【正文】 6 個三態(tài)鎖存器。另一路譯碼電路為線選譯碼。這種方式既能夠保證精確定時，又可隨任務的不同而通過編程的方式將它們的定時周期進行更改。 TLP524 是 TOSHIBA公司生產的 16 引腳 DIP 封裝，能提供 4 個單獨隔離電路。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。因次，只要 1Y 端有脈沖，就表示電機 長春工業(yè)大學人文信息學院 畢業(yè)論文設計 伺服運動控制器的研制 17 圖 33 脈沖接收電路，倍頻鑒向電路及零點檢測電路 正向旋轉，若 2Y 端有脈沖，則表示電機反向旋轉。 MX7545A 是分辨率為 12 的乘法型 DAC轉換器，內部帶有兩級緩沖器。 為了增強驅動能力，需運算放大器來進行電壓放大，驅動伺服電機。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。同時， Window 98 系統(tǒng)是搶先式的操作系統(tǒng)，在多媒體定時到來時能打斷當前的運行程序去執(zhí)行 Windows 提供的多媒體定時函數(shù)如下： MMRESULT 長春工業(yè)大學人文信息學院 畢業(yè)論文設計 伺服運動控制器的研制 21 timeSetEvent(UNITuDelay,UNIT uResolution ， LPTIMECALLBACK IpTimeProc ，DWORDdwUser， UNIT fuEvent)。在實際應用中，誤差較大，所以采用多媒體定時器提供的時間不能滿足實際加工過程的需要。實時鐘的部分電路如圖 41所示。 (2)狀態(tài)寄存器 B D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TE 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。 VxD 可以包含必須在相應設備上執(zhí)行的設備相關代碼，也可以依靠其它軟件去執(zhí)行這些對設備的操作。 VOID MyHwInt：： OnHardwareInt(VMHANDLE hVM) { _outp(0x70， 0xc)。 _outp(0x70， 0x0a)。 _outp(0x71， b)。 Default 輸出的是 VxD 在 debug 狀態(tài)下的輸出流。經過 50 多年來的不斷更新?lián)Q代， PID 控制得到了長足的發(fā)展。 2．積分環(huán)節(jié) 主要用于消除靜差，提高 系統(tǒng)的無差度。 (4)PID 控制魯棒性較強，即其控制品質對控制對象特性的變化不十分敏感。 這種位置控制器工作流程是這樣的：計數(shù)器 8254 由兩個計數(shù)通道接收光電編碼器反饋回來的脈沖信號， 將兩個計數(shù)通道的計數(shù)值相減作為反饋值，給定值減去反饋值，其差值通過數(shù)字。通過對比例系數(shù)、積分時間常數(shù)和微分時間常數(shù)的適當調整，可以達到良好的控制效果。 圖 51 常規(guī) PID 控制系統(tǒng)原理框圖 PID 控制器是一種線性控制器，它根據(jù)給定值 r(t)與實際輸出值 c(t)構成控制偏差 e(t)=r(t)c(t) (61) 長春工業(yè)大學人文信息學院 畢業(yè)論文設計 伺服運動控制器的研制 28 將偏差的比例 (P)、積分 (I)和微分 (D)通過線性組合構成控制量，對被控對象進行控制，故稱 PID 控制器。 PID 控制器早在 30 年代末期就已出現(xiàn)。 Debug Monitor 是 NuMega VtoolsD 提供的開發(fā)工具之一，它可用來觀察長春工業(yè)大學人文信息學院 畢業(yè)論文設計 伺服運動控制器的研制 26 VxD 和 WDM 在 debug 狀態(tài)下的輸出流， Debug Monitor 有兩個輸出通道 Monitor 和Default。 PMylRQphysicalUnmask()。 _outp(0x70， 0x0a)。 