盤等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,由計(jì)算機(jī)組成的數(shù)字控制系統(tǒng)將逐步取代傳統(tǒng)的模擬控制系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)數(shù)字控制系統(tǒng)或?qū)υ械南到y(tǒng)進(jìn)行改造中,就需要將廣泛采的旋轉(zhuǎn)變壓器1整館機(jī)的度模擬童信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字量信號(hào)。旋轉(zhuǎn)變壓器具有抗,擾能力強(qiáng)。動(dòng)謝生好拉制精度高特點(diǎn),特別適合在野外等環(huán)境惡劣的場(chǎng)合。因此,筆者在移動(dòng)載體衛(wèi)星通信電視接收系統(tǒng)項(xiàng)目中,選用了江蘇自動(dòng)化研允所卞。產(chǎn)的7系列旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊,設(shè)計(jì)出了符合15人總線標(biāo)準(zhǔn)的雙通道平臺(tái)的方位角與俯仰角旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字接口運(yùn)動(dòng)控制器,并成功地用在了該設(shè)備數(shù)字控制系統(tǒng)中。

  1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)變壓器反饋的運(yùn)動(dòng)控制器采用;總線接口,1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框。運(yùn)動(dòng)控制器主要由4大模塊構(gòu)成13運(yùn)動(dòng)伺跟控制模塊。處邢模塊雙迪道旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)宇轉(zhuǎn)換器及0轉(zhuǎn)換放人模塊,1.運(yùn)動(dòng)伺服控制模塊15實(shí)小是改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)的微處理器肘,采用精簡(jiǎn)指令集,5,誦興俁仍誆0河正5以上,可實(shí)現(xiàn)各種實(shí),性要求較高的算法。歷1具有以下幾個(gè)特點(diǎn)①改進(jìn)的哈佛總線結(jié)構(gòu)②多處理單元;1流水線結(jié)構(gòu)0硬件乘法器,盍32,24,是公司1997年推出的用于控制電機(jī)的08芯片,以該公司方向?yàn)闄C(jī)電本化技術(shù)。開放式運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)。數(shù)控技術(shù)龐新良177.女。究生。主要吁究方向?yàn)殇澝芄こ膛c計(jì)算機(jī)控制,199420150.46了,36蚶,血觸趾化觀說(shuō),彖翻藤祜摞器的23力矩電機(jī)伺服系統(tǒng)零位開關(guān)行程開關(guān),總線間僅為5黽極性信號(hào)輸出。17244輸出號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器放大為雙極性10電壓信號(hào)。控制直流力矩伺服電機(jī)。

  2於運(yùn)動(dòng)伺服控制軟件設(shè)計(jì)分,3數(shù)據(jù)交換運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生器伺服抒制算法。燉內(nèi)部1序結(jié)構(gòu)0為內(nèi)核,指令周期為5,具有豐富的適合于伺服電機(jī)控制的先進(jìn)外圍設(shè)備,特別適合于設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制器。

  12,處理模塊1介技術(shù)是導(dǎo)體公司首先提的先進(jìn)技米用戶能對(duì)自己設(shè)計(jì)的目標(biāo)系統(tǒng)或印刷電路板上的邏輯器件進(jìn),反復(fù)編1!。,系統(tǒng)采6構(gòu)成1柬的外圍接口電路,這種結(jié)構(gòu)大的特點(diǎn)是簡(jiǎn)化08與外部設(shè)備的接口,并且利用13在系統(tǒng)可編程的特點(diǎn),使得該接口具有很大的靈活性。主要實(shí)現(xiàn)以下功能0提供1道旋轉(zhuǎn)變1器數(shù)轉(zhuǎn)換器1402②電機(jī)控制信號(hào)輸出處理。提供,人,的片選信TFS.

  1.3雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換器旋轉(zhuǎn)變壓器廠,字轉(zhuǎn)換模塊的作用處將旋鈐變壓器輸出的被測(cè)州的正佘弦成比例的電壓模擬貨信號(hào)轉(zhuǎn)換成進(jìn)制數(shù)字角度量信息。雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以采用0公司提供的人02344系列,但價(jià)格昂也以采用江蘇肉動(dòng)化研允所的14父紀(jì)302系列產(chǎn)品,價(jià)格低,性價(jià)比高。

  14又兌七02系列雙通道14位跟蹤型旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換器。特別適合體積小屯啁輕費(fèi)用低的應(yīng)用場(chǎng)合。轉(zhuǎn)換器采用32腳封裝,每塊包含兩路獨(dú)立的采用階伺服回路的轉(zhuǎn)換器。每路輸入可以是旋轉(zhuǎn)變壓器自整角機(jī)信號(hào)。并且竹抄立的參考信號(hào)輸入端。

