【摘 要】
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在现代化的工业应用中,电机作为动力部件无处不在,因此,电机的运动控制一直是工业控制系统中的研究重点。目前的应用中,主流的电机运动控制系统采用PLC或者专用运动控制器搭配电机驱动器的方式来实现对电机的运动控制,虽然该方式有开发简单、控制精度高等优点,但同时存在成本高、集成度低、扩展性差等弊端,因此本论文设计了一种成本低、集成度高、可扩展性高的集散式电机控制方案,能够实现多个电机的集散控制。本文对相关
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在现代化的工业应用中,电机作为动力部件无处不在,因此,电机的运动控制一直是工业控制系统中的研究重点。目前的应用中,主流的电机运动控制系统采用PLC或者专用运动控制器搭配电机驱动器的方式来实现对电机的运动控制,虽然该方式有开发简单、控制精度高等优点,但同时存在成本高、集成度低、扩展性差等弊端,因此本论文设计了一种成本低、集成度高、可扩展性高的集散式电机控制方案,能够实现多个电机的集散控制。本文对相关的背景和意义进行研究,在充分了解国内外研究现状的基础上,对相关的基础理论进行分析,然后从用户的角度对本文需要设计的系统进行需求分析,并完成了下位机的软硬件和上位机软件的方案设计。本文设计的控制系统以MCU为下位机的控制核心,采用CAN总线与上位机进行通信,并且采用H桥的方式对电机进行功率驱动。通过下位机软件设计来实现PID控制算法,完成对电机的速度环和位置环的闭环控制。然后从实际应用出发,设计了通用I/O和扩展通信接口,使得系统更具有通用性。本系统采用CAN总线,可同时挂载多个下位机模块,各个下位机分别接收来自上位机控制软件的指令,同时将电机参数和I/O数据统一发送到上位机进行显示。为了便于PID参数调试,本文从便于用户使用的角度出发,设计了基于LabVIEW的上位机调试软件,该软件以图形化的方式展示当前PID系统的运行情况,能够非常直观的判断当前PID参数是否合适,以及后续如何调节。本文还从集散控制的角度出发,设计了集中控制与显示的上位机控制软件,使用者能够通过该软件完成多个下位机的集散控制。最后本文从单模块和多模块两个方面,对系统进行了全面的测试和验证,结果表明,本文设计的基于CAN总线的集散式电机控制系统满足设计和实际应用需求,具有工程应用价值。
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