位置控制斜85高速計數(shù)器中圖分類號趁文獻標(biāo)識碼文章編號一哈it羅五田嗯習(xí)h蛇二狠魷娜刀洲嘆別面一s犯一c以坦l姐鬧滋腸詳嗯盯一，甸吸四詞n減三a犯而尸如回弘一s引言在經(jīng)濟型數(shù)控機床用電機傳動的物料傳送系統(tǒng)及其它如棉紡織廠抓棉機等應(yīng)用設(shè)備上，往往應(yīng)用可靠性較高的來進行電機軸的位置控制，不少產(chǎn)品都配置軸定位模塊，來專門控制電機的運轉(zhuǎn)，但這種方式的成本一般都很高。
目前的本身大都帶有別85標(biāo)準(zhǔn)串口和高速計數(shù)器或可擴展的高速計數(shù)器模塊，高速計數(shù)器模塊可用作位置反饋的檢測元件，交流電機的變頻控制器基本上也都支持泌85串行通訊，因此我們完全可以充分利用強大的控制能力，結(jié)合斜85數(shù)字驅(qū)動和高速計數(shù)的方法來實現(xiàn)電機軸的精確定位控制。
位置控制系統(tǒng)的組成一般情況下，電機軸的轉(zhuǎn)動用絲杠等機構(gòu)轉(zhuǎn)化為工作臺等控制對象的直線運動，因此對電機軸的定位控制實際上就是對控制對象的位置控制，典型的位置控制的結(jié)構(gòu)如圖所示轉(zhuǎn)通過傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)化為控制對象的運動，高速計數(shù)器的值記錄了電機軸或絲杠的旋轉(zhuǎn)位置，間接或直接地得到了控制對象的實際位置，根據(jù)指令值與實際值的差值，利用自動控制理論中閉環(huán)反饋控制的原理產(chǎn)生控制信號，再次加到變頻器上驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)，這一調(diào)節(jié)過程持續(xù)進行直至控制對象的實際位置與指令位置之間的差處于允許的誤差范圍以內(nèi)。
位置控制的系統(tǒng)框圖如圖所示調(diào)速系統(tǒng)椒型位里控制器補償環(huán)節(jié)圖典型的位置控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)我們以控制器交流電機變頻器軸脈沖編碼器以及高速計數(shù)器模塊為基本組成，來說明位置控制系統(tǒng)的基本工作過程控制對象（工作臺等）的指令位置由憂給出，通過模塊或斜接口連接到變頻器，變頻器調(diào)節(jié)交流電機的轉(zhuǎn)速，增量型軸脈沖編碼器安裝在交流電機軸上或絲杠上，編碼器的輸出脈沖接人的高速可逆計數(shù)器模塊。
電機的旋圖位置控制系統(tǒng)框圖調(diào)速系統(tǒng)模型由變頻器和交流電機組成，作為整體控制對象，其傳遞函數(shù)為階慣性環(huán)節(jié)，在固體摩擦很小不會產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)位置誤差或者是強調(diào)響應(yīng)速度的情況下，一般位置控制器選用算法當(dāng)由于固體摩擦的影響，在目標(biāo)值附近存在著不敏感區(qū)，會產(chǎn)生固定的定位誤差，這時要通過加入積分補償項構(gòu)成控制器，來消除這種誤差川在工業(yè)控制系統(tǒng)中，常常采用（l）式所示的控制規(guī)律一卜半了其中凡為比例增益，凡為微分系數(shù)，K，為積分系一由于采用計算機控制，控制的實現(xiàn)必須用數(shù)值逼近的方法，當(dāng)閉環(huán)控制采樣周期相當(dāng)短時，用差分方程代替微分方程，控制器的控制規(guī)律如式（2）所示一。
一酬一萬機床與液壓》刀漢犯。
式中為閉環(huán)采樣周期，為采樣序號。
反饋環(huán)節(jié)價為了將反饋結(jié)果與指令值的單位進行統(tǒng)一而增加的比例環(huán)節(jié)，如果在控制程序中選擇反饋值的單位作為統(tǒng)一單位的話，則凡二量單位放大了倍，控制精度相應(yīng)也降低了倍，但仍能達到的控制精度，這對抓棉機打手的位置控制來說，已經(jīng)完全足夠了。
在許多控制系統(tǒng)中，由變頻器和交流電機構(gòu)成的執(zhí)行機構(gòu)在控制輸人很小時，會出現(xiàn)不動作的情況，這就是控制系統(tǒng)的死區(qū)，這種死區(qū)會造成控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定和到達穩(wěn)態(tài)的時間加長，使控制動作過于頻繁，為了消除這種死區(qū)的影響，一般圖死區(qū)補償在控制環(huán)節(jié)中采用死區(qū)補償器，它是典型的非線性環(huán)節(jié)，如圖所示。
死區(qū)。
是一個可調(diào)參數(shù)，其具體數(shù)值可根據(jù)實際控制對象由實驗確定，但有一些基本的原則太小，系統(tǒng)將產(chǎn)生很大的滯太大，調(diào)節(jié)過于頻繁，容易振蕩，達不到穩(wěn)定被調(diào)節(jié)對象的目的，如果。
二即為常規(guī)控制。
經(jīng)過死區(qū)補償環(huán)節(jié)的輸出就是送往變頻器的控制信號，如果采用轉(zhuǎn)換輸出，由于計算機中表示數(shù)位的精度所限，一般還需要飽和非線性環(huán)節(jié)，以防止不切實際的控制信號加到變頻器端。
控制算法的實現(xiàn)根據(jù)以上分析，我們以在某一棉紡廠成功開發(fā)的往復(fù)式抓棉機的打手位置控制為例，來說明用實現(xiàn)位置控制的具體過程，系統(tǒng)組成一06通訊板（帶個斜串口，個串口C衛(wèi)刃1高速可逆計數(shù)器模塊（最高計數(shù)頻率出富士變頻器及電機，軸脈沖編碼器（脈沖轉(zhuǎn)絲杠導(dǎo)程軸編碼器直接安裝在絲杠上。
高速計數(shù)器議工作在線性模式，最大計數(shù)范圍在一哪和即內(nèi)實際打手可移動的距離有限，因此計數(shù)范圍在到腸，雙玉打手移動最達距離對應(yīng)的計數(shù)脈沖個數(shù)）之間，切的個單元一起存放當(dāng)前的計數(shù)值，即打手的實際位置（單位為軸編碼器的脈沖個數(shù)腸和IR的值可以直接用作位置的反饋，倘若如此，表示指令位置的數(shù)值必須也用兩個通道表示（例如用《聯(lián)和兩個通道）才能與IR腸和R1 07進行雙字運算，因為的通道（例如腸幻的）為位，最大能表示的數(shù)為顯然，要表示到打手的最大移動距離對應(yīng)的計數(shù)器值砧，僅巧，個通道是不夠的。
但是，如果采用兩個通道表示，在處理后續(xù)乘除運算以及計數(shù)值從格式到式的互換時算法將相當(dāng)復(fù)雜，而且占用的通道過多。
因此，我們在實際的系統(tǒng)中采用計數(shù)器值的十分之一為單位，指令位置和反饋值都以此單位表示，大大簡化了程序結(jié)構(gòu)。
