位置控制(精)
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【最新整理，下载后即可编辑】第一章序言感谢您购买北京超同步科技有限公司生产的BKS伺服控制器。
BKS伺服控制器是北京超同步科技有限公司研制、开发生产的高质量、多功能、低噪音的交流伺服控制器。
BKS伺服控制器是鼠笼式电机（IM）的伺服控制器，可对普通鼠笼式电机和变频电机的位置、转速、加速度和输出转矩通过编程方式进行控制，BKS伺服控制器的研制成功为传动控制领域带来了生机。
BKS伺服控制器核心采用32位CPU对电机全数字控制。
电机能够以极低的速度运行（1rpm甚至1/8rpm）。
具有RS232和RS422两种通讯接口，22KW以下内置制动单元。
具有按标准配置、用于定位的码盘接口和用于速度、位置跟随的第二码盘；用于顺序控制的12点输入、8点输出接口及模拟量输入输出接口等。
因此能实现对鼠笼式电机进行高性能的控制。
不仅能够满足普通变频器所能达到的技术指标，而且能够应用在例如数控铣床的进给轴这种要求定位精度非常高的领域。
在数控机床、电动汽车等领域应用前景十分广泛。
在使用BKS伺服控制器之前，请您仔细阅读该手册，以保证正确使用。
错误使用可能造成控制器运行不正常、发生故障或降低使用寿命，甚至发生人身伤害事故。
因此使用前应反复阅读本说明书，严格按说明使用。
本手册为随机发送的附件，务必请您使用后妥善保管，以备今后对控制器进行检修和维护时使用。
1.1开箱检查注意事项在开箱时，请认真确认：在运输中是否有破损现象；控制器铭牌的型号、规格是否与您的订货要求一致。
如发现有遗漏或不相符的情况，请速与供货商联系解决。
1.2 控制器的铭牌在控制器箱体的右下方，贴有标示控制器型号及额定值的铭牌，铭牌内容如图1-1所示1.3 控制器型号说明1.4 安全注意事项“危险”与“注意”的定义：危险! 如果没有按要求操作，可能造成严重设备损坏或人员伤害注意! 如果没有按要求操作，可能造成中等程度的人员伤害或轻伤，或造成物质损失图1-1 控制器的铭牌1.4.1 安装1.4.2 配线1.4.3 维护1.5 使用的注意事项1.5.1 关于电动机及机械负载1、与工频运行比较北科伺服控制器为电压型控制器，输出电压是PWM波，含有一定的谐波。
数控机床名词解释集合
机床名词解释集合1、数控技术：指用数字、字母和符号对某一工作过程进行可编程的自动控制技术。
2、数控系统：指实现数控技术相关功能的软硬件模块有机集成系统，它是数控技术的载体。
3、计算机数控系统（CNC）：指以计算机为核心的数控系统。
4、数控机床：是指应用数控技术对机床加工过程进行控制的机床。
5、点位控制数控机床：这类数控机床仅能控制在加工平面内的两个坐标轴带动刀具与工件相对运动，从一个坐标位置快速移动到下一个坐标位置，然后控制第三个坐标轴进行钻切削加工。
特点：在整个移动过程中不进行切削加工，因此对运动轨迹没有任何要求，但要求坐标位置有较高的定位精度。
点位控制的数控机床用于加工平面内的孔系，这类机床主要有数控钻床、印刷电路板钻孔机、数控镗床、数控冲床、三坐标测量机等。
6、直线控制数控机床：这类数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度，沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工，进给速度根据切削条件可在一定范围内调节。
早期，简易两坐标轴数控车床，可用于加工台阶轴。
简易的三坐标轴数控铣床，可用于平面的铣削加工。
现代组合机床采用数控进给伺服系统，驱动动力头带着多轴箱轴向进给进行钻镗加工，它也可以算作一种直线控制的数控机床。
