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SIMOTION在数字化对接系统中的多轴同步控制应用 被引量:10
1
作者 张杨 高明辉 《航空制造技术》 2010年第23期114-116,共3页
针对数字化对接系统,基于运动控制系统SIMOTION提出了虚拟轴的方法,实现多轴同步控制,开发了SIMOTION控制接口软件,实现数据和指令的可靠传输。数字化对接系统中的试验结果验证了多轴同步控制方法的有效性。
关键词 运动控制 多轴同步 数字化对接
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基于PCIe总线的机器人多轴控制器的研究 被引量:1
2
作者 张一东 徐一栋 陈海卫 《机床与液压》 北大核心 2024年第21期35-42,共8页
为了解决多轴机器人成本高和开放性不足的问题,提出一种新的多轴控制器设计方案。该方案以PCIe总线作为通信接口,FPGA作为核心处理器,ARM微处理器作为从处理器。以FPGA+ARM为基础实现控制器硬件电路搭建。针对笛卡尔空间下轨迹规划引入... 为了解决多轴机器人成本高和开放性不足的问题,提出一种新的多轴控制器设计方案。该方案以PCIe总线作为通信接口,FPGA作为核心处理器,ARM微处理器作为从处理器。以FPGA+ARM为基础实现控制器硬件电路搭建。针对笛卡尔空间下轨迹规划引入S型加减速快速规划算法,确保控制器插补过程中各关节速度和加速度的连续。在PT运动模式下使用脉冲平摊算法保证了脉冲信号的稳定输出。最后对笛卡尔空间下控制器的圆弧插补功能进行仿真与验证,结果表明该控制器能够实现预定轨迹且各关节速度与加速变化平滑。 展开更多
关键词 机器人多轴控制器 S型加减速算法 PT运动模式
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某跨超声速风洞全挠性壁喷管控制系统设计与实现 被引量:6
3
作者 高川 芮伟 +2 位作者 秦建华 王飞 蒋婧妍 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期98-104,共7页
为实现全电机直接驱动方式对某跨超声速风洞全挠性壁喷管型面的控制,针对其执行机构分布跨度大、运动控制电机多、同步精度要求高且弯折应力控制严等特点,采用西门子SIMOTION D+S120运动控制平台,提出一种基于虚拟轴+电子齿轮的同步... 为实现全电机直接驱动方式对某跨超声速风洞全挠性壁喷管型面的控制,针对其执行机构分布跨度大、运动控制电机多、同步精度要求高且弯折应力控制严等特点,采用西门子SIMOTION D+S120运动控制平台,提出一种基于虚拟轴+电子齿轮的同步控制策略,解决了全挠性喷管执行机构精确定位与多轴比例同步的难题,同时设计多重安全联锁控制,避免了挠性板过载和损坏的问题。通过调试试验测试,各电动缸可根据比例同步要求在0~1mm/s速度范围内匀速运行,跟踪误差≤±0.01mm/s,比例同步误差≤±0.02mm/s,喷管喉道前型面误差≤±0.2mm,喉道后误差≤±0.06mm。结果表明:该系统功能完备,同步控制精度及重复性精度均满足工程应用要求,取得了实际应用成果。 展开更多
关键词 SImotion 风洞 挠性壁喷管 多轴同步 运动控制
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大型装备多轴电液执行器同步控制 被引量:10
4
作者 魏建华 国凯 熊义 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期755-760,共6页
为提高大型装备多轴电液执行器的同步精度,建立运动系统的动态数学模型,提出一种主从同步控制方案.它由前馈控制器,卡尔曼滤波器以及PI反馈控制器组成.与位移微分并滤波相比,卡尔曼滤波器可以在噪声环境下获得平滑且相位滞后小的速度估... 为提高大型装备多轴电液执行器的同步精度,建立运动系统的动态数学模型,提出一种主从同步控制方案.它由前馈控制器,卡尔曼滤波器以及PI反馈控制器组成.与位移微分并滤波相比,卡尔曼滤波器可以在噪声环境下获得平滑且相位滞后小的速度估计;前馈控制可加快系统的响应速度;采用PI控制器可以抑制模型不确定性以及负载变化对同步性能的影响.在Matlab/Simulink环境下,比较分析2种速度估计方法以及3种同步控制方法的性能.仿真结果表明,该方法响应快速并且具有较强的抵抗噪声干扰的能力.将该方法应用于实际系统中,实验结果表明,该方法具有较好的动态性能,并且能够有效克服噪声以及负载变化的影响;同步精度有效控制在±2mm之内. 展开更多
关键词 多轴电液执行器 同步控制 噪声 卡尔曼滤波
