一、一种基于PLC的单轴运动控制器(论文文献综述)
李连福[1](2021)在《双转轴模型支撑装置控制系统设计与实现》文中研究说明风洞试验是研究汽车、飞行器等模型空气动力学的有效手段。在风洞试验中,模型姿态角的调整是通过其支撑装置的运动实现的,其控制精度直接影响试验结果的准确性。双转轴模型支撑装置能有效调整模型的迎角、侧滑角和滚转角,研发其控制系统对提高风洞试验的综合能力和试验效率有重要意义。本文完成了双转轴模型支撑装置控制系统的设计与实现。该系统通过各轴串联机构的运动实现模型迎角、侧滑角、滚转角的姿态控制。首先分析了双转轴模型支撑装置的结构组成与技术要求,由此确定了总体控制方案。控制方案以西门子1511-T PLC为运动控制中心,以SEW和安川交流伺服驱动器、交流伺服电机分别作为弯刀轴、主轴、尾轴的驱动装置,以比例伺服阀、液压缸作为补偿轴的电液伺服驱动装置。在控制方法方面,采用PID以及交流伺服三环控制方法对系统进行控制,针对模型姿态控制的耦合问题,采用几何推导的方法对系统进行了解耦,求出了正解和逆解。以Portal V16为PLC程序开发平台进行了硬件组态和控制程序的开发,实现了各轴的定位与速度控制。以VB为现场监控计算机软件开发平台,实现了上位监控软件与现场PLC及风洞管理机的信息交互功能。最后,对整个系统进行静态调试,进行了电气系统的硬件接线检验,伺服驱动器及PLC软件的参数整定和功能测试,上位机软件的联合调试,并验证了系统的控制精度。调试结果表明,控制系统各项指标满足技术要求。
李帅[2](2021)在《面向飞机装配生产的自动控制柔性工装系统设计与实现》文中研究表明随着国家战略的部署,国产飞机的研制计划占据着越来越重要的地位,而国家航空产业也随之蓬勃发展。作为飞机制造的各个环节中至关重要、不可或缺的一部分,飞机机身装配是飞机设计和飞机成型之间极其重要的衔接环节。目前,飞机装配领域的柔性装配技术尚未被广泛应用,更多的则是采用与之相对的刚性工装,很难适应多型号飞机的装配或者小批量的装配,从而严重制约了飞机装配技术的发展,影响国产飞机研制计划的进程。而为了以最快的速度匹配机型变化带来的装配改变,数字化柔性装配技术的优势明显要强于与之相对的刚性装配技术,而且,柔性装配技术是基于PLC自动控制系统来控制工装上可动模块来适应机型状态变化,可以大幅降低工装准备时间和重新订制工装产生的制造成本。本文以某机型飞机前机身为实际研究对象,以柔性装配系统的工作与控制理论为基础,设计、研制应用于上述对象的柔性装配工装,从而实现了本文所述工装的设计与实践。用新型的柔性工装系统代替了传统的刚性工装,实现了某型机前机身的精确装配及更换机型时的工装的高机动性和稳定性。本文在充分调研柔性装配控制系统相关功能需求的基础之上,对其机械结构进行相应的理论研究,控制系统架构选择了上位机和PLC相结合的主控单元,PC上位机通过Ethercat总线的协议与PC机进行数据和指令的传输。上位机程序语言选择ST语言,主要实现用户登录设置、系统零点及参数设置、故障报警及实时显示、模型生成及数据存储、与下位机实时通信等功能,利用TwinCAT2软件开发下位机控制程序,主要实现伺服系统不同工作方式的切换、下位机输入输出模块的控制、与上位机的数据通信,并与上位机相配合实现故障的声光报警。运动单元所具备的定位功能由系统的动力供给部分——伺服控制系统来实现。目前,该柔性工装系统已经投入到了实际的装配生产工作中。通过实际生产发现,该柔性工装系统为航空企业切实发展机身部件的柔性装配创造了技术积累,为飞机数字化柔性装配技术的深层次研究、开发和实践起到了推波助澜的作用。
石成成[3](2020)在《伺服系统内嵌式运动控制型PLC的研究》文中提出现在,越来越多的制造生产业应用到伺服系统,比如数控机床、航空航天以及机器人等精密高端领域,因此伺服系统成为衡量我国高端技术水平的重要标志之一。传统交流伺服系统中,控制器和驱动器通过通讯来实现数据交互,存在交互时间长、实时性差、抗干扰能力弱等问题,降低了伺服控制效率。为了解决传统伺服系统的缺陷,内嵌式PLC伺服驱动器凭借其开发简单、高性能、响应速度快等优点应运而生。同时,伺服系统中普遍存在机械谐振问题,在伺服刀架系统中,为保证刀架的稳定运行,系统谐振的优化迫在眉睫。本文课题首先通过伺服电机的数学建模,结合二惯量模型,搭建伺服刀架系统仿真模型,依据控制原理对伺服刀架系统进行谐振现象分析,并设计双T型陷波滤波器对刀架谐振进行优化。其次,基于PLCopen的运动控制标准,通过对运动控制功能块的全面研究,完成运动控制算法固件库。以遵从IEC61131-3标准的eCLR内核为基础,实现内嵌式PLC内核开发。再以开源的操作系统核和通讯协议栈为底层架构基础,实现内嵌式PLC的任务调度和网络通迅。最后,通过一种滑动滤波加减速控制算法的实现,结合运动控制算法固件库,完成内嵌式PLC的运动控制功能。最终,通过eCLR内核的二次开发,结合操作系统核和通讯协议栈,再基于运动控制固件库,实现驱动器的内嵌式运动控制型PLC系统。基于双T型陷波滤波器,结合实现的运动控制型驱动器,完成伺服刀架实验,并验证了谐振抑制的有效性、加减速算法的平滑性和内嵌式PLC的实用性、先进性。