  輸出信號(hào)為電平的14位并行自然進(jìn)制碼,數(shù)據(jù)讀,不中斷轉(zhuǎn)換過(guò)程1.41人轉(zhuǎn)換放大模塊2.L數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)交換是通過(guò)13入總線進(jìn)行通信,采用命令中斷方式。實(shí)觀機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器的參數(shù)設(shè)置命令控制及狀態(tài)監(jiān)測(cè),2.2運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生器簡(jiǎn)單地說(shuō)運(yùn)動(dòng)控制就是實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動(dòng)軌跡,并對(duì)以電機(jī)服動(dòng)的執(zhí)廳機(jī)構(gòu)進(jìn)有效的擰禮常的軌跡規(guī)劃模式有梯型曲線模式速度模式及直接輸出模式。

  小的應(yīng)場(chǎng)合可以選擇不同的控制校式。

  崔少輝。單片機(jī)在振動(dòng)信號(hào)處理中的應(yīng)用自動(dòng)化儀,1997,王俊省。微計(jì)算機(jī)檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用1.北京電子工業(yè)出版社,梯形曲線模式用于位置控制,是種平滑的位置控制模式。在該模式下運(yùn)動(dòng)控制器在兩個(gè)目標(biāo)位置點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)速度的加減速運(yùn)動(dòng),由于該模式下的速度曲線般是個(gè)梯形,故取名為梯形曲線模式。3是典型的梯形曲線模式下的速度曲線,該軸的運(yùn)動(dòng)速度經(jīng)歷3個(gè)階段。在1階段,軸以設(shè)定的力口速度從當(dāng)前速度加速到所設(shè)定的目標(biāo)速度;在階段軸運(yùn)動(dòng)速度到達(dá)目標(biāo)速度,軸保持目標(biāo)速度勻速運(yùn)動(dòng);在政,當(dāng)前軸按設(shè)定的加速度減速到零值,此時(shí)正好到達(dá)目標(biāo)位置。在某些情況下,軸可能在未達(dá)到設(shè)定速度時(shí)就要減速。這樣就沒有第區(qū)的彡速運(yùn)動(dòng)階段。,在梯形曲線模式下,可以隨時(shí)改變位置速度和加速度。使,度曲線變成閣4曲線形式。

  于速度擰制。在速度模式運(yùn)動(dòng)控制1標(biāo)參數(shù)為速度。

  運(yùn)動(dòng)控制器檸制電機(jī)按照指令,度運(yùn)動(dòng)。當(dāng)指令速度變化,檸制器按照所設(shè)置的加速度加減速到新的速度。

  在某些情況下。系統(tǒng)工要開環(huán)控制。因此運(yùn)動(dòng)控制器還提供直接輸出模式即開環(huán)方式。在直接輸出模制電壓輸出,反饋信號(hào)雖然可以得到,但不參與控制。

  及旋轉(zhuǎn)變壓器送入的位置反饋信號(hào),通過(guò),10調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)對(duì)控制對(duì)象的閉環(huán)控制。采用,10+速度前饋控制可以進(jìn)步改進(jìn)控制效果。式1是數(shù)字,山+速度前饋的數(shù)學(xué)達(dá)式。

  前饋系數(shù)⑴為調(diào)宵器的輸山為調(diào)節(jié)器的輸入即偏羌號(hào)為調(diào)節(jié)器的速度輸慫仍佝服擰制器采用6的結(jié)構(gòu)。

  2.4旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)處理旋轉(zhuǎn)變壓器為式測(cè)量,因此需要進(jìn)行過(guò)零位處理。處理方法是把輸出的14位并行進(jìn)制數(shù)據(jù)連接到1朽,數(shù)據(jù)總線的高14位,8把戍入的數(shù)據(jù)變換為相對(duì)值,并累加至32位位移寄存器,從而可以得到32位位移范圍。

  03匯編程序如下3結(jié)束語(yǔ)旋轉(zhuǎn)變壓器反饋的運(yùn)動(dòng)控制器實(shí)現(xiàn)了如下主要技術(shù)指標(biāo),+1014位模擬電壓電機(jī)控制,14位旋轉(zhuǎn)變壓器反饋,可編程插補(bǔ)周期,預(yù)置為20,可編程事件中斷,中斷號(hào)可跳線選擇,內(nèi)置計(jì)時(shí)器,具有2232倍插補(bǔ)周期的可編程定時(shí)中斷能力,10伺服控制;可編程梯形曲線速度跟蹤和直接輸出等軌跡控制方式;32位運(yùn)算精度。