值得一提的是现在仅仅具有直线控制功能的数控机床已不多见。
7、轮廓控制数控机床：这类数控机床具有控制几个坐标轴同时协调运动，即多坐标轴联动的能力，使刀具相对于工件按程序规定的轨迹和速度运动，在运动过程中进行连续切削加工的功能。
可实现联动加工是这类数控机床的本质特征。
这类数控机床有数控车床、数控铣床、加工中心等用于加工曲线和曲面形状零件的数控机床。
现代的数控机床基本上都是这种类型。
若根据其联动轴数还可细分为：2轴联动数控机床、3轴联动数控机床、4轴联动数控机床、5轴联动数控机床。
8、开环进给伺服系统：这类伺服系统没有位置测量装置，信号流是单向的（数控装置→进给系统），故系统稳定性好。
但由于无位置反馈，精度相对闭环系统来讲不高，其精度主要取决于伺服驱动系统和机械传动机构的性能和精度。
APC位置自动控制
APC驱动器由外部时钟每隔 50ms启动一次，它不受主控程序的 管理，各个功能程序则受主控程序 的管理，它们被规定为不同的程序 优先级别和不同的处理周期。
3.5 存储程序控制的位置自动控制—— （SPC-APC) 一、SPC-APC的基本含义及其控制原理 1.基本含义及应用场合 ①基本含义：是一种采用存储程序和人 工干预相结合的控制方式，即控制是 人为地事先按照一定的条件编制好的 轧制规程进行的，而当自动控制不能 进行时，系统是按以人工介入优先原 则采用人工干预进行处理。
3.6 具有可编程序Biblioteka 制器的位置自动控制 ——PLC-APC
一、基本含义及其应用 1.基本含义：以微处理机为基础的可编程 序控制器，以分散功能控制系统的形式 对其每一功能进行程序编制，通过软件 进行编程而控制位置的一种方式。
2. 特点 计算机的存储容量较小，使其结构简 单化 使用灵活性大，可以进行程序编制、 修改程序和检查故障 编程简单，各控制环节的相互影响小， 可靠性高，不致于一个小故障而影响 全局 造价低，性价比高
功能齐全，可进行逻辑运算、数字运
算，适应性强，能迅速适应工艺过程 控制改变的各种要求 易根据需要在不改动或较少改动硬件 的情况下，改变或增删系统功能，达 到功能分散控制的目的 维护简便、能耗小、噪音低、占地省
3. 应用：因上述特点而被广泛地应用于 各种生产工艺流程线上。我国引进的 一些轧制设备，如某初轧厂、钢管厂 和高速线材厂都大量应用了这种可编 程序控制器，尤其在飞剪机的定尺、头 尾剪切时得到广泛应用。 根据内存容量的大小和用途不同， 可编程序控制器有各种不同的型式。
二、位置控制的基本原理
1. 理想定位过程的理论分析和控制算法
（1）理想定位过程 设：位置偏差为S； 位置的初始偏差为So； 被控对象的最大线速 度为vm；最大允许加 速度和减速度都为am。 →电机以am启动，使被控对象能迅速移动到 所要求的位置上，消除位置偏差→使S=0。
精密位移调整方案
精密位移调整方案引言精密位移调整是一种用于精确控制物体位置的技术。
在某些需要高精度定位的领域，如光学工程、纳米技术和精密仪器制造等领域，精密位移调整方案是至关重要的。
本文将介绍精密位移调整的基本原理、常见的调整方法以及应用案例。
基本原理精密位移调整是通过控制运动平台或移动装置的位置来实现物体位置的微调。
在实际应用中，常见的精密位移调整方案主要包括以下几个方面：1.传感器：精密位移调整需要依靠高精度的传感器来测量物体的位置。
传感器可以使用位移传感器、光学传感器或压力传感器等，以获取高精度的位置信息。
2.驱动系统：为了实现精确的位移调整，通常需要配备精密的驱动系统。
常见的驱动系统包括电动驱动系统、液压驱动系统或气动驱动系统等。