曹明[4](2020)在《喂料式袋装物料装车机器人仿真与控制系统研究》文中提出随着市场需求的增加与自动化生产设备的引进,传统的以人力为主的袋装物料装车方式已经无法满足现代企业的要求。并且随着我国人口老龄化程度加剧,企业的人力成本不断提高,如何降低成本,提高生产效率,已经成为了国内企业发展的首要问题。基于上述国情,研发稳定、可靠的自动化装车系统,对促进企业技术进步、提高经济效益有着重要意义。根据企业委托“自动装车机器人设备”项目,面向企业需求,结合当前技术状态,研发了以CoDeSys为平台的喂料式袋装物料装车机器人控制系统。根据企业对装车机器人的设计要求,在保留原有的物料运输设备的前提下,提出了喂料式袋装物料装车机器人设计方案:通过装车机器人自带的物料供给系统对接企业的打包机和拆垛机,为装车机器人提供稳定的物料来源。通过综合分析机器人不同结构形式的优缺点,结合装车机器人的工作特点,采用了直角坐标形式机器人结构设计方案。对机器人各轴的驱动、传动方式进行了选型设计,完成电机的选型以及校核。为满足企业所需的稳定高效的装车要求,对装车机器人的供料系统进行设计。根据其供料形式的不同,初选方案有两种,一种为水平式供料系统,一种为斜坡式供料系统。首先给出两种供料系统的结构组成,然后利用流程图对两种供料系统工作原理进行分析,最后利用ANSYS中的预应力下的模态分析模块分析了两种供料系统工作过程中对龙门机构的影响,在综合装车效率,结构稳定性以及电气方面的因素后,最终选定了斜坡式供料系统作为装车机器人的物料供给机构。根据自动装车机器人各设备之间分布距离较远,并且控制轴数较多的特点,选用基于软PLC+EtherMAC总线的分布式运动控制方案。采用基于PC的CoDeSys软运动控制器,通过EtherMAC工业以太网通讯协议,来实现对各运动轴的控制。针对系统干扰来源提出了相应的防护措施,对系统电源、各驱动设备以及I/O模块电气回路进行了设计。对控制系统软件结构进行了详细研究,根据控制任务的要求,将软件系统规划为不同的任务模块,根据各任务模块的特点,对任务模块的优先级进行划分,并对各功能模块进行了详细设计。其中运动控制模块基于CoDeSys中的SoftMotion模块实现,主要包括自动运行模块,手动运行模块,I/O模块,限位模块等。对装车机器人的控制系统在企业中进行了运行测试,在现场测试过程中对控制系统以及机械结构进行了优化,最终实现了以CoDeSys软件为平台的喂料式袋装物料装车机器人控制系统稳定运行。该装车机器人的完成,对促进国内相关企业的技术进步,促进企业的物流系统升级改造有着比较重要的意义。
王红生[5](2020)在《数字孪生技术研究及其在雕刻机中的应用》文中进行了进一步梳理数字孪生(digital twins)以设备、生产线甚至厂房等物理实体的数字模型为基础,融合采集到的物理单元实时数据,并使用数字模型仿真现实世界中物理实体的行为。本文以雕刻机作为控制对象,设计了三轴雕刻机控制系统,完成雕刻机人机界面设计,根据雕刻机的机械结构与零件组成建立雕刻机的三维模型,并在Web环境中完成三维模型的运动仿真。主要研究内容如下:首先,分析不同阶段的数字孪生技术。以雕刻机作为数字孪生实体,设计了雕刻机控制系统与数字孪生技术应用的整体构架。然后,完成雕刻机控制系统的电气设计与硬件系统的初始化。选取了雕刻机控制系统硬件设备,完成雕刻机控制系统的电气设计。在完成控制系统的电气设计之后,对环网伺服器中的控制参数进行配置。第三,完成了以PLC图形化编程为基础的雕刻机控制程序的开发,依次进行了控制器参数的配置和控制器程序开发。参数配置包括通信参数的配置、单轴运动参数的配置以及轴组运动参数的配置,控制器程序分成单轴控制程序和轴组控制程序两部分。第四,进行了雕刻机人机界面的设计。根据控制器与PC机的通信协议,完成EPA设备的参数配置;按照在雕刻机PLC控制程序中所使用的变量信息,在组态软件中完成变量表的开发;设计雕刻机的HMI人机交互界面。第五,研究了雕刻机的机械结构与零件组成,使用SolidWorks建模软件进行了雕刻机三维模型的建立,主要分为零件建模和零件的虚拟装配。其中,零件建模主要完成了对雕刻机18个零件建模,虚拟装配则是对建立好的零件设置配合关系,完成了底座与工作台、X轴、Y轴、Z轴四部分的虚拟装配。第六,虚拟仿真平台的设计。结合WebGL三维绘图标准,使用Three.js开发框架完成虚拟仿真平台的三维环境设计以及外部三维模型的加载,使用JavaScript脚本完成控制面板与具体仿真动作的绑定。最后,对本课题所开发的功能进行了验证。对雕刻机控制系统的电路进行调试,验证雕刻机人机界面,测试雕刻机控制系统的精度,完成了对虚拟仿真平台的验证。
张浩晨[6](2020)在《基于EtherCAT的切割机器人控制系统研究及开发》文中研究指明随着工业机器人技术的快速发展,工业机器人已经在水切割、激光切割等切割加工领域得到广泛应用,开发专用的切割机器人控制系统符合市场的需求。随着总线技术的快速发展,传统机器人控制系统的实时性和开放性已经不能满足机器人高精度、智能化的要求。利用PC和EtherCAT现场总线技术进行机器人控制系统的开发在工业控制领域中已经成为一种趋势。基于EtherCAT实时以太网总线技术,在PC和BECKHOFF(倍福)嵌入式PC硬件平台中,开发出了一套可根据五轴切割NC代码直接进行切割加工的专用六轴串联机器人控制系统,系统实时性高,稳定性强、开放性好。根据Craig原则建立了钱江RH6型六轴串联机器人D-H模型,求解得到了切割机器人正逆运动学算法。通过Matlab中的MatlabRoboticToolbox库,对机器人正逆解算法进行了仿真验证。提出了最小角度变化率寻优的直接机器人逆解选解算法,可在8组理论上存在的机器人逆解中,直接确定唯一最优解,不需要循环迭代,算法选解效率高,实时性好。提出了上位机与下位机分离的EtherCAT总线切割机器人控制系统开发解决方案。