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复合材料自动铺带机专用数控系统 被引量:7
5
作者 刘林 文立伟 +1 位作者 陈瑞斌 肖军 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期486-490,共5页
为实现复合材料自动铺带机对数控系统的特殊要求,以可编程多轴控制器作为运动控制核心,采用可编程数字I/O卡控制开关量,提出了基于开放式数控系统的铺带机专用CNC硬件体系结构的设计方案。为提高系统中与加工过程密切相关的实时任务的... 为实现复合材料自动铺带机对数控系统的特殊要求,以可编程多轴控制器作为运动控制核心,采用可编程数字I/O卡控制开关量,提出了基于开放式数控系统的铺带机专用CNC硬件体系结构的设计方案。为提高系统中与加工过程密切相关的实时任务的实时性,采用随动控制方式,实现了数控系统软件中的运动控制及其与开关动作量之间的协调联动的任务。完成了各控制器的驱动程序、用户图形界面和数控代码编译模块的设计。该系统能很好解决铺带机多轴运动控制精度要求较高、运动量与较多动作量联动实时性等设计难点。 展开更多
关键词 开放式数控系统 运动开关联动 随动控制 可编程多轴控制器
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特种复合加工中心盘式刀库自动换刀控制系统研究 被引量:5
6
作者 陈琳 刘超 +1 位作者 张秋杰 潘海鸿 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2014年第6期73-75,共3页
针对自主开发的龙门式双主轴钣金刻铣与激光切割复合加工中心的顺序动作控制复杂、控制点数多且目前没有控制该特种复合加工中心的数控系统问题,提出采用自由口通讯方式实现多轴运动控制器与外挂独立型通用PLC的通信和控制,进而实现对... 针对自主开发的龙门式双主轴钣金刻铣与激光切割复合加工中心的顺序动作控制复杂、控制点数多且目前没有控制该特种复合加工中心的数控系统问题,提出采用自由口通讯方式实现多轴运动控制器与外挂独立型通用PLC的通信和控制,进而实现对复合加工中心的顺序动作控制以及盘式刀库自动换刀功能。对带有机械手的圆盘式刀库研究采用随机地址最优路径选刀方法,在该复合加工中心平台上实现自动化换刀功能。实验结果表明基于外挂独立型通用PLC的自由口通讯控制方式下的最优路径选刀方法可以缩短换刀时间,提高加工效率。 展开更多
关键词 特种复合加工中心 多轴运动控制系统 自由口通讯 外挂plc 随机地址选刀
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级联式多轴运动控制系统及其同步策略 被引量:3
7
作者 王宝仁 王婕 +1 位作者 韩文强 武洪恩 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期2467-2474,共8页
为了实现普通数字脉冲接口的伺服驱动器网络化控制,提出一种级联式运动控制方案,采用三端口转换器实现网络节点的级联,并提供伺服装置所需的控制和反馈接口。此外,为了提高系统的同步运动精度,提出一种新的同步补偿策略,通过在三端口转... 为了实现普通数字脉冲接口的伺服驱动器网络化控制,提出一种级联式运动控制方案,采用三端口转换器实现网络节点的级联,并提供伺服装置所需的控制和反馈接口。此外,为了提高系统的同步运动精度,提出一种新的同步补偿策略,通过在三端口转换器内设计时间补偿定时器,克服了网络延时对多轴同步运动的不良影响。实验表明,以工业塑料光纤为传输介质,信号每经过级联网络的一个节点增加约120ns的时间延迟,而采用上述同步策略后,伺服节点之间运动同步脉冲的时间抖动减小到25ns之内。 展开更多
关键词 运动控制系统 网络控制 网络延时 多轴运动同步
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基于FPGA的多轴直流电机控制系统 被引量:4
8
作者 周磊 王邦继 +2 位作者 刘庆想 李相强 张健穹 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期21-26,共6页
