【正文】 dows 環(huán)境下實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制是可行的。Default 輸出的是 VxD 在 debug 狀態(tài)下的輸出流。因此測試中斷時(shí)間就顯得尤為重要。 _outp(0x71，b)。 _outp(0x70，0xb)。 _outp(0x70，0x0a)。 ／／通知 VPICD 中斷結(jié)束)BOOL ClockDevice：：OnSysDynamicDeviceInit(){ pMyIRQ=new MyHwInt ()。VOID MyHwInt：：OnHardwareInt(VMHANDLE hVM){ _outp(0x70，0xc)。class ClockDevice ：public VDevice{public：virtual BOOL OnSysDynamicDeviceInit ()。VxD 可以包含必須在相應(yīng)設(shè)備上執(zhí)行的設(shè)備相關(guān)代碼，也可以依靠其它軟件去執(zhí)行這些對設(shè)備的操作。VxD可以隨 VMM 一起靜態(tài)加載或卸載。 (2)狀態(tài)寄存器 BD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0TE PIE AIE UIE SQWE DM M24 DSE 其中 PIE 為周期中斷允許位，P 工 E=1 允許周期中斷；PIE=O 禁止周期中斷。周期性中斷發(fā)生頻率的可編程范圍是 ～500ms。實(shí)時(shí)鐘的部分電路如圖 41 所示。本課題在方案設(shè)計(jì)期間，綜合考慮了以上的 3 種定式方法，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)鐘 CMOS，最終采用了外界硬件定時(shí)的方式。在實(shí)際應(yīng)用中，誤差較大，所以采用多媒體定時(shí)器提供的時(shí)間不能滿足實(shí)際加工過程的需要。因而在用完定時(shí)器后要及時(shí)的終結(jié)這個(gè)定時(shí)器，可以采用系統(tǒng)提供的函數(shù)：MMRESULT timeKillEvent(UNIT uTimerID)：式中的 uTimerID 為由timeSetEvent 返回的定時(shí)器編號。同時(shí)，Window 98 系統(tǒng)是搶先式的操作系統(tǒng)，在多媒體定時(shí)到來時(shí)能打斷當(dāng)前的運(yùn)行程序去執(zhí)行 Windows 提供的多媒體定時(shí)函數(shù)如下：MMRESULT timeSetEvent(UNITuDelay,UNIT uResolution，LPTIMECALLBACK IpTimeProc，DWORDdwUser，UNIT fuEvent)。所有這些對于欲記錄時(shí)間的實(shí)時(shí)系統(tǒng)是很不利的。修改系統(tǒng)的 T／C0 的方法如下：T／C0 的輸入頻率為 1．193180MHz，來自于系統(tǒng)晶體振蕩器。windows 98 環(huán)境下獲得定時(shí)時(shí)鐘的方法有如下幾種： Windows 系統(tǒng)時(shí)鐘Windows 提供的定時(shí)器是建立在 DOS 的 INT 1CH 中斷基礎(chǔ)之上的。為了增強(qiáng)驅(qū)動能力，需運(yùn)算放大器來進(jìn)行電壓放大，驅(qū)動伺服電機(jī)。MX7545A 輸入數(shù)據(jù)線的低 8 位 DB7DB0，連到數(shù)據(jù)總線的 D7D0，高 4 位 DB11DB8，接到鎖存器 74LS273 的 4Q1Q。MX7545A 是分辨率為 12 的乘法型 DAC轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部帶有兩級緩沖器。3．7 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路數(shù)模轉(zhuǎn)換的主要任務(wù)是把比較器的數(shù)字量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?。因次，只?1Y 端有脈沖，就表示電機(jī)長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院 畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 伺服運(yùn)動控制器的研制17長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院 畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 伺服運(yùn)動控制器的研制18圖33 脈沖接收電路，倍頻鑒向電路及零點(diǎn)檢測電路正向旋轉(zhuǎn)，若 2Y 端有脈沖，則表示電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)。雙“四選一”線路用專用的集成電路 74LSl53 構(gòu)成，其真值表見表 32。