上位机基于Windows7/10操作系统,在普通PC端,通过MFC开发完成机器人人机交互界面设计、NC文件解析、状态监控、OpenGL动态仿真、ADS通讯等非实时性功能模块。下位机在倍福嵌入式PC(CX5020)中,基于TwinCAT3PLC软件开发平台,根据CoE协议,自主开发完成机器人正逆解算法模块、机器人五轴插补算法模块等实时性功能模块,避免了使用TwinCAT3自带的NC、CNC等标准运动控制库带来的高额软件授权费用。搭建了EtherCAT总线切割机器人控制系统硬件平台,采用线性拓扑结构,以倍福嵌入式PC为主站,6组松下MINAS-A6B系列交流伺服驱动器为从站,EtherCAT通信周期为1ms。设计实现了机器人三轴和五轴切割加工实验,实验结果满足预期的运动控制要求。为后续切割机器人控制系统轨迹规划算法、速度前瞻算法和动力学控制算法的设计与开发奠定了基础。
翟宏旭[7](2020)在《飞机转站运输AGV导航定位与轨迹跟踪技术研究》文中研究表明在飞机装配过程中,大型飞机部件的传统运输方式由于生产效率低、生产成本高等缺点,已经无法满足人们对飞机生产的需求,因此现代化飞机制造装配过程中离不开AGV技术的支持。为了满足飞机装配过程中对大型飞机部件的高自动化运输设备的迫切需求,本文基于实验室与某飞机制造公司联合研制的飞机转站运输AGV,对AGV导航定位和轨迹跟踪技术进行了研究,并为AGV的轮系结构、导航定位方式、轨迹跟踪控制器以及运动控制系统的设计提供了可行的解决方案。首先,本文介绍了论文研究的背景,并对AGV导航定位与轨迹跟踪技术的发展以及AGV技术的现状进行了说明,阐述了AGV技术对于发展我国航空工业,提升我国综合国力有着重大意义,至此引出了本文的研究内容。其次,对飞机转站运输AGV的组成进行了简要介绍,并从全向移动的设计要求出发,为系统提出了三轮模型、四轮模型以及六轮模型三种轮系结构。通过对三种轮系结构的运动学分析与研究,最终为AGV系统确定了配备有两个驱动转向轮和四个支撑转向轮的六轮模型。然后,对飞机转站运输AGV的导航定位技术进行了研究,为AGV确定了视觉导航的自动导航方法,并通过导航相机识别路面二维码的方式实现了AGV站点准停的功能。文中还根据AGV已经确定的六轮轮系模型以及视觉导航的导航模式,对其轨迹跟踪过程中的纠偏原理进行了详细研究,并为AGV系统设计了一种两输入两输出的轨迹纠偏模糊控制器,解决了传统PID控制器大偏差下响应速度较慢、纠偏效果不理想的问题。随后,根据AGV运动装置的功能与设计要求,确定了飞机转站运输AGV的整体控制方案,并对AGV车轮的单轴控制模型进行了研究,最终完成了AGV运动控制系统的软件开发工作。最后,对全文的主要研究内容进行了总结概括,并对下一步的工作进行了展望。
彭文强[8](2019)在《直升机模型旋翼操纵控制系统研制》文中研究说明直升机在军事和民用应用中能够发挥重要的作用,这离不开它本身超强的机动能力。而这种超强的机动能力与它的良好的操纵系统密切相关。对于真实直升机性能和旋翼操纵系统的优化设计和改善大多是通过直升机风洞试验台进行模拟试验。模型旋翼试验台由几个子系统组成,其中,操纵系统的精度是试验台获取准确数据的前提,影响到整个直升机性能的评定。操纵系统的可靠性是试验台安全运转的基础。因此,研制出一套高精度、稳定可靠的旋翼操纵控制系统尤为关键。本文根据某部队的应用需求,研制一套高精度、稳定可靠性的直升机模型旋翼操纵控制系统。首先,本文针对本课题的需求,对比了几种伺服控制方式,采用基于PC的倍福(BECKHOFF)控制器+COPLEY驱动器组合的直流电动控制方式。通过分析对被控对象的特性及COPLEY驱动器速度环自身只能通过手动整定参数的不足,选择了以系统中采用的无刷直流电机(BLDCM)作为被控对象,对其进行建模分析,并基于线性二次型最优控制策略优化PID参数。通过Simulink搭建了BLDCM控制仿真系统,构成了BLDCM在两种不同控制算法下的仿真模型,并进行了仿真和验证分析,成功实现了直升机模型旋翼操纵系统可靠精度控制。其次,设计了基于PC的BECKHOFF控制器+COPLEY驱动器组合的控制方式的直升机模型旋翼操纵系统方案。根据控制需求和总体控制方案对系统的关键元器件进行计算和硬件选型,并设计完成了旋翼操纵控制系统的软硬件。结合直升机试验台信息管理系统的远程通信需求,采用了EtherCAT总线协议实现了控制器与驱动器间的通讯。遵循IEC61131-1国际标准在TwinCAT 3软件平台下实现了直升机模型旋翼操纵控制器算法和I/O监控系统的软件开发,以可视化组态软件LabWindows/CVI为开发工具完成了上位机与控制器之间的监控界面设计。最后,实验测试了不同控制轴的旋翼操纵控制精度及控制性能,现场测试结果达到了直升机模型旋翼操纵控制的精度要求。
龙妍[9](2019)在《数控系统解决方案的设计与实现》文中研究表明“中国制造2025”和德国“工业4.0”对智能制造战略进行了布局,使得我国正逐渐从工业大国转变为工业强国,数控技术(NC)是实现此战略的重要举措。针对当前国内数控系统研发与应用具有专门化、定制化的特点,存在技术复杂、开发困难、应用繁琐等问题,本文以大连理工计算机控制工程有限公司(DCCE)的产品为研发平台,开发了通用数控系统的总体设计架构,降低开发难度,提升应用水平。首先,研制以网络为基础的系统模块化设计方法,针对数控系统的功能需求,提出了通用数控系统的模块化设计方案,并确定了系统选取的软硬设备。其次,以模块化的思想完成了高速网络化数控系统的电气组成,其中每个轴功能实现均在对应的环网伺服器中独立完成,降低了系统的耦合性;轴与轴通过以太网实现彼此间的协同运动;而系统所需的其他控制功能在控制器中实现,并根据系统的功能进行环网伺服器参数的设置,完成硬件系统的初始化。