摘要
20世纪90年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服控制系统系列产品,交流伺服控制系统的设计与开发也在生产实践中发挥着越来越重要的作用。
本课题研究的目的是针对机电实验室的滑动轴承实验装置开发数字交流伺服系统,在对轴承实验装置及交流伺服系统原理进行深入分析的基础上,提出了交流伺服控制系统的整体构思方案,选用MINAS A系列交流伺服电机开发伺服控制系统,结合EDA最新研究成果,按照高性能、高精度数字控制系统的发展要求,综合运用单片机、可编程逻辑器件控制技术,尝试性的提出数字型交流伺服系统控制方案并独立完成全部软硬件制作、调试工作。该系统以VB6.0开发驱动控制系统的人机交互环境,以PROTEUS EDA设计软件开发以89S52单片机与XC95108 CPLD可编程逻辑器件为核心的PCB控制电路板,以位置控制方式完成对实验台的速度、位置的微机上位控制,并采用两路AD实时监控实验台的速度转矩信号,完成对轴承模拟信号的采样与传输。
交流伺服控制系统设计完成后进行了安装调试,并对测试数据结果进行了分析,经过评测,该控制系统使用方便,成本低廉,完全达到了轴承实验装置对伺服控制系统功能性与经济性的要求。
With the development of integrated circuit technology, electrical and electronic technology and adjustable speed AC motors, more and more famous companies have produced own AC servo motors from the 1990s. The design of AC servo system has become more and more important in the practice.
This paper introduces a AC servo control system based on a journal bearing test equipment. Author has researched into the bearing test equipment and proposed the overall design plan. The paper choices MINAS A series AC servo motors as drive motor and integrates single chip technology, CPLD technology and new EDA achievements. Author designed the AC servo system and completed the hardware and software independently. The system includes the human-computer interface based on VB6.0 software and the control PCB including 89S52 microchip and 95XC108 CPLD chip based on PROTEUS software. The system controls position and velocity of the bearing test equipment, samples velocity and torque signal and completes the real-time control.
After installing , debugging and evaluation of the AC servo control system, the result shows that the system is inexpensive and convenient and fits the requirement of the AC servo control system completely.
引文
1 徐爱均 彭秀华.单片机高级语言C51 WINDOWS环境编程与应用.电子工业出版社,2001
2 曾峰 巩海洪 曾波.印刷电路板(PCB)设计与制作.电子工业出版社,2005
3 李华德.交流调速控制系统.电子工业出版社,2003
4 王城 薛小刚 钟信潮.FPGA/CPLD设计工具.人民邮电出版社,2005
5 周立功 夏宇闻.单片机与CPLD综合应用技术.北京航空航天大学出版社,2003
6 Douglas J.Hamilton,William G.Howard.Basic integrated circuit engineering.New York:McGraw-Hill,1975
7 王幸之 王雷.单片机应用系统抗干扰技术.北京航空航天大学出版社,2001
8 松下电机公司.MINAS系列AC伺服驱动器技术资料选编,2005
9 陈淑江,路长厚.新型螺旋油楔动静压滑动轴承的油腔结构研究.润滑与密封.2006,(10):15-17
10 求是科技.单片机典型模块设计实例导航.北京:人民邮电出版社,2004
11 吴建辉.印刷电路板的电磁兼容性设计.国防工业出版社,2005
12 A.E.Fitzgerald,Charles Kingsley,Jr.,Stephen D.Umans.Electrical machinery.Tsinghua university press,2002
13 Robert L.Boylestad,Louis Nashelsky.Electronic devices and circuit theory.Publishing House of Electronics Industry,2007
14 王树.变频调速系统设计与应用.机械工业出版社,2005
15 Gerard Voland.Control system modeling and any]asis.Englewood Cliffs,N.J.:Prentice-Hall,1986
16 宗孔德 胡广树.数字信号处理.清华大学出版社,1988
17 Allan R.Hambley.Electronics.Higher Education Press,2004
18 沈建蓉 单贵.大学VB程序设计实践教程.上海:复旦大学出版社,2006
19 尹勇 李宇.UVision2单片机应用程序开发指南.科学出版社,2005
20 宋万杰.CPLD技术及其应用.西安电子大学出版社,1999
21 黄长艺,严普强.机械工程测试技术基础.机械工业出版社,2001
22 蒋玉珍主编.机械设计基础.北京:机械工业出版社,2002
23 诸文俊,陈晓楠.机械设计基础.西安:西安交通大学出版社,1998
24 黄华梁,彭文生主编.机械设计基础.高等教育出版社,2001
25 魏洪兴 周亦敏.嵌入式系统设计与开发.清华大学出版社,2005
26 张国范 顾树生.微型计算机控制技术.东北大学出版社,1997
27 Theodore Wildi.Electrical machines,drives and power system,science press,2002
28 胥静.嵌入式系统设计与开发实例详解.北京航空航天大学出版社,2005
30 朱大奇 李念强.单片机原理接口与应用.南京大学出版社,2005
31 李宁 陈桂.运动控制系统.高等教育出版社,2004
32 Richard M.Martin.basic theory and practical methods.世界图书出版公司,2007
33 A.F.Diaz.Electronic applications.Berlin:Springer-Verlag,1988
34 Denton J.Dailey.discrete and intregrated.Upper Saddle River,N.J.:Prentice Hall,2001
35 蒋大明 戴胜华.自动控制原理.清华大学出版社,2003
36 王道宪.CPLD和FPGA逻辑器件开发与应用.国防工业出版社,2004
37 陈云治 保延翔.CPLD应用技术与数字系统设计.电子工业出版社,2004
38 Zainalabdin Navabi.Verilog数字系统设计.电子工业出版社,2007