機(jī)械工程中的常用自動(dòng)控制系統(tǒng)(ppt54頁(yè))(編輯修改稿)
2025-02-23 12:18 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1 常用控制器 ? PCI1240U是一款 4軸通用 PCI步進(jìn) /脈沖型伺服電機(jī)控制卡，專門應(yīng)用于一般的精確運(yùn)動(dòng)。 ? 該卡使用了智能 NOVA MCX314運(yùn)動(dòng) ASIC芯片； ? 提供了各種運(yùn)動(dòng)控制功能，如 2/3軸線性插補(bǔ)、 2軸圓弧插補(bǔ)、連續(xù)插補(bǔ)、 T/S曲線加速 /減速、手輪和慢進(jìn)， A/B相位或加 /減、固定速度控制 2種編碼器脈沖輸入類型，位置管理和軟件行程開關(guān)功能， BoardID開關(guān)等。 ? 提供了 Windows DLL驅(qū)動(dòng)程序和豐富直觀的例子。 ? 提供了運(yùn)動(dòng)工具程序，方便進(jìn)行配置和診斷。 常用控制器 ? PCI1241采用 ASIC芯片，通過使用 DDA（數(shù)字微分分析器）實(shí)現(xiàn) 4軸伺服位置和同步控制。 ? 閉環(huán)控制通過 P控制實(shí)現(xiàn)，并使用 10到 +10的信號(hào)輸出到速度型伺服驅(qū)動(dòng)器；還可以通過編碼器輸入端口回讀電機(jī)編碼器值，以允許進(jìn)行步進(jìn)控制。 ? 為每個(gè)軸的控制提供一套完整的傳感器輸入點(diǎn)，包括原位點(diǎn)、正 /負(fù)限位點(diǎn)。 ? 含有禁止信號(hào)輸出點(diǎn)，位置就緒輸出點(diǎn)和緊急輸入點(diǎn)。 ? 可擴(kuò)展到 128點(diǎn)輸入和 128點(diǎn)輸出，帶有 6路 A/D轉(zhuǎn)換。 ? 256個(gè)遠(yuǎn)程串行輸入 /輸出接口。 傳感器及信號(hào)采集卡 ? 傳感器 —— 用來感知外界環(huán)境變化的電子器件。 ? 傳感器具備人的五官所沒有的更加復(fù)雜、靈敏、精確的感知功能。 ? 傳感器的工作是，將環(huán)境參數(shù)，如溫度、高度、距離等物理量轉(zhuǎn)換為電子元器件能夠接受的電壓或電流信號(hào)。 ? 采集卡 —— 采集各種電信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號(hào)供計(jì)算機(jī)等數(shù)字控制器處理。 ? 在數(shù)字控制系統(tǒng)中，當(dāng)外部信號(hào)較多時(shí)，需使用采集卡接受各種電信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字量傳送給控制器。 傳感器及信號(hào)采集卡 ? 接近開關(guān) ? 右圖為一種電感式基座型接近傳感器 ? 由高頻振蕩電路、檢波電路、放大電路、整形電路及輸出電路組成。 ? 檢測(cè)用敏感元件為檢測(cè)線圈，它是振蕩電路的一個(gè)組成部分，在檢測(cè)線圈的工作面上存在一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體接近檢測(cè)線圈時(shí)，金屬物體就會(huì)產(chǎn)生渦流而吸收振蕩能量，使振蕩減弱以至停振。振蕩與停振這兩種狀態(tài)經(jīng)檢測(cè)電路轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號(hào)輸出。 ? 它通常用作計(jì)數(shù)、設(shè)定運(yùn)動(dòng)物體的有效運(yùn)動(dòng)范圍、零點(diǎn)等只存在“ 1”、“ 0”兩種狀態(tài)的情況。例如 傳感器及信號(hào)采集卡 ? 測(cè)距儀 ? 超聲波測(cè)距儀的原理：超聲波發(fā)射器發(fā)射超聲波，通過被測(cè)物體的反射，接受器接收回波，從發(fā)射到接收的時(shí)差來測(cè)量被測(cè)距離。