同时,对系统的操作界面进行了设计。接着,完成了以图形化编程为基础的控制程序设计方法,依次完成控制器参数的配置和控制器程序开发。参数配置包括通信参数的配置、单轴运动参数的配置以及轴组运动参数的配置,控制器程序分成单轴控制程序和轴组控制程序两部分。其中单轴控制程序包括单轴初始化、单轴示教、单轴保护以及单轴变量监控,轴组控制程序包括轴组初始化、轴组示教、轴组运行、轴组保护以及轴组变量监控。随后,完成了以人机界面组态为基础的操作界面开发方法。在界面开发过程中,依次完成设备的配置、变量表的编辑以及人机界面的设计。其中人机界面分为六种类型的监控界面,包括监控主界面、单轴监控界面、轴组监控界面、机器视觉监控界面、G代码转换与下载界面以及变量表监控界面,方便用户进行界面功能的增加与删减。然后,研究了灰度图、CAD文件自动生成G代码技术。包括灰度图图像信息的读取、CAD文件矢量信息的读取、加工路径的简化以及插补类型的确定。采用dmap2gcode软件和F-Engrave软件分别将灰度图和CAD文件转换成G代码,并在NEDITOR软件对转换的G代码进行仿真,确定加工状况。最后,以雕刻机作为执行机构,完成通用数控系统的测试与验证,分别完成了雕刻机数控系统的电气实现、调试、界面功能验证、精度测试以及加工工件的效果验证。结果表明该通用数控系统解决方案达到了数控加工的加工要求。
张炜岸[10](2019)在《基于TwinCAT的机器人控制系统设计》文中研究表明为了降低使用工业机器人的成本,缩短开发周期并且解决不同类型工业机器人对控制系统的兼容性等问题,开发了基于倍福TwinCAT3的工业六轴机器人控制系统。由于国内机器人产业起步较晚,对于机器人的核心技术掌握较少,因此本课题对机器人控制系统的研究对推动我国机器人行业发展具有一定现实意义。本课题首先阐述了整个工业机器人系统的基本构成方案,本文针对的是典型的工业六轴机器人,系统中采用了装载有倍福TwinCAT3软件的PC作为EtherCAT主站,六个总线式伺服驱动器作为从站。随后对六轴机器人进行运动学建模,从而推导了基于DH模型的运动学正逆解算法,并通过MATLAB来对模型及正逆解算法进行验证仿真。然后在TwinCAT平台上利用C++语言高效运行的实用性,用TcCOM封装复杂的逆解算法,再从TwinCAT中通过调用该模块来实现逆解运算。随后在TwinCAT3 PLC中完成正解算法封装和其他运动控制的程序编写,接着进行HMI人机界面的绘制,最后以总线的形式进行主、从站的通讯,最终实现在TwinCAT平台上对工业机器人的控制。本课题所研究的工业机器人软件控制系统在实际应用时,运行正常平稳,具有一定的高效性和精确性。
二、一种基于PLC的单轴运动控制器(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种基于PLC的单轴运动控制器(论文提纲范文)
(1)双转轴模型支撑装置控制系统设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题的研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 风洞模型支撑装置基本控制方式 |
1.2.2 模型支撑装置控制算法应用现状 |
1.3 本文研究内容与结构安排 |
2 双转轴模型支撑装置控制系统总体方案设计 |
2.1 双转轴模型支撑装置介绍 |
2.1.1 双转轴支撑装置机械结构及组成 |
2.1.2 功能和技术要求 |
2.2 双转轴模型支撑装置控制方案确定 |
2.2.1 驱动方式的确定 |
2.2.2 总体控制方案的确定 |
2.3 双转轴模型支撑装置控制结构设计 |
2.4 双转轴模型支撑装置控制系统组成 |
2.5 本章小结 |
3 双转轴模型支撑装置控制系统硬件设计 |
3.1 现场监控系统设计 |
3.1.1 现场监控系统实现的功能 |
3.1.2 现场监控系统的硬件设计 |
3.2 PLC控制系统设计 |
3.2.1 PLC系统的功能 |
3.2.2 PLC系统的选型 |
3.2.3 PLC系统的硬件设计 |
3.3 伺服驱动系统设计 |
3.3.1 伺服驱动系统功能 |
3.3.2 伺服驱动器与伺服电机的选择 |
3.3.3 伺服系统硬件设计 |
3.4 液压系统设计 |
3.5 其他部分 |
3.6 电磁兼容性设计 |
3.7 本章小结 |
4 双转轴模型支撑装置的控制 |
4.1 控制算法 |
4.1.1 PID控制算法 |
4.1.2 交流伺服系统控制原理 |
4.2 模型姿态解耦 |
4.2.1 模型姿态角与弯刀轴、主轴、尾轴运动的关系 |
4.2.2 模型姿态角与俯仰补偿装置、主轴、尾轴运动的关系 |
4.2.3 多轴联动速度计算 |
4.2.4 模型姿态解耦的控制算法 |
4.3 本章小结 |
5 控制系统软件设计 |
5.1 PLC控制系统软件设计与实现 |
5.1.1 PLC控制系统功能需求 |
5.1.2 TIA Portal编程环境介绍 |
5.1.3 PLC系统硬件组态及参数配置 |
5.1.4 PLC控制程序总体结构及功能 |
5.2 现场监控系统软件设计与实现 |
5.2.1 现场监控系统功能需求 |
5.2.2 开发环境 |
5.2.3 监控系统软件界面设计及功能 |
5.3 控制系统通讯设计 |
5.3.1 现场监控计算机与PLC通讯设计 |
5.3.2 现场监控计算机与风洞管理机通讯设计 |
