多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)與控制策略的研究.pdf

1、多軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制與復(fù)雜曲面、曲軸的加工、纏繞機(jī)械、多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床等設(shè)備密切相關(guān)。這些設(shè)備無論是在國防、航空航天還是在工業(yè)、民用等產(chǎn)品的加工制造領(lǐng)域都是不可或缺的，因此，對其相關(guān)問題的研究一直得到諸如自動(dòng)控制、機(jī)械自動(dòng)化等相關(guān)領(lǐng)域研究人員的高度關(guān)注。本文對其中的兩方面問題進(jìn)行了研究：一是關(guān)于多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)使用過程中的人機(jī)界面的設(shè)計(jì)；另一方面涉及有關(guān)多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略的研究。 人機(jī)界面是正確使用多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的基

2、礎(chǔ)，一個(gè)優(yōu)秀的人機(jī)界面既要滿足功能需要，又要有友好的界面，易于操作?；谝陨显瓌t，本文利用PC機(jī)和PMAC(Programmable Multi Axis Controller)控制卡，并在Visual C++環(huán)境下設(shè)計(jì)了四軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)平臺(tái)的人機(jī)界面。所設(shè)計(jì)的人機(jī)界面具有如下功能：(1)PC機(jī)與PMAC卡的通訊；(2)參數(shù)設(shè)置；(3)程序以及控制參數(shù)的下載與狀態(tài)量的上傳；(4)手動(dòng)與自動(dòng)控制功能；(5)三維仿真運(yùn)行。除此之外，作為一

3、個(gè)應(yīng)用實(shí)例，本文還對具有圖像文件輸入形式的PCB線路板雕刻機(jī)的路徑生成組件進(jìn)行了編寫。 多軸協(xié)調(diào)控制策略是多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心，它直接決定了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能。傳統(tǒng)的多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)在解決各軸之間運(yùn)動(dòng)軌跡的耦合方面多采用PID控制策略。盡管這種控制策略有一定程度的魯棒性，但由于它只能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)處的局部穩(wěn)定，因而難以滿足調(diào)速范圍較寬且擾動(dòng)幅度較大的復(fù)雜曲面或曲線的加工要求。為此，本文對多軸控制器的非線性運(yùn)動(dòng)控制策略進(jìn)行了研究