VirtualDWORDOnW32DeViceIoControl(PIOCTLPARAMSpDIoCParams)。 VxD 在與 windows 的鏈接工作中處理中斷，并在不影響其它應用程序執(zhí)行的情況下為特定的應用程序執(zhí)行 I／ O操作。系統(tǒng) CMOS 的內部寄存器有四個： A主要控制計時的基頻和輸出頻率； B控制 RTC 的工作方式； C 是一系列的標志，它反映了芯片向 CPU 的申請中斷的情況，在讀出此寄存器的內容之后，該寄存器將自動清零； D 是 RAM 有效位的標記寄存器；要控制和接管實時鐘，必須了解保存在 CMOS RAM 中的和實時鐘有關的狀態(tài)寄存器 A、狀態(tài)寄存器 B 中相關位的含義： (1)狀態(tài)寄存器 A 長春工業(yè)大學人文信息學院 畢業(yè)論文設計 伺服運動控制器的研制 23 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 UIP DV2 DV1 DV0 RS3 RS2 RS1 RS0 UIP：周期更新標志 DV2～ DV0：選擇 22 級分頻器的輸 入基準頻率，系統(tǒng)初始化為 010，即 32768Hz。 4． 2 通過對系統(tǒng) CMOS／實時時鐘 (RTC)編程實現(xiàn)高精度定時 4． 2． 1 系統(tǒng) CMOS／實時時鐘簡介 長春工業(yè)大學人文信息學院 畢業(yè)論文設計 伺服運動控制器的研制 22 圖 41 實時鐘工作原理示意 從 AT 機開始， PC 機中配置了 RT／ CMOS RAM 芯片，該芯片裝有后備電池，在 PC機斷電后，該芯片仍能繼續(xù)工作。由于 Windows 是一多任務的系統(tǒng)，它的 CPU 時間是根據(jù) 20ms的時間片在各個線程間分配的。 Windows 多媒體定時器是 Window 系統(tǒng)的 32 位應用接口 (API)程序提供的多媒體定時服務。其中， T／ C0 是系統(tǒng)時鐘定時器， INT 1CH 中斷每秒發(fā)生 次，中斷周期約 55ms。 Y3 與 IOW 經過或運算接到鎖存器 74L8273 的時鐘端。計算機將實際位置與反饋位置做減法運算，此位置誤差經數(shù)字 PID 調節(jié)后送到數(shù)模轉換器， 經 D／ A轉換為直流電壓送到伺服電動機的控制輸入端，驅動電A1B2C L R3Q4Q13C e x t14R C e x t15U 2 4A7 4L S 2 21A1B2C L R3Q4Q13C e x t14R C e x t15U 2 4A7 4L S 2 21A1B2C L R3Q4Q13C e x t14R C e x t15U 2 5A7 4L S 2 21A1B2C L R3Q4Q13C e x t14R C e x t15U 2 5A7 4L S 2 21I0 A6I1 A51 2A41 3A3EA1ZA7I0 B10I1 B11I2 B12I2 C13EB15ZB9S014S12U 2 67 4L S 1 531 ,2 E N41AA21BA12AB62BB71Y32Y5U 2 3A7 51 7 51 ,2 E N41AA21BA12AB62BB71Y32Y5U 2 3B7 51 7 5R 1 5R 1 6+ 5V零點檢測電路R 1 7+ 5VC2C3R 1 9R 1 8 R 2 0C4+ 5VC5R 2 1+5U 1 0C L K 1U 1 0C L K 2M4M2零點檢測電路長春工業(yè)大學人文信息學院 畢業(yè)論文設計 伺服運動控制器的研制 18 動機旋轉到指定的位置。 表 32 雙“四選一”線路真值表 數(shù)據(jù)選擇 數(shù)據(jù)選擇 輸出 長春工業(yè)大學人文信息學院 畢業(yè)論文設計 伺服運動控制器的研制 16 ENA ENB Y 0 0 Y=C0 0 1 Y=C1 1 0 Y=C2 1 1 Y=C3 如果我們用 lY表示正向脈沖輸出端， 2Y表示反向脈沖輸出端，根據(jù)“四選一”線路的真值表，可以畫出方波 A 滯后于 B(即電機正向旋轉 )和 A 超前于 B(即電機反向旋轉 )時的波形圖如圖 34 所示。