5.4 软件总体控制流程 |
5.5 本章小结 |
6 系统调试 |
6.1 硬件调试 |
6.2 伺服驱动器、PLC程序参数整定 |
6.3 现场监控计算机软件调试 |
6.4 精度测试 |
6.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 PLC控制程序 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(2)面向飞机装配生产的自动控制柔性工装系统设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源与研究背景 |
1.2 研究目的和意义 |
1.3 柔性工装技术国内外发展现状 |
1.4 论文主要研究内容与结构 |
第二章 相关理论与技术 |
2.1 PLC控制技术 |
2.2 柔性装配技术 |
2.3 ETHERCAT现场总线技术 |
2.4 伺服运动控制技术 |
2.5 TWINCAT2软件 |
2.6 本章小结 |
第三章 柔性工装系统需求分析 |
3.1 柔性工装系统功能需求 |
3.2 柔性工装系统指标要求 |
3.2.1 环境条件要求 |
3.2.2 技术指标要求 |
3.3 本章小结 |
第四章 柔性工装系统总体设计 |
4.1 系统架构设计 |
4.2 硬件方案设计 |
4.3 软件方案设计 |
4.4 本章小结 |
第五章 柔性工装系统详细设计与实现 |
5.1 硬件方案详细设计 |
5.2 上位机软件设计与实现 |
5.2.1 账户管理模块设计 |
5.2.2 系统初始化流程设计 |
5.2.3 手动模块设计 |
5.2.4 自动模块设计 |
5.2.5 单轴手动模块设计 |
5.3 下位机软件设计与实现 |
5.3.1 PLC测控梯形图与功能块程序设计 |
5.3.2 主模块程序设计与实现 |
5.3.3 子模块程序设计与实现 |
5.4 数据通信模块的设计与实现 |
5.4.1 数据通信协议设计 |
5.4.2 通信协议封装和解析流程设计 |
5.5 本章小结 |
第六章 工装系统测试 |
6.1 系统测试准备 |
6.1.1 达标要求 |
6.1.2 调试方法 |
6.2 功能测试 |
6.2.1 测试背景 |
6.2.2 用户管理模块测试 |
6.2.3 运动控制模块测试 |
6.2.4 系统报警模块测试 |
6.2.5 定位器定位精度检测 |
6.3 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(3)伺服系统内嵌式运动控制型PLC的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景与研究意义 |
1.2 伺服驱动系统概述 |
1.2.1 传统伺服驱动系统 |
1.2.2 内嵌式PLC伺服驱动系统 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 内嵌式PLC伺服驱动系统的国内外现状 |
1.3.2 伺服系统中谐振问题的国内外现状 |
1.4 本文主要工作 |
2 二惯量系统与加减速控制算法建模 |
2.1 伺服电机建模 |
2.2 二惯量模型 |
2.3 加减速控制算法 |
2.3.1 直线加减速控制算法 |
2.3.2 S型加减速控制算法 |
2.3.3 其他加减速控制算法 |
3 内嵌式运动控制型PLC的实现 |
3.1 驱动器硬件总体 |
3.2 通讯系统的实现 |
3.2.1 LwIP简介 |
3.2.2 LwIP移植 |
3.3 运动控制核的实现 |
3.4 PLC内核和 FreeRTOS 系统的实现 |
3.4.1 ProConOS eCLR开发 |
3.4.2 FreeRTOS移植 |
4 伺服刀架实验的实现 |
4.1 伺服刀架系统谐振优化 |
4.1.1 刀架谐振分析 |
4.1.2 双T型陷波滤波器设计 |
4.2 梯形加减速控制算法实现 |
4.3 基于滑动滤波的S型加减速控制算法实现 |
4.4 实验验证 |
5 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(4)喂料式袋装物料装车机器人仿真与控制系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 课题研究意义及背景 |
1.2 装车机器人研究现状 |
1.3 运动控制系统发展现状 |
1.4 本文研究内容 |
2 喂料式袋装物料装车机器人结构设计 |
2.1 企业现场情况及设计要求 |
2.2 装车机器人结构设计 |
2.3 驱动方式选择 |
2.4 驱动电机选型 |
2.5 本章小结 |
3 装车机器人供料系统设计 |
3.1 喂料式供料系统理论分析 |
3.2 两种供料系统的机械结构对比 |
3.3 两种供料系统控制方式比较 |
3.4 装车机器人在不同供料系统下结构稳定性对比 |
3.5 两种供料系统对比结果 |
3.6 本章小结 |
4 控制系统硬件设计 |
4.1 硬件构架设计 |
4.2 控制系统组成 |
4.3 硬件连接 |
4.4 本章小结 |
5 控制系统软件设计 |
5.1 CoDeSys软件简介 |
5.2 CoDeSys软件平台 |
5.3 控制程序模块化设计 |
5.4 人机交互界面设计 |
5.5 本章小结 |
6 现场安装与调试 |
6.1 现场电气安装 |
6.2 各模块运行调试 |
6.3 现场调试 |