倍頻電路由兩片斯施密特觸發(fā)輸入雙單穩(wěn)多諧振蕩器 74LS221 組成。因一個(gè)周期內(nèi)的一個(gè)脈沖表示工作臺移動了一個(gè)柵距，這一個(gè)周期內(nèi)的四個(gè)脈沖中的每一個(gè)則表示了工作臺移動了 1／4 柵距，這樣就提高了光柵測量裝置的分辨率。TLP524 是TOSHIBA 公司生產(chǎn)的 16 引腳 DIP 封裝，能提供 4 個(gè)單獨(dú)隔離電路。而且必須能在計(jì)算機(jī)與輸入輸出裝置之間進(jìn)行必要的信息形式轉(zhuǎn)換。這種方式既能夠保證精確定時(shí)，又可隨任務(wù)的不同而通過編程的方式將它們的定時(shí)周期進(jìn)行更改。因此，要完成實(shí)時(shí)控制任務(wù)，首先就是要能獲得準(zhǔn)確的時(shí)間。另一路譯碼電路為線選譯碼。系統(tǒng)地址總線采用一個(gè)三態(tài)單向緩沖器 74LS244 來驅(qū)動A0～AIOR、IOW、RESET。雙向總線驅(qū)動器 74LS245 有 16 個(gè)三態(tài)鎖存器。而且，總線驅(qū)動器除了起到驅(qū)動作用外，還能對其后的負(fù)載的變化起隔離作用。ISA 總線的后 36 引腳擴(kuò)展了 8 位數(shù)據(jù)線、7 位地址線以及存儲器和 I／O 設(shè)備的讀寫控制線，并有中斷和 DMA 控制線、電源和地線等。 ISA 總線設(shè)計(jì)成前 62 引腳和后 36 引腳的兩個(gè)插座。該控制系統(tǒng)采用 ISA 總線(PC／AT 總線)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與控制卡之間的信息傳遞。ISA 總線的數(shù)據(jù)傳送率為8MB/s。長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院 畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 伺服運(yùn)動控制器的研制11 I SA 總線 ISA 總線是對 XT 總線的擴(kuò)展，以適應(yīng) 8/16 位總總線的要求。位置控制功能由軟件和硬件兩部分共同實(shí)現(xiàn)，軟件負(fù)責(zé)偏差和進(jìn)給速度指令數(shù)值的計(jì)算。位置伺服控制不同于普通電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，它是以足夠的位置控制精度(定位精度)、位置跟蹤精度(位置跟蹤誤差)和足夠快的跟蹤速度作為主要的控制目標(biāo)。 2．dq 軸電壓電流方程 ud=rdid vφ q+?????? ??(????+????)???? = vφ q+?????? ?????????? uq=rqiq+ v(φ f+φ d)+?????? ?????????? =rqiq + vφ f+?????? ??????????式中， =Ldid (29)Φ?? =Lqi q (210)????式中，u d、u q分別為動手 d 軸、q 軸電壓；i d、i q分別為動子 d、q 軸電樞電流；φ d、φ q分別為由動子 d、q 軸電樞電流產(chǎn)生的 d、q 軸磁鏈：r d、r q分別為動子d、q 軸電阻；L d、L q分別為動子 d、q 軸電感。2．3 永磁交流同步伺服電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型條件：(1)忽略鐵心飽和；(2)不計(jì)渦流和磁滯損耗；(3)動子上沒有阻尼繞組，永磁體也沒有阻尼作用。電角度，轉(zhuǎn)子跟隨定子磁場轉(zhuǎn)動相當(dāng)于 60176。長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院 畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 伺服運(yùn)動控制器的研制8永磁交流同步伺服內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的 U/V/W 三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。此外，由于在電機(jī)軸上沒有直流伺服電機(jī)的整流子和電刷，電機(jī)的軸向尺寸可以小一些。轉(zhuǎn)子上的永磁材料通常采用鐵氧體或稀土材料制成，磁場強(qiáng)度高，矯頑磁力很強(qiáng)，而價(jià)格又比較適當(dāng)，可以有效的減少轉(zhuǎn)子的慣量，提高輸出轉(zhuǎn)矩和電機(jī)的功率比。長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院 畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 伺服運(yùn)動控制器的研制7第二章 永磁交流同步伺服電動機(jī)的工作原理及數(shù)學(xué)模型2．1 永磁交流同步伺服電動機(jī)的結(jié)構(gòu)在數(shù)控機(jī)床中，交流伺服電機(jī)正在逐漸代替直流伺服電機(jī)，這是由于交流伺服電機(jī)本身結(jié)構(gòu)簡單，堅(jiān)固耐用，體積較小，重量較輕，沒有整流子機(jī)械換向，所以遠(yuǎn)比直流伺服電機(jī)便于維護(hù)。