脈沖 接收電路主要由帶有 3 個輸出通道的單片四路線性接收器 75175 構成，能滿足RS423， RS485 等標準協(xié)議。通過使能控制電路可 以接通和關斷至伺服驅動器的模擬量輸出，從而在緊急情況出現(xiàn)時停止電動機的運行。但是由于在 wi r132多任務搶占式工作方式下，應用程序不能完全占有 CPLJ，因此， wirldows環(huán)境下軟件定時不準確。譯碼電路的核心器件采用一片集成譯碼器 74Lsl38。 數(shù)據(jù)總線用的驅動器必須具有雙向性，地址總線用的只單方向即可。 ISA總線的前 62 引腳的信號分布與功能基本同 IBM PC 總線，僅有兩處改動。 （ 3） ISA 總線可以支持 8 種類型的總線周期，即 8/16 位存儲器讀周期， 8/16位存儲器寫周期， 8/16 位 I/O 讀周期， 8/16 位 I/O 寫周期，中斷響應周期， DMA 周期，存儲器刷新周期和總線仲裁周期。伺服控制卡硬件實現(xiàn)框圖如圖 32 所示。例如：工作臺前后左右移動，主軸箱的上下移動，圍繞某一直線軸旋轉運動等。電角度，如此循環(huán)，無刷直流電動機將產生連續(xù)轉矩，拖動負載作連續(xù)旋轉。常用的檢測傳感器為光電脈沖編碼器和旋轉變壓器，除了完成轉子位置的檢測任務之外，傳感器通常還要負擔速度以及位移檢測的任務，以便簡化機械部分和控制部分的結構。永磁式交流伺服電動機主要有三部分構成，包括定子，轉子和檢測元件，如圖 21所示。為適應這一發(fā)展趨勢，最新的伺服系統(tǒng)都配置了標準的串行通信接口（如 RS232Ｃ或 RS422 接口等）和專用的局域網(wǎng)接口。 5. 智能化 智能化是當前一切工業(yè)控制設備的流行趨勢，伺服驅動系統(tǒng)作為一種高級的工業(yè)控制裝置當然也不例外。這些先進器件的應用顯著地降低了伺服單元輸出回路的功耗，提高了系統(tǒng)的響應速度，降低了運行噪聲。 伺服系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 1. 交流化 伺服技術將繼續(xù)迅速地由 DC 伺服系統(tǒng)轉向 AC 伺服系統(tǒng)。電流用比例調節(jié)，具有結構簡單、電流跟隨性能好以及限制電動機起制動電流快速可靠等諸多優(yōu)點。并且隨著永磁材料性能的大幅度提高和價格的降低，其在工業(yè)生產自動化領域中的應用將越來越廣泛，目前已成為交流伺服系統(tǒng)的主流。 長春工業(yè)大學人文信息學院 畢業(yè)論文設計 伺服運動控制器的研制 3 伺服系統(tǒng)的發(fā)展歷程 （ 1） 直流伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)的發(fā)展經歷了由液壓到電氣的過程。開環(huán)系統(tǒng)沒有反饋信號，其精度差，而半閉環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)，可根據(jù)檢測器的反饋信號與指令信號的比較結果來進行速度和位置 控制，有較高的控制精度。 以運動控制器作為獨立的標準部件可以明顯縮短新產品的研制開發(fā)周期，有利于使用者創(chuàng)造自己的品牌產品。發(fā)展智能運動控制系統(tǒng)也將是我國 21 世紀的發(fā)展戰(zhàn)略。 缺少網(wǎng)絡功能。 作者簽名： 日 期： 長春工業(yè)大學人文信息學院 畢業(yè)論文設計 伺服運動控制器的研制 IV 目 錄 摘 要 ................................................................ I 目 錄 ............................................................. III 第一章 緒 論 ....................................................... 1 引言 ......................................