  2.3朽0伺服控制算法山控制是應(yīng)用為普遍的控制方法,10伺服控制器接收運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)牛器的理想位置和速度參數(shù)以讀入旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)變?yōu)橄鄬?duì)數(shù)據(jù)移位至低14位累加至32位位移寄存器保存,供下次使用CAN數(shù)據(jù)電文格式包括5個(gè)組成部分,而130 783將這些內(nèi)容分為個(gè)部分。幾體地說(shuō),96841與3017831內(nèi)容相同,定義了數(shù)據(jù)通過(guò)總線按位串行傳送,數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)與,宿協(xié)議致,并提供錯(cuò)誤處理,保證安全傳送。130 783標(biāo)準(zhǔn)的其余部分與0鞏9684235部分對(duì)應(yīng)。它定義了實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)農(nóng)機(jī)具相結(jié)合所必要96842與13078324定義符合CAN協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)物理層和網(wǎng)絡(luò)層。諸如通信線接頭。傳送速度及號(hào)特征,系統(tǒng)采用分布式總線結(jié)構(gòu)。用戶終端通過(guò)總線發(fā)出消息,所有其他用戶根據(jù)各自的識(shí)別碼檢測(cè)總線,獲取有用的消息與總線實(shí)現(xiàn)信息交換,它采用了1總線標(biāo)準(zhǔn)定義的數(shù)據(jù)報(bào)文格式,包括位編碼的識(shí)別器和甜的數(shù)據(jù)。1了這報(bào)文結(jié)構(gòu),由用戶設(shè)置的位識(shí)別器的謾高3位定義了訪問(wèn)總線的優(yōu)先級(jí)別總線倍息劃分為8種優(yōu)選級(jí)。

  頭中的4個(gè)分別用于60人強(qiáng)電電源和25人電子電路電源;5個(gè)用4傳輸3.總線信息交換速本為125大。傳輸距離4,1總線可掛接的大用戶數(shù)為16個(gè),農(nóng)業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理層虛擬終端信息應(yīng)用以和電源管理及任務(wù)控制,系統(tǒng)初始化任務(wù)乜括明動(dòng)態(tài)地址和沖突處理等系統(tǒng)管理功能。根據(jù)位識(shí)別器的高3位確定優(yōu)先級(jí),根據(jù)4個(gè)農(nóng)幾識(shí)別位和3個(gè)安裝位置識(shí)別位進(jìn)行機(jī)器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)識(shí)別;系統(tǒng)多16個(gè)掛接用戶0初始化過(guò)程中,每個(gè)用戶動(dòng)態(tài)地獲取向所有用戶播發(fā)的地址;基本消息作為第優(yōu)先級(jí)也向所有用戶廣播為允許戶間穴接通信,目標(biāo)信息定義為第3優(yōu)先級(jí);其他優(yōu)先級(jí)用于中央輸入輸出單元及任務(wù)管理。0爪96843還規(guī)定,服務(wù)程序的用戶定義。

  管腳160六接地管腳225入接地管腳360電湄管腳425六供電子電路管腳5網(wǎng)絡(luò)控制信號(hào)管腳601用戶終端控制管腳70侑號(hào)地管腳80信號(hào)傳輸電平管腳90倌號(hào)傳輸?shù)碗娖缴辖拥?4頁(yè)運(yùn)動(dòng)控制器采用歷,與6相結(jié)合的方案,具有以下特點(diǎn),提供包括幾十個(gè)控制函數(shù)的函數(shù)庫(kù),功能強(qiáng),極大地減少了新系統(tǒng)研發(fā)的軟件和硬件工作量,縮短研發(fā)周期,降低成本。

  衛(wèi)星通信電視接收系統(tǒng)項(xiàng)目成功使用了近2年。該運(yùn)動(dòng)控制器功能強(qiáng)控制精度高穩(wěn)定可靠,現(xiàn)己實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化,為快速研制適合野外等惡劣環(huán)境工作的新型設(shè)備提供了良好的基礎(chǔ)。

  范大鵬,劉鋼,鄭子文付永紅。方興未艾的開放式運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)4.組合機(jī)床與自動(dòng)化技術(shù),1999,912.

  數(shù)控技術(shù)發(fā)展動(dòng)向。華中理工大學(xué)數(shù)控研宄所,1998.

  柬3仁。在系浼丁編以技術(shù)及其器1.;理用1叫安電子科技大學(xué)出版社1999.

  阽小型通逝怙盼轉(zhuǎn)變器數(shù)7轉(zhuǎn)換1412列仲說(shuō)叫江辦自動(dòng)化研宄所。

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