是一種非接觸式測(cè)量。 ? 除超聲波外，激光、紅外線等也都被用于非接觸性的對(duì)距離進(jìn)行檢測(cè)。 ? 激光的聚合性及傳播距離最好，常用于精確的、長(zhǎng)距離的檢測(cè)。 超聲波探頭 激光測(cè)距儀 傳感器及信號(hào)采集卡 ? 圖像傳感器 ? 圖像傳感器是利用光電器件的光 電轉(zhuǎn)換功能，將其感光面上的光像轉(zhuǎn)換成為與光像成相應(yīng)比例關(guān)系的電信號(hào)“圖像”的一種功能器件。 ? 敏感器件有 CCD、 BBD、 CID、 CMOS等。 ? CMOS圖像傳感器非常省電，只有普通 CCD的 1/3左右。但容易出現(xiàn)雜點(diǎn)，且在處理快速變化的影像時(shí)容易過熱等。 ? CCD信號(hào)電荷耦合器件以電荷為信號(hào)，其主要工作過程為信號(hào)電荷的產(chǎn)生、存儲(chǔ)、傳輸和輸出。它的析像度高、處理速度快，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，被廣泛使用。 傳感器及信號(hào)采集卡 ? 右圖為一款彩色 /黑白 CCD 攝像傳感器，采用 33萬像 素的高精度 CCD彩色圖像 傳感器芯片。 ? 外界景物通過鏡頭照射到 CCD彩色圖像傳感器上，CCD彩色圖像傳感器在掃描電路的控制下，可將變化的外界景物以 25幅 /秒的速度轉(zhuǎn)換為串行模擬脈沖信號(hào)輸出。該串行模擬脈沖信號(hào)經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由于信號(hào)量很大，所以還要進(jìn)行信號(hào)數(shù)據(jù)壓縮?？蓪?duì)壓縮后的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，用于實(shí)時(shí)控制的環(huán)境反饋信息。 傳感器及信號(hào)采集卡 ? 位移傳感器 ? 位移傳感器通?？煞譃榫€位移傳感器和角位移傳感器，且包含電阻式、電容式、電感式、光柵式、編碼式、霍爾效應(yīng)式、激光式等多種傳感類型。 ? 常用的位移傳感器有：用于測(cè)量角位移的旋轉(zhuǎn)編碼器，和測(cè)量線位移的光柵尺。 各種旋轉(zhuǎn)編碼器 傳感器及信號(hào)采集卡 ? 編碼盤式角位移傳感器分絕對(duì)式和脈沖式兩種。前者在計(jì)數(shù)器中對(duì)某個(gè)基數(shù)進(jìn)行加或減，從而記錄旋轉(zhuǎn)的角位移量。后者不需要基數(shù)，它能在任意位置給出一個(gè)該位置相應(yīng)的固定數(shù)字碼。 ? 脈沖式編碼器又稱增量式編碼器，由檢測(cè)頭、脈沖編碼盤以及發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電路和光敏三極管的光電檢測(cè)電路組成。 ? 右圖所示增量式編碼器的 檢測(cè)頭為遮斷型 (透射型 )， 其脈沖編碼盤置于發(fā)光 元件與受光元件之間。 傳感器及信號(hào)采集卡 ? 遮斷型增量式編碼器，其 脈沖碼盤安裝在編碼器的轉(zhuǎn)軸上，并置于發(fā)光元件和受光元件之間。 ? 轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，受光元件檢測(cè)出刻有齒槽的編碼盤的角位移，得到兩組相位相差 90176。 的脈沖信號(hào)。 ? 可利用一組脈沖檢測(cè)速度，正、負(fù)兩路計(jì)數(shù)脈沖辨向。 ? 可以通過外路倍頻，得到二倍頻或四倍頻信號(hào)。 ? 這種非接觸式編碼器，壽命長(zhǎng)、功耗低、耐振動(dòng)，被廣泛應(yīng)用于角度、距離、位置、轉(zhuǎn)速等的檢測(cè)與控制。 傳感器及信號(hào)采集卡 ? 主光柵上均勻刻有許多線紋，形
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