也可以通過串行接口，與可編程控制器（PLC）的數(shù)控模塊相連。對于使用伺服單元的用戶來說，這是新型伺服系統(tǒng)最具吸引力的特點(diǎn)之一。其次它們都具有故障自診斷與分析功能，無論什么時(shí)候，只要系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就會將故障的類型以及可能引起故障的原因通過用戶界面清楚地顯示出來，這就簡化了維修與調(diào)試的復(fù)雜性。同一個(gè)控制單元，只要通過軟件設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，就可以改變其性能，既可以使用電機(jī)本身配置的傳感器構(gòu)成半閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，又可以通過接口與外部的位置或速度或力矩傳感器構(gòu)成高精度的全閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這種器件將輸入隔離、能耗制動、過溫、過壓、過流保護(hù)及故障診斷等功能全部集成于一個(gè)不大的模塊之中。全數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)，將原有的硬件伺服控制變成了軟件伺服控制，從而使在伺服系統(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)代控制理論的先進(jìn)算法（如:最優(yōu)控制、人工智能、模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等）成為可能。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，AC 伺服電機(jī)的　　市場占有率已經(jīng)超過 80%。在實(shí)際應(yīng)用中，精度更高、速度更快、使用更方便的交流伺服產(chǎn)品已經(jīng)成為主流產(chǎn)品。直流伺服電機(jī)存在機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)工作量大等缺點(diǎn)，在運(yùn)行過程中轉(zhuǎn)子容易發(fā)熱，影響了與其連接的其他機(jī)械設(shè)備的精度，難以應(yīng)用到高速及大容量的場合，機(jī)械換向器則成為直流伺服驅(qū)動技術(shù)發(fā)展的瓶頸。速度環(huán)和位置環(huán)可使用單片機(jī)控制，以使控制策略獲得更高的控制性能。但由于該系統(tǒng)采用矢量變換控制，相對永磁同步電動機(jī)伺服系統(tǒng)來說控制比較復(fù)雜，而且電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)還存在著效率低，發(fā)熱嚴(yán)重等有待克服的技術(shù)問題，目前并未得到普遍應(yīng)用。 交流伺服系統(tǒng)按其采用的驅(qū)動電動機(jī)的類型來分，主要有兩大類:永磁同步（SM 型）電動機(jī)交流伺服系統(tǒng)和感應(yīng)式異步（IM 型）電動機(jī)交流伺服系統(tǒng)。50 年代，無刷電機(jī)和直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化，并在計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和機(jī)械設(shè)備上獲得了廣泛的應(yīng)用。其工作過程是，由 CNC 來的位置輸入指令與位置反饋裝置檢測出的進(jìn)給坐標(biāo)的實(shí)際位移量進(jìn)行比較，把比較得來的偏差信號，經(jīng)過位置控制裝置的運(yùn)算，將結(jié)果輸出到 D／A 轉(zhuǎn)換器，經(jīng)伺服放大器放大后變成電壓信號，成為速度環(huán)給定信號，控制電機(jī)向消除偏差的方向旋轉(zhuǎn)，直到偏差為零時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)動，到達(dá)指定位置。數(shù)控系統(tǒng)和其他位置伺服系統(tǒng)一樣，是一個(gè)雙閉環(huán)系統(tǒng)，如圖卜 l 所示。開環(huán)系統(tǒng)沒有測量反饋環(huán)節(jié)。運(yùn)動控制器以其特有的靈活性和優(yōu)異的軌跡控制能力使許多工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備煥發(fā)出勃勃生機(jī)。操作簡單。與傳統(tǒng)的數(shù)控裝置相比，運(yùn)動控制器具有以下特點(diǎn):長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院 畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 伺服運(yùn)動控制器的研制2技術(shù)更新。