3.控制算法：精密位移调整需要使用控制算法来计算和控制运动平台的位置。
控制算法可以根据传感器反馈的位置信息来调整运动平台的位置，从而实现精确的位移调整。
4.机械结构：精密位移调整的机械结构需要具备高刚度和高精度的特点，以保证系统的稳定性和精确性。
常见的机械结构包括精密的导轨、滚珠螺杆、平面镜和角度调整器等。
常见的精密位移调整方法根据不同的应用需求，精密位移调整方案可以选择不同的调整方法。
下面将介绍几种常见的精密位移调整方法。
1. 基于步进电机的位移调整步进电机是一种广泛应用于精密位移调整的驱动器件。
通过控制步进电机的脉冲数和方向，可以实现微小的位移调整。
步进电机具有分辨率高、响应速度快、定位精度高等优点，因此在一些对精确定位要求较高的应用中得到广泛应用。
2. 基于压电陶瓷的位移调整压电陶瓷是一种特殊的材料，具有压电效应和逆压电效应。
通过施加电压或电流来控制压电陶瓷的形变，可以实现微小的位移调整。
压电陶瓷具有响应速度快、精度高、可控性好等优点，广泛应用于微机械系统、精密仪器调整等领域。
3. 基于液压系统的位移调整液压系统是一种利用液体的性质进行位移调整的技术。
通过改变液压系统中的液体压力和流量，可以实现高精度的位移调整。
交流伺服电机精度标准
交流伺服电机精度标准
伺服电机精度标准通常由国际、国家或行业标准组织制定，目的是为了规范伺服电机的性能和精度要求。
以下是一些可能涉及到交流伺服电机精度的标准：
1. IEC标准：国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，IEC）可能发布与伺服电机相关的标准，涉及其设计、性能和测试方法。
2. ISO标准：国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）可能制定了一些关于电机和控制系统的标准，其中包括伺服电机的性能要求。
3. 国家标准：不同国家可能有自己的标准和规范，规定了伺服电机的性能和精度要求。
这些标准可能由国家标准化机构或相关行业协会制定。
4. 制造商规范：一些伺服电机制造商可能会制定自己的规范和性能标准，以确保其产品满足特定的性能要求。
5. 行业协会规范：有关电机和控制系统的行业协会可能会发布关于伺服电机的性能和精度的指南，以帮助制定行业内的一致标准。
具体的标准和规范可能涉及到伺服电机的多个方面，包括位置控制精度、速度控制精度、扭矩控制精度、动态响应等。
这些标准通常包括测试方法、性能参数的定义以及适用范围等详细信息。
在寻找交流伺服电机精度标准时，建议您查阅相关的国际、国家标准文档、制造商的技术规格和行业协会的指南。
(完整版)位置控制线路
位置控制（又称行程控制，限位控制）线路在生产过程中，如摇臂钻床、镗床、万能铣床和桥式起重机等各种自动或半自动控制的机床设备中，经常要求生产机械运动部件有一定的行程或位置，或者需要其运动部件在一定范围内自动往返循环等，这种控制要求需要由行程开关来实现。
行程控制,又称位置控制或限位控制,是利用生产机械运动部件上的挡铁与行程开关碰撞，使其触点动作来控制电路的接通或断开，以实现对生产机械运动部件的行程或位置上的控制。
1．电气原理图：如图6.14图6。
14位置控制线路2、工作原理分析：(1）电路组成及其作用：1）位置开关SQ1、SQ2常闭触头分别串联在正反转控制电路中,以实现电动机正反转的转换。
2）接触器KM1、KM2分别控制正、反转电路。
(2)原理分析： 合上电源开关QS:1）行车向前运动：L1L2L32）行车向后运动:3）停车：按下SB3。