6.4 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
致谢 |
学位论文数据集 |
(5)数字孪生技术研究及其在雕刻机中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文组织结构 |
1.4 本章小结 |
2 数字孪生技术 |
2.1 数字孪生的概念 |
2.2 不同阶段的数字孪生技术 |
2.2.1 设计阶段的数字孪生 |
2.2.2 制造阶段的数字孪生 |
2.2.3 服务阶段的数字孪生 |
2.3 雕刻机控制系统与数字孪生技术的应用 |
2.3.1 雕刻机的选择 |
2.3.2 应用整体构架 |
2.4 关键技术 |
2.4.1 EPA通讯标准 |
2.4.2 仿真建模技术 |
2.5 本章小结 |
3 雕刻机控制系统的设计 |
3.1 控制系统组成 |
3.1.1 控制器简介 |
3.1.2 伺服驱动器简介 |
3.2 雕刻机控制系统电气设计 |
3.3 雕刻机硬件系统的初始化 |
3.4 控制器参数配置 |
3.4.1 通信参数配置 |
3.4.2 单轴运动参数配置 |
3.4.3 轴组运动参数配置 |
3.5 单轴控制程序设计 |
3.5.1 单轴使能、禁能程序 |
3.5.2 单轴点动控制程序 |
3.5.3 单轴停止程序 |
3.5.4 单轴回原点控制程序 |
3.6 轴组控制程序设计 |
3.6.1 轴组使能、禁能程序 |
3.6.2 轴组相对定位运动 |
3.6.3 轴组运行状态监控程序 |
3.6.4 轴组保护程序 |
3.6.5 轴组绝对定位运动 |
3.7 本章小结 |
4 雕刻机人机界面设计 |
4.1 人机界面介绍 |
4.2 设备拓扑和通信参数设置 |
4.3 变量表编辑 |
4.4 HMI人机交互界面设计 |
4.4.1 人机交互界面按钮控件功能添加 |
4.4.2 人机交互界面文本框控件功能添加 |
4.5 本章小结 |
5 雕刻机三维模型的建立 |
5.1 雕刻机机械结构分析 |
5.2 三维建模软件的选择与建模的基本流程 |
5.3 雕刻机主要功能部件建模 |
5.3.1 雕刻机底座焊件设计 |
5.3.2 雕刻机主轴建模 |
5.3.3 雕刻机主要零部件汇总 |
5.4 雕刻机的虚拟装配 |
5.4.1 装配设计概述 |
5.4.2 雕刻机装配过程 |
5.5 本章小结 |
6 虚拟仿真平台的设计 |
6.1 WebGL三维绘图标准 |
6.1.1 WebGL介绍 |
6.1.2 WebGL的坐标系统 |
6.2 Three.js图形引擎 |
6.2.1 Three.js介绍 |
6.2.2 Three.js基本组件 |
6.3 三维场景的设计 |
6.3.1 场景设置 |
6.3.2 摄像机设置 |
6.3.3 渲染器设置 |
6.3.4 光源设置 |
6.4 三维模型的加载 |
6.5 三维模型虚拟运动程序设计 |
6.5.1 虚拟运动控制面板的设计 |
6.5.2 单轴正反向点动仿真 |
6.5.3 单轴回原点运动仿真 |
6.6 本章小结 |
7 系统的测试与验证 |
7.1 雕刻机控制系统电路的调试 |
7.2 雕刻机人机界面验证 |
7.3 雕刻机控制系统精度测试 |
7.4 虚拟仿真平台验证 |
7.4.1 三维场景的验证 |
7.4.2 虚拟仿真界面功能验证 |
7.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(6)基于EtherCAT的切割机器人控制系统研究及开发(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 课题研究目的和内容 |
第2章 切割机器人运动学建模及求解 |
2.1 切割机器人结构与参数介绍 |
2.2 刚体位置姿态描述 |
2.2.1 刚体位置描述 |
2.2.2 刚体姿态描述 |
2.3 空间坐标变换 |
2.3.1 平移旋转变换 |
2.3.2 复合变换 |
2.3.3 齐次坐标变换 |
2.4 切割机器人运动学建模及求解 |
2.4.1 D-H模型建立 |
2.4.2 机器正运动学求解 |
2.4.3 机器逆运动学求解 |
2.5 本章小结 |
第3章 切割机器人上位机软件设计及开发 |
3.1 ADS通讯模块 |
3.1.1 ADS通讯环境配置 |
3.1.2 ADS通讯实现 |
3.2 Open GL仿真模块 |
3.2.1 Open GL开发环境配置 |
3.2.2 Open GL仿真实现 |
3.3 NC文件解析模块 |
3.4 切割机器人状态监控模块 |
3.5 示教加工路径生成模块 |
3.6 上位机软件结构 |
3.7 本章小结 |
第4章 切割机器人下位机软件设计及开发 |
4.1 Ether CAT位置控制模式 |
4.1.1 pp轮廓位置控制 |
4.1.2 csp周期同步位置控制 |
4.2 机器人正逆解算法模块 |
4.3 机器人切割插补算法 |
4.3.1 直线插补算法 |
4.3.2 圆弧插补算法 |
4.3.3 机器人五轴插补算法 |
4.4 伺服使能模块 |
4.5 原点回归模块 |
4.6 示教运动模块 |
4.7 机器人五轴自动加工模块 |
4.7.1 切割加工五轴NC代码接收 |
4.7.2 五轴插补自动加工 |
4.8 本章小结 |
第5章 切割机器人控制系统平台的搭建与实验 |
5.1 切割机器人系统方案设计 |
5.2 控制器硬件选型 |
5.2.1 Ether CAT主站选型 |
5.2.2 Ether CAT从站选型 |
