【正文】 動控制系 班級名稱： 電氣化1021 學 號： 1003150102 指導老師： 嚴金云 2013年 4 月摘 要I本文采用運動控制系統，完成三菱電機杯競賽的關于伺服電機如何實現系統的運動控制系統。運動控制模型包括：安裝臺面、XY伺服軸、旋轉工作盤三大部分。該系統由兩工位運動控制系統組成：2套伺服放大器及伺服電機、QD75系統模塊、變頻器、三菱可編程序控制器、觸摸屏等組成。工作盤是由交流變頻控制，工作盤上可用雙面膠固定多個磁鋼（216。構建“PLC+伺服放大器+伺服電機+觸摸屏” 的運動控制系統。從電力拖動開始,經歷四十多年的發(fā)展過程,現代運動控制已成為一個以控制理論為基礎，涵蓋電機技術、電力電子技術（電力電子器件、電力電子線路）、微電子技術、傳感器檢測技術、信息處理技術、自動控制技術、微計算機技術和計算機仿真和輔助制造（CAM）技術等許多學科 ,且多種不同學科交叉應用的控制技術。其中的運動控制器是指以中央邏輯控制單元為核心,以傳感器為信號敏感元件,以電機或動力裝置和執(zhí)行單元為控制對象的一種控制裝置它的主要任務是根據運動控制的的邏輯、數學運算,為電機或其它動力和執(zhí)行裝置提供正確的控制信號。在機械制造行業(yè)、冶金工業(yè)，交通運輸以及軍事上都得到了廣泛的應用。在廣義的角度上看，電動機的調速系統也可以認為是伺服控制的一種，只不過在調速系統中，強調的被調量是電動機的轉速，更加有效的實現功率變換。伺服系統的發(fā)展經歷了由液壓伺服到電氣伺服的過程。六十年代以后，特別是七十年代以來，隨著電力電子學、微電子學、傳感技術、永磁技術和控制理論的驚人發(fā)展，尤其是先進控制策略的成功應用，交流伺服系統的研究和應用取得了舉世矚目的發(fā)展，己具備良好的技術性能，其動、靜態(tài)特性已完全可與直流伺服系統相媲美，交流伺服系統取代直流伺服系統己成定局。和直流電機相比，交流永磁同步電機沒有直流電機的換向器和電刷等缺點，和其他類型交流電動機相比，它由于沒有勵磁電流，因而功率因數高，力矩慣量比大，定子電流和定子電阻損耗減小，且轉子參數可測、控制性能好。另一方面，高速數字信號處理芯片(DSP) 的快速發(fā)展也對伺服系統的發(fā)展起到了推動作用。并且DSP芯片內部集成了A/D轉換、數字輸入/輸出、串口通信、電機控制PWM信號輸出等接口，使得伺服系統硬件設計更加靈活、簡易。對交流伺服系統的深入研究，對于我國制造業(yè)，國防工業(yè)，空間技術的發(fā)展，縮小與世界先進國家的差距，能源節(jié)約都有著重要的意義。在70年代直流伺服電機己經實用化了，在各類機電一體化產品中，大量使用著各種結構的直流伺服電動機。而交流傳動系統的執(zhí)行機構一般采用感應電機和同步電機。感應式異步伺服電動機制造容易、價格低，不需要特殊維護。轉子電阻隨溫度變化而影響磁場定向的準確性。這種類型的交流伺服系統容易進行弱磁控制，實現高速運行，這是一個顯著的特點。 與感應電機相比，由于永磁同步電機具有結構簡單、體積小、效率高、功率因數高、轉矩電流比高、轉動慣量低、易于散熱及維護保養(yǎng)等優(yōu)點特別是隨著永磁材料價格的下降、材料磁性能的提高，以及新型永磁材料的出現，在中小功率、高精度、高可靠性、寬調速范圍的伺服系統中以永磁同步電機作為執(zhí)行機構是越來越多，其應用領域逐步推廣，尤其在航空、航大、數控機床、加工中心、機器人等場合已獲得廣泛的應用。同步電機起動時是通過對三相繞組供電產生磁場從而先提供了轉矩來對轉子實現加速，并且逐漸將轉子速度與輸入的電壓頻率同步，從而實現了電機的同步旋轉。逆變器供電的永磁同步電機與直接起動的永磁同步電機的結構基本相同，但在大多數情況下無阻尼繞組。隨著對永磁同步電機調速系統性能要求的不斷提高，需要設計出高效率、高力矩慣量比、高能量密度的永磁同步電機，提出了現代永磁同步電機的設計方法。為了打破這種局面，而后在我國的各個大學及研究所加強對這方面的研發(fā)和投入，以華中科技大學為首的高校、以北京機床研究所、中科院沈陽自動化研究所為主的國家高科技研究所等也逐步開始研究伺服驅動控制器，而且小有成果，適時地推出我們自主研發(fā)的交流伺服系統，這樣才徹底打破了堅冰，結束了外國公司一統天下的局面。在技術壁壘的妨礙下，我國當時在高性能、大功率、高精度的正弦波PMSM電機伺服系統研發(fā)方面顯得很蒼白，無法和日本，德國，美國的大公司相競爭，從而導致國內大型性能高的永磁伺服市場被這些公司占據。在這里，就需要國內從事這方面開發(fā)的技術骨干能夠加倍努力，奮勇前進，為集體為國家在交流伺服驅動的領域里打下中國人的印記，最終在世界伺服控制的領域占據一席之地。以競賽為載體，推動大學生的課外科技活動，將對深入開展高等學校教學改革，促進學生基礎知識教育與綜合能力培養(yǎng)、理論與實踐的有機結合等方面起到積極地推動作用。作為全球自動化領域的領導廠商，三菱電機以其優(yōu)秀的自動化產品和技術服務于全球各行業(yè)用戶。如今，成千上萬的三菱PLC、變頻器、伺服、CNC、網絡化控制系統、低壓電器等產品在中國工業(yè)的各個領域運行良好，為中國經濟發(fā)展做出了杰出貢獻?！　〉诙?系統總體設計方案整個系統應該包含系統組成、設計、調試、總結等部分。實現過程：通過個人計算機與PLC通訊輸入運行程序，設定運行參數后，QD75P2系統模塊控制伺服放大器的輸出，之后伺服放大器給伺服電機輸出信號，伺服電機反饋信號到伺服放大器，從而驅動跟蹤圓盤上的磁珠轉動；負載圓盤是通過變頻器控制的三相異步電動機控制運行速度。）；圖中上端為XY十字工作臺（伺服電機控制），考慮到機械強度的問題，Y軸有兩個平行軸固定，其中左側的為主動驅動軸，右側為從動軸；X軸平面裝有霍爾傳感器；上方為旋轉工作臺，工作盤由交流電機（電機的速度由變頻器控制）帶著轉動工作時，在工作盤放入磁鋼，當工作盤轉動時，X軸上部安裝的傳感器須一直能夠對應到磁鋼（XY軸隨動，傳感器保持檢測到磁鋼而不脫開）。 可編程控制器PLC三菱機公司推出的大型PLC,CPU類型有基本型CPU，高性能型CPU，過程控制CPU,運動控制CPU, 冗余CPU等。三菱電機中G事業(yè)的快速發(fā)展，為了更好地滿足國內用戶對三菱PLC　Q系列產品高性能、低成本的要求，三菱電機