为了实现机械相控阵列天线的波束扫描,采用微型直流电机驱动螺旋天线单元转动来达到预定的辐射相位,研究了一种基于单片FPGA的多轴直流电机控制系统。采用IP设计思想,直流电机的位置控制用纯硬件逻辑电路的形式(直流电机控制IP核)实现,... 为了实现机械相控阵列天线的波束扫描,采用微型直流电机驱动螺旋天线单元转动来达到预定的辐射相位,研究了一种基于单片FPGA的多轴直流电机控制系统。采用IP设计思想,直流电机的位置控制用纯硬件逻辑电路的形式(直流电机控制IP核)实现,总线通信及轨迹计算由同一芯片上的微处理器(Nios II软核)软件实现,从而容易构建多轴直流电机控制的片上系统。利用Verilog硬件描述语言,设计了一种高性能直流电机控制IP核,并进行了仿真验证。为了验证该IP核的复用性,构建了一个56轴直流电机控制的片上系统。实验结果表明,此系统可对各个直流电机实现快速精确控制,每轴的运动相互独立,并且控制参数在线可编程,控制一致性满足系统设计要求。基于这种方式构建的系统,扩展方便、可移植性高、具有较好的适用性,已在某相控阵列天线中得到了应用。 展开更多
关键词 机械相控阵列天线 直流电机 控制器IP核 多轴运动
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多轴协调运动中的交叉耦合控制 被引量:36
9
作者 丛爽 刘宜 《机械设计与制造》 北大核心 2006年第10期166-168,共3页
直接把轮廓误差作为控制的目标,在多轴运动的各轴之间引入耦合因素,通过各轴间的协调来提高轮廓精度,而不仅仅通过单轴解藕控制改善各轴的位置跟踪精度。就多轴协调运动中的各种交叉耦合控制器的设计,从控制的角度进行了全面的分析与综... 直接把轮廓误差作为控制的目标,在多轴运动的各轴之间引入耦合因素,通过各轴间的协调来提高轮廓精度,而不仅仅通过单轴解藕控制改善各轴的位置跟踪精度。就多轴协调运动中的各种交叉耦合控制器的设计,从控制的角度进行了全面的分析与综合,提出了有待解决的若干问题,对未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 多轴协调运动 轮廓误差 交叉耦合控制
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复合负载模拟器的设计与实现 被引量:5
10
作者 杨春卫 代建辉 +1 位作者 毕树生 宗光华 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1660-1664,共5页
基于一类具有零扭转特性的并联机构原理并结合所设计的载荷解耦装置,设计了一种可对扭矩、弯矩、轴向力3种载荷进行复合模拟的负载模拟器;控制系统以可编程多轴运动控制器(PMAC,Programmable Multi-Axis motion Controller)为核心,通过... 基于一类具有零扭转特性的并联机构原理并结合所设计的载荷解耦装置,设计了一种可对扭矩、弯矩、轴向力3种载荷进行复合模拟的负载模拟器;控制系统以可编程多轴运动控制器(PMAC,Programmable Multi-Axis motion Controller)为核心,通过力传感器测得的负载反馈值,采用力、位置、电流三闭环的控制策略,在有效避免系统电磁干扰噪声对传感器信号影响的同时,能够稳定地、较为准确地以正弦波的方式完成对扭矩、弯矩、轴向力等载荷的复合模拟.通过对静态加载对象复合负载模拟的现场试验,验证了本系统机构设计的合理性和控制策略的可行性. 展开更多
关键词 负载模拟器 并联机构 载荷解耦 可编程多轴运动控制器
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CNC多轴运动控制系统轮廓误差分析 被引量:5
11
作者 孙建仁 胡赤兵 王保民 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2010年第4期37-40,共4页
在分析CNC多轴运动连续轨迹控制轮廓误差形成的基础上,研究提高轮廓加工精度减小轮廓误差的方法.针对CNC机床两轴运动控制系统建立直线轮廓、不同曲率半径圆弧轮廓及一般曲线轮廓误差模型,指出轮廓误差与跟踪误差的关系和轮廓误差形成机... 在分析CNC多轴运动连续轨迹控制轮廓误差形成的基础上,研究提高轮廓加工精度减小轮廓误差的方法.针对CNC机床两轴运动控制系统建立直线轮廓、不同曲率半径圆弧轮廓及一般曲线轮廓误差模型,指出轮廓误差与跟踪误差的关系和轮廓误差形成机理.通过仿真实验结果表明,加入基于轮廓误差模型的交叉耦合控制可以大大降低轮廓误差,提高轮廓控制精度. 展开更多
关键词 CNC多轴运动控制 轮廓误差 跟踪误差
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EtherCAT冗余技术在多轴网络运动控制系统中的应用研究 被引量:10
12
作者 王国河 李伟光 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2012年第1期58-61,共4页