5.3 控制器平台搭建及参数设置 |
5.3.1 控制器平台搭建 |
5.3.2 Twin CAT3 参数配置 |
5.3.3 伺服驱动器参数配置 |
5.4 机器人切割加工实验设计与结果分析 |
5.4.1 机器人三轴切割加工实验 |
5.4.2 机器人五轴切割加工实验 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 创新点 |
6.3 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(7)飞机转站运输AGV导航定位与轨迹跟踪技术研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 AGV技术的发展与现状 |
1.2.1 AGV导航定位技术的发展 |
1.2.2 AGV轨迹跟踪技术的发展 |
1.2.3 国内外AGV技术的现状 |
1.3 研究意义与研究内容 |
1.3.1 研究意义 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 论文整体框架 |
第二章 飞机转站运输AGV组成及其轮系模型研究 |
2.1 飞机转站运输AGV设备组成 |
2.2 飞机转站运输AGV轮系模型研究 |
2.2.1 轮系模型的提出 |
2.2.2 三轮模型的运动学分析 |
2.2.3 四轮模型的运动学分析 |
2.2.4 六轮模型的运动学分析 |
2.2.5 轮系模型确定 |
2.3 飞机转站运输AGV车轮结构 |
2.3.1 转向驱动轮结构 |
2.3.2 转向支撑轮结构 |
2.4 本章小结 |
第三章 飞机转站运输AGV导航定位技术研究 |
3.1 飞机转站运输AGV导航技术研究 |
3.1.1 导航方式确定 |
3.1.2 视觉导航原理 |
3.1.3 相机选择 |
3.1.4 导航相机的调试使用与导航路径的识别 |
3.2 飞机转站运输AGV定位技术研究 |
3.3 本章小结 |
第四章 飞机转站运输AGV轨迹跟踪技术研究 |
4.1 飞机转站运输AGV轨迹跟踪纠偏原理 |
4.1.1 轨迹跟踪偏差产生原因 |
4.1.2 纠偏原理分析 |
4.2 飞机转站运输AGV轨迹纠偏控制器设计 |
4.2.1 模糊控制器的组成 |
4.2.2 模糊控制器的设计 |
4.3 仿真与分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 飞机转站运输AGV运动控制系统设计 |
5.1 飞机转站运输AGV运动控制系统总体设计 |
5.2 飞机转站运输 AGV 车轮单轰运动控制设计 |
5.3 飞机转站运输AGV运动控制软件设计 |
5.3.1 PLC底层运动控制设计 |
5.3.2 上位机软件系统设计与开发 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
(8)直升机模型旋翼操纵控制系统研制(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 课题的背景与意义 |
1.2 伺服控制技术概述 |
1.3 伺服控制技术研究现状及发展趋势 |
1.4 课题研究工作内容 |
2 系统需求分析与控制算法设计 |
2.1 旋翼操纵控制系统需求分析 |
2.1.1 控制需求 |
2.1.2 功能需求 |
2.1.3 技术要求 |
2.1.4 控制方案提出 |
2.1.5 控制对象分析 |
2.2 无刷直流电机的建模 |
2.2.1 无刷直流电机的数学模型 |
2.2.2 无刷直流电机传递函数 |
2.2.3 无刷直流电机状态方程 |
2.3 线性二次型最优控制算法 |
2.3.1 BLDCM控制策略介绍 |
2.3.2 PID控制原理 |
2.3.3 LQ最优控制理论 |
2.3.4 LQ最优控制参数优化方法 |
2.4 BLDCM控制系统参数设计 |
2.4.1 BLDCM控制系统 |
2.4.2 最优二次型PID参数优化设计 |
2.5 BLDCM的 Simulink仿真 |
2.5.1 仿真模型建立 |
2.5.2 仿真结果分析 |
2.6 本章小结 |
3 模型旋翼试验台操纵系统方案设计 |
3.1 旋翼操纵系统运动控制总体方案设计 |
3.2 关键器件选型 |
3.2.1 控制器 |
3.2.2 电机 |
3.2.3 检测反馈元件 |
3.2.4 驱动器 |
3.2.5 外围器件 |
3.2.6 工控机及电源 |
3.3 系统供电设计 |
3.3.1 控制柜设计 |
3.3.2 控制系统抗干扰设计 |
3.4 系统硬件组态 |
3.5 本章小结 |
4 模型旋翼操纵系统软件设计 |
4.1 通讯协议简介 |
4.1.1 ADS协议 |
4.1.2 EtherCAT协议 |
4.2 软件开发环境 |
4.3 模型旋翼操纵系统软件总体设计 |
4.4 软件设计的关键技术和算法 |
4.4.1 上位机程序 |
4.4.2 TwinCAT3 程序 |
4.5 本章小结 |
5 实验验证及分析 |
5.1 引言 |
5.2 驱动器性能测试 |
5.3 单轴运动测试 |
5.4 多轴同步运动测试 |
5.5 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 |
B.作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果目录 |
C.作者在攻读硕士学位期间取得的荣誉 |
D.学位论文数据集 |
