一、选题的目的及意义
激光切割就是将激光束照射到工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发，以达到切割和雕刻的目的，具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点，将逐渐改进或取代于传统的切割工艺设备。国内高端数控激光切割机床还主要依赖进口，如德国通快、瑞士百超等。采用德国PA8000LW系统设计出廉价、高精度、高可靠性、柔性化、网络化的数控系统具有广阔的应用前景。
采用ds PIC控制芯片实现对系统两个交流伺服电机的位置检测。要求掌握ETHERNET总线和ds PIC控制芯片的应用，设计其接口电路，检测两台交流伺服电机的运动脉冲。将两台伺服电机的脉冲数通过ETHERNET传给PC机在显示屏上显示。要求设计其硬件电路，并用MPLAB C30编写相应的控制程序。
本系统的参考控制原理图见附件。
二、课题的研究现状
摘要:提出一种基于数字信号处理器(DSP)的交流位置伺服控制系统。DSP具有的强大高速运算能力片内集成了丰富的电机控制外围部件和电路,简化了控制电路的硬件设计,提高了系统的可靠性,并且利用DSP具有极强的数字计算能力,使很多新型的控制算法可以被用于伺服控制器中,实现了“软件化'的全数字伺服驱动器。实验结果表明了该系统具有良好的动态和静态控制特性和一定的实用性关键词:DSP;TMS320LF2407A;交流伺服控制;位置控制中图分类号:TM492文献标识码:A文章编号:1002-6673(2006)02踪精度和跟踪速度的要求。当前针对伺服驱动系统高速度、高精度的要求,出 现了许多适应不同工作状况的高性能的控制算法。但是这些控制算法都是基于传统的硬件结构,伺服驱动器只能采用某种固定的控制算法,系统不能根据工作环境、负载状态的变化实时的调整控制算法和控制参数,不能充分发挥不同控制算法的性能特点,从而影响了伺服驱动器在不同工作环境下性能的发挥。因此,为解决上述问题,本文提出了种基于DSP的交流伺服位置控制系统。DSP具有极强的数字计算能力,很多新型的控制算法被用于伺服控制,实现了“软件化的全数字伺服驱动器,有效地提高了伺服系统的动态和静态品质,如频率特性、移动速度、跟随精度和定位精度等。调整参数更为方便,也省去了一些模拟回路所产生的漂移等不稳定因素。由于采用的被控对象是交流伺服电机,选用的驱动器为MSDA083A1A。该驱动器的位置反馈检测元件为光电编码器它直接将电机角度和位移的模拟信号转换为数字信号,其输出有A,B和同步脉冲C其中A,B为图1位置伺服系统结构图差分脉冲信号,被用于判断方向和计量位移。这样,对于电机驱动器需要输出-|OV- Oor;的电压控制信号,需要设计A/D转换电路。对于反馈回路,可利用DSP的Eor;模块的正交编码脉冲电路。每个EV模块中的正交编码脉冲电路的方向检测逻辑决定了两个序列中的哪一个是先导序列。
1990年以前,国内伺服电机主要集中在机床和国防军工业。1990年以后,进口永磁交流伺服电机系统逐步进入中国。20世纪末,国产交流伺服电机及其全数字式伺服驱动器基本自主开发成功,但由于产业化滞后,产品的应用还需依靠进口。2003年7家国外伺服供应商瓜分了我国83%的市场
以高速度和高精度为基本特征的高速加工技术及其它技术的发展,促进了伺服电机和伺服驱动器的发展。先分析了国内外伺服电机在国内市场上所占的份额以及供求情况;然后对国内外伺服电机及其伺服控制技术的应用、发展、研究状况作了综述,并对伺服电机的发展前景提出了展望。
随着数控技术的迅速发展，伺服系统的作用与要求越显突出，交流伺服电动机的运用也越来越为广泛。针对直流电机的缺陷，如果将其里外作相应的调整处理，即把电驱绕组装在定子，转子为永磁部分，由转子轴上的编码器测出磁极位置，就构成了永磁无刷电机，同时随着矢量控制方向的实用化，使交流伺服系统具有良好的伺服特性，其宽调速范围，高稳速精度，快速动态响应及四象限运行等良好的技术性能，使其动、静态特性已完全可与直流伺服系统相媲美。同时可实现弱磁高速控制,拓宽了系统的调速范围,适应了高性能伺服驱动的要求目前，在机床进给伺服中采用的主要是水磁同步交流伺服系统，有三种类型:模拟形式、数字形式和软件形式。模拟伺服用途单一，只接收模拟信号，位置控制通常由上位机实现，数字伺服可实现一机多用，如做速度、力矩、位置控制。可接收模拟指令和脉冲指令,各种参数均以数字方式设定，稳定性好。具有较丰富的自诊断、报警功能。软件伺服是基于微处理器的全数字伺服系统。其将各种控制方式和不同规格、功率的每服电机的监控程序以软件实现。使用时可由用户设定代码与相关的数据即自动进入王作状态，配有数字接口，改变工作方式、更换电动机规格时,只需重设代码即可，故也称万能何服。
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