EtherCAT是一种新型实时工业以太网总线。研究了EtherCAT工作原理、通信协议、性能和冗余技术。设计了基于EtherCAT冗余技术的多轴网络运动控制系统,采用TwinCAT作为主站,利用ET1100和TMS320F28335开发了EtherCAT从站设备,构建了一主多... EtherCAT是一种新型实时工业以太网总线。研究了EtherCAT工作原理、通信协议、性能和冗余技术。设计了基于EtherCAT冗余技术的多轴网络运动控制系统,采用TwinCAT作为主站,利用ET1100和TMS320F28335开发了EtherCAT从站设备,构建了一主多从的EtherCAT网络结构,并给出了系统硬件和软件的设计方案,以实现伺服控制和实时数据传输。 展开更多
关键词 ETHERCAT 冗余 ET1100 多轴运动控制器 TMS320F28335
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旋转锉四坐标数控刃磨技术的研究 被引量:9
13
作者 张世昌 李国琴 《工具技术》 北大核心 2001年第3期16-18,共3页
在天津大学研制的五坐标旋转锉刃磨机床的基础上 ,研究了旋转锉的四坐标数控刃磨技术。首先分析了四坐标数控刃磨旋转锉的可行性 ,然后通过运动分析建立了旋转锉的刃磨运动模型 。
关键词 旋转锉 刃磨 运动模型 多坐标联动控制 硬质合金 数控加工
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基于EtherCAT技术的多轴运动控制系统 被引量:6
14
作者 张从鹏 赵康康 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2017年第1期115-118,122,共5页
以EtherCAT通信技术为基础,设计了一种基于ARM和FPGA双核的EtherCAT总线式多轴运动控制系统。提出了STM32作为系统管理芯片,通过SPI通信控制ET1200从站控制芯片实现EtherCAT总线从站通信功能的解决方案;并采用FPGA作为协处理器,完成运... 以EtherCAT通信技术为基础,设计了一种基于ARM和FPGA双核的EtherCAT总线式多轴运动控制系统。提出了STM32作为系统管理芯片,通过SPI通信控制ET1200从站控制芯片实现EtherCAT总线从站通信功能的解决方案;并采用FPGA作为协处理器,完成运动控制算法的实现和执行。完成了运动控制系统的硬件电路设计和软件开发,并制作了样机。经试验测试,实现了EtherCAT总线通信功能,采用TwinCAT完成了闭环运动控制,并且可以独立工作实现运动规划,满足工业控制工程中的应用要求。 展开更多
关键词 ETHER CAT 多轴 STM32 运动控制 FPGA 插补算法 TWIN CAT
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机电一体化实验装置设计 被引量:7
15
作者 宓方伟 陈功福 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2004年第6期31-33,共3页
通过对PMAC多轴运动控制器应用方案的论述,介绍了利用PMAC构建一个机电一体化实验装置所需要的软硬件结构,以及构建系统的方法、解决手段和需要注意的事项。
关键词 机电一体化 实验装置 设计 多轴运动控制器 工控机 plc
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中凸变椭圆活塞车削数控系统的实时性分析及实现 被引量:6
16
作者 王先逵 司勇 刘成颖 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2004年第3期15-18,共4页
为了解决中凸变椭圆活塞数控车削加工的高实时性要求 ,设计了具有上下位机、多处理器结构的数控系统。系统使用固高多轴运动控制器实现普通数控模块的实时控制 ,使用DSP控制器作为椭圆截面生成模块———直线伺服系统的核心控制器 ,一... 为了解决中凸变椭圆活塞数控车削加工的高实时性要求 ,设计了具有上下位机、多处理器结构的数控系统。系统使用固高多轴运动控制器实现普通数控模块的实时控制 ,使用DSP控制器作为椭圆截面生成模块———直线伺服系统的核心控制器 ,一体化工作站负责数控系统的管理、数据处理和人机交互等实时性要求较低的工作。采用多层次、模块化的思想 ,在Windows2 0 0 0平台下开发了中凸变椭圆活塞车削数控软件系统 ,很好地满足了活塞加工的要求 ,并且具有功能强大、界面友好、使用方便和柔性好等特点。该数控系统已在工厂得到实际应用并形成了正式产品。 展开更多
关键词 中凸变椭圆活塞数控车床 数控系统 车削加工 数控模块 模块化
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小长径比多轴自动锁螺丝机运动控制系统设计 被引量:9