這為發(fā)展開放式結(jié)構(gòu)的運(yùn)動控制系統(tǒng)積累了經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造了良好的條件。針對傳統(tǒng)運(yùn)動控制系統(tǒng)的這些缺陷，研究和開發(fā)具有開放式結(jié)構(gòu)的高性能運(yùn)動控制器己成為當(dāng)前運(yùn)動控制領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向，引起了人們的廣泛關(guān)注。容錯(cuò)性和可靠性差。提供給用戶的只是特定環(huán)境下特定功能的目標(biāo)作業(yè)，控制系統(tǒng)的內(nèi) 部包括控制算法和底層的接口等對用戶是一個(gè)“黑箱” 。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)是基于普通 PC 機(jī)或工控機(jī)的 ISA 總線而開發(fā)，其功能集 12 位 DAC 轉(zhuǎn)換、定時(shí)中斷、脈沖接收、倍頻辨向計(jì)數(shù)、零點(diǎn)檢測及使能報(bào)警等于一體。本論文以永磁交流同步伺服電動機(jī)為核心，對運(yùn)動控制器的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動控制單元和外圍處理單元，研制了一種用常規(guī)芯片系列組成的運(yùn)動控制器，提出了采用單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器和數(shù)據(jù)選擇器的四倍頻辨向電路。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。歸納起來，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:封閉式結(jié)構(gòu)?？刂栖浖慕Y(jié)構(gòu)依賴于處理器硬件，在不同的系統(tǒng)間移植比較困難，同時(shí)也給軟件的升級和更新帶來了不便。不利于構(gòu)造大系統(tǒng)，無法實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)協(xié)調(diào)以及遠(yuǎn)程和漫游控制。在開放式結(jié)構(gòu)控制技術(shù)的指導(dǎo)下，計(jì)算機(jī)控制器完成了從造價(jià)昂貴的專業(yè)化大中型機(jī)到開放、積木式通用個(gè)人計(jì)算機(jī)的變革，使計(jì)算機(jī)技術(shù)很快地進(jìn)入到各行業(yè)的各個(gè)部門和家庭。運(yùn)動控制器利用高性能微處理器及大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的多軸協(xié)調(diào)控制，將實(shí)現(xiàn)運(yùn)動控制的底層軟件和硬件集成在了一起，具有伺服電機(jī)控制所需的各種速度、位置控制功能?？梢苑奖愕亟M合，建立適用于不同場合的控制系統(tǒng)。目前，運(yùn)動控制器的應(yīng)用日益廣泛，可以說只要有伺服電機(jī)應(yīng)用的場合就離不開運(yùn)動控制器。 位置伺服系統(tǒng)的構(gòu)成按伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)理論，機(jī)床伺服系統(tǒng)通?？煞譃殚_環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)。由于絲杠和工作臺間傳動誤差的存在，半閉環(huán)系統(tǒng)的精度要比閉環(huán)系統(tǒng)的精度低，但比閉環(huán)系統(tǒng)簡單，易調(diào)整。位置伺服系統(tǒng)是由位置控制模塊、速度控制單元、位置反饋及檢測等部分構(gòu)成。電氣伺服系統(tǒng)根據(jù)所驅(qū)動的電機(jī)類型分為直流（DC）伺服系統(tǒng)和交流（AC）伺服系統(tǒng)。交流伺服驅(qū)動技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自動化的基礎(chǔ)技術(shù)之一，并將逐漸取代直流伺服系統(tǒng)。感應(yīng)式異步電動機(jī)交流長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院 畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 伺服運(yùn)動控制器的研制4伺服系統(tǒng)由于感應(yīng)式異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，制造容易，價(jià)格低廉，因而具有很好的發(fā)展前景，代表了將來伺服技術(shù)的方向。三相交流電流的跟隨控制能有效地提高逆變器的電流響應(yīng)速度，并且能限制暫態(tài)電流，從而有利于 IPM的安全工作。 （3）交直流伺服系統(tǒng)的比較 直流伺服驅(qū)動技術(shù)受電機(jī)本身缺陷的影響，其發(fā)展受到了限制。 從伺服驅(qū)動產(chǎn)品當(dāng)前的應(yīng)用來