致谢 |
(9)数控系统解决方案的设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 研究目的及意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.4 研究内容与结构安排 |
1.5 本章小结 |
2 数控系统模块化设计方法 |
2.1 模块化设计方案 |
2.2 设备管理 |
2.3 高速网络化数控系统的电气组成 |
2.4 硬件系统初始化 |
2.5 操作界面设计 |
2.6 本章小结 |
3 图形化控制器程序的开发 |
3.1 控制器参数的配置 |
3.1.1 通信参数的配置 |
3.1.2 单轴运动参数配置 |
3.1.3 轴组运动参数的配置 |
3.2 单轴控制程序设计 |
3.2.1 单轴初始化程序 |
3.2.2 单轴示教程序 |
3.2.3 单轴保护程序 |
3.2.4 单轴变量监控 |
3.3 轴组控制程序设计 |
3.3.1 轴组初始化程序 |
3.3.2 轴组示教程序 |
3.3.3 轴组运行程序 |
3.3.4 轴组保护程序 |
3.3.5 轴组变量监控 |
3.4 本章小结 |
4 人机组态操作界面的开发 |
4.1 设备拓扑和通信参数设置 |
4.2 变量表编辑 |
4.3 人机交互界面的设计 |
4.4 本章小结 |
5 灰度图、CAD文件自动生成G代码技术 |
5.1 灰度图、CAD文件介绍 |
5.2 灰度图、CAD文件转换G代码原理 |
5.2.1 灰度图图像信息的读取 |
5.2.2 CAD文件矢量信息的读取 |
5.2.3 加工路径简化与G代码转换 |
5.3 转换与仿真 |
5.3.1 灰度图转G代码的设置与仿真 |
5.3.2 CAD文件转G代码的设置与仿真 |
5.4 本章小结 |
6 系统的测试与验证 |
6.1 雕刻机数控系统的电气实现 |
6.2 雕刻机数控系统的调试 |
6.3 雕刻机数控系统的界面验证 |
6.4 雕刻机数控系统的精度测试 |
6.5 雕刻机数控系统加工工件的验证 |
6.6 本章小节 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
(10)基于TwinCAT的机器人控制系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.2 国内外工业机器人研究现状 |
1.2.1 国外工业机器人研发现状 |
1.2.2 国内工业机器人研发现状 |
1.3 本文的主要工作与研究内容 |
2 系统方案设计及指标 |
2.1 驱控系统方案 |
2.1.1 控制方案 |
2.1.2 EtherCAT通信控制方案 |
2.1.3 伺服驱动方案选取 |
2.2 机器人电柜设计方案 |
2.2.1 供电模块设计 |
2.2.2 驱动模块设计 |
2.2.3 机器人输入模块 |
2.3 本章小结 |
3 工业机器人运动学理论分析 |
3.1 引言 |
3.2 常用工业机器人结构分析 |
3.3 工业机器人运动学建模 |
3.3.1 位置和姿态描述 |
3.3.2 齐次变换矩阵 |
3.3.3 D-H参数 |
3.3.4 连杆变换 |
3.4 本章小结 |
4 BA006N工业机器人建模与验证 |
4.1 引言 |
4.2 BA006N型工业机器人介绍 |
4.3 BA006N型工业机器人的坐标系建立 |
4.4 机器人位置正解 |
4.5 机器人运动学位置反解 |
4.6 仿真实验 |
4.7 本章小结 |
5 软件配置及算法设计 |
5.1 引言 |
5.2 主从站配置 |
5.3 NC虚拟轴配置 |
5.4 机器人软件程序设计及验证 |
5.4.1 正解算法及验证 |
5.4.2 逆解算法及验证 |
5.4.3 路径规划算法 |
5.5 本章小结 |
6 系统测试及分析 |
6.1 工业机器人虚拟控制界面 |
6.2 单轴运动实机调试测试 |
6.3 多轴运动实机测试 |
6.4 本章小结 |
7 结论 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
四、一种基于PLC的单轴运动控制器(论文参考文献)
- [1]双转轴模型支撑装置控制系统设计与实现[D]. 李连福. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]面向飞机装配生产的自动控制柔性工装系统设计与实现[D]. 李帅. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]伺服系统内嵌式运动控制型PLC的研究[D]. 石成成. 华中科技大学, 2020(01)
- [4]喂料式袋装物料装车机器人仿真与控制系统研究[D]. 曹明. 山东科技大学, 2020(06)
- [5]数字孪生技术研究及其在雕刻机中的应用[D]. 王红生. 大连理工大学, 2020(02)
- [6]基于EtherCAT的切割机器人控制系统研究及开发[D]. 张浩晨. 华侨大学, 2020(01)
- [7]飞机转站运输AGV导航定位与轨迹跟踪技术研究[D]. 翟宏旭. 浙江大学, 2020(06)
- [8]直升机模型旋翼操纵控制系统研制[D]. 彭文强. 重庆大学, 2019(01)
- [9]数控系统解决方案的设计与实现[D]. 龙妍. 大连理工大学, 2019(02)
- [10]基于TwinCAT的机器人控制系统设计[D]. 张炜岸. 武汉纺织大学, 2019(01)