17
作者 刘建春 杜欣宇 +1 位作者 黄海滨 汤辉煌 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第5期61-63,68,共4页
为解决常规锁螺丝机柔性较差且无法应用于小长径比螺丝的问题,开发了一套适用于小长径比螺丝的多轴自动锁螺丝机。根据锁付工件的功能需求,基于八轴运动控制卡,开发了多轴自动锁螺丝机的运动控制系统。并以50寸液晶电视背板为加工对象... 为解决常规锁螺丝机柔性较差且无法应用于小长径比螺丝的问题,开发了一套适用于小长径比螺丝的多轴自动锁螺丝机。根据锁付工件的功能需求,基于八轴运动控制卡,开发了多轴自动锁螺丝机的运动控制系统。并以50寸液晶电视背板为加工对象进行加工实验,人工数量可减少86%,锁付时间平均减少30%。实验结果表明,该多轴自动锁螺丝机能够实现对螺丝的快速锁付,降低生产成本,提高生产效率。 展开更多
关键词 小长径比 多轴自动锁螺丝机 运动控制系统
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运动控制网络的时钟同步 被引量:2
18
作者 陈冰 陈幼平 +1 位作者 谢经明 艾武 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期331-334,共4页
为了改进网络化多轴同步控制系统的性能,研究了运动控制网络的时钟同步方法。制定了一种网络化运动控制策略,采用广义预测控制算法和报文缓冲机制补偿随机时变网络延迟。提出了一种主从时钟同步机制,讨论了两种在运动控制网络中产生同... 为了改进网络化多轴同步控制系统的性能,研究了运动控制网络的时钟同步方法。制定了一种网络化运动控制策略,采用广义预测控制算法和报文缓冲机制补偿随机时变网络延迟。提出了一种主从时钟同步机制,讨论了两种在运动控制网络中产生同步事件的方法;推导了一种从时钟的调整算法,该算法不依赖任何的特定运动控制网络,并给出了这一算法基于FPGA的实现结果。 展开更多
关键词 运动控制网络 时钟同步 多轴同步控制 预测控制
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多轴联动的机床交叉耦合轮廓误差补偿技术 被引量:18
19
作者 张万军 张峰 +3 位作者 张景轩 张景怡 张景妍 苟小平 《制造技术与机床》 北大核心 2018年第6期154-159,共6页
为了提高多轴联动CNC机床的加工精度,减小由机械传动及电气控制等因素造成的轮廓误,针对多轴联动CNC机床伺服采用交叉耦合参数选择困难及稳定不强等问题,提出了一种交叉耦合轮廓补偿的控制方法,建立了交叉耦合轮廓误差补偿的模型,搭建了... 为了提高多轴联动CNC机床的加工精度,减小由机械传动及电气控制等因素造成的轮廓误,针对多轴联动CNC机床伺服采用交叉耦合参数选择困难及稳定不强等问题,提出了一种交叉耦合轮廓补偿的控制方法,建立了交叉耦合轮廓误差补偿的模型,搭建了x轴、y轴及z轴仿真实验平台,仿真实验结果表明,轮廓误差补偿的算法使用交叉耦合误差补偿算法进行控制,可以大大减小轮廓误差,提高插补控制精度,也减小数控插补系统的单轴震动,对其他数控插补过程具有借鉴意义。 展开更多
关键词 多轴联动数控机床 轮廓误差 交叉耦合控制 轮廓误差补偿 运动控制
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多轴联动的风洞变角度机构同步协调控制 被引量:3
20
作者 田昊 张永双 卢翔宇 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1063-1068,共6页
为解决风洞尾撑变角度机构运动过程中多轴之间的同步协调控制问题,本文提出了一种结合并行控制和交叉耦合控制的同步控制方法.首先,将并行控制应用于多轴联动控制中,根据前后侧滑轴定位时间一致以及速度变化时间一致的原则,开展了提高... 为解决风洞尾撑变角度机构运动过程中多轴之间的同步协调控制问题,本文提出了一种结合并行控制和交叉耦合控制的同步控制方法.首先,将并行控制应用于多轴联动控制中,根据前后侧滑轴定位时间一致以及速度变化时间一致的原则,开展了提高多轴同步性能的研究.然后,采用了基于同步误差传递函数的交叉耦合控制方法,对并行控制给定的运动参数进行修正补偿.最后,通过机构运动进行了实验验证,实验结果表明该控制方法可有效减小横向同步误差,提高同步性能,满足风洞试验控制要求.该方法也为类似机构的同步控制提供了参考. 展开更多
关键词 多轴联动 同步协调控制 并行控制 交叉耦合控制 同步误差
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