3、填写元器件清单，如表6．26表6．26 元器件及导线明细表4、画实际布线图（见附表)5、线路检测：(1）主电路接线检查.按电路图或接线图从电源端开始，逐段核对接线有无漏接、错接之处，检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固，以免带负载运行时产生闪弧现象。
（2）控制电路接线检查。
用万用表电阻挡检查控制电路接线情况。
检查时,应选用倍率适当的电阻挡，并调零.①检查控制电路通断。
断开主电路，将表笔分别搭在U11、V11线端上,读数应为“∞”。
按下按钮SB1（或按钮SB2）时，万用表读数应为接触器线圈的直流电阻值(如CJlO一10线圈的直流电阻值约为1800Ω);同时按下停止按钮SB3，万用表读数由线圈的直流电阻值变为“∞"。
②自锁控制线路的控制电路检查。
松开启动按钮SB1（或SB2）,按下KM1（或KM2）触头架,使其常开辅助触点闭合，万用表读数应为接触器线圈的直流电阻值。
同时按下停止按钮SB3，万用表读数由线圈的直流电阻值变为“∞”。
③检查接触器联锁。
同时按下KM1和KM2触头架,万用表读数由“∞”6、通电试车接线后,用万用表自检电路，自检正确后进行空载运行.空载试运转时接通三相电源，合上电源开关，用试电笔检查熔断器出线端，氖管亮表示电源接通。
电流系统位置精度的模糊控制
维普资讯
电液系统位置精度的模糊控制
孙 涛 董 秀株 周福 章
４ １３ ７０９ 洛 阳： 针对 电液位 置控 制 系统 ， 建立 了其数 学模 型 ， 究 了模糊 控 制 嚣在 该场 合 的应 用及 其设 计 ， 研 并在
Ｑ￡ ：
２０ ０ ２年 第 ５
Ｑ＝ Ｓ （ Ｐ ￡ｄＹ＋Ｇ 矗 ） ￡
Ｆ＝Ａ Ｐ １ ＝ ｙ（ ｓ ｍ ＋ｃ＋ｋ ） 厂 ｓ ＋ｌ
型
（ ）
（） ６
则 根据（ ） （ ） （ ） 得圉 ２所 示 的阀控 液压 缸的模 ４ 、５ 、６ 可
一 。
（） １
ｌ ７
ｔ ｅ ｅｅ ｒ ｈｙ ｒ ｕｉ ｏ ｒ ｌｓ ｓｅ ．ａ ａｓｂｅ ｎ ￣ ｑ ｒｄ ｌｅ ｓ ｔｓｖｎ ｆｅ ｔ ｈ ｌｃｔｏ— ｄ ａ ｌ ｃ ｎｔｏ ＇ ｔｍ ｃ ｎｄ ｈ ｅ ｕｉｅ ｂ ａ ｌｆ ｌｇ ｅｆｃ ． Ｋｑ ｒ ｓ ｏｓｔｏ ｙ ｔｍ ； ｆ ｚｙ ｃ ｒ ｌ ｌｃ ｒ ｗｏ ｄ ：ｐ ｉｉｎ ｓ ｓｅ ｕ ｚ ｏｎｔｏ ；ｅｅ ｔｏ～ ｈ ｄｒｕｌ ｙ ｔｍ ｙ ａ ｉ ｓ ｓｅ ｃ
Ｑ￡ ｙ Ｋｃ ＝Ｋ — Ｐ
Ｖ
的场 合 ， 对提 高 位 置控 制精 度具 有 广 阔 的研 究前 景 ：
本文将模糊 控制运 用到 电液 系统 中， 旨在 提高 系统 的
伺服系统的控制方式
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运动控制系统安装调试与运行
（a） 位置控制的目标
FA设备中的“定位”是指工件或工具（钻头、铣刀）等以合适的速度 向着目标位置移动，并高精度地停止在目标位置。这样的控制称为“定 位控制”。可以说伺服系统主要用来实现这种“定位控制”的目的。
定位置控制的要求是“始终正确地监视电机的旋转状态”，为了达到 此目的而使用检测伺服电机旋转状态的编码器。而且，为了使其具有迅速 跟踪指令的能力，伺服电机选用体现电机动力性能的起动转矩大而电机本 身惯性小的专用电机。
b) 卷绕过程中材料断裂时，将因负 载变轻而高速旋转，因此，必须 设定速度限制值。
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机电一体化技术
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运动控制系统安装调试与运行
伺服系统的速度控制特点：可实现“精细、速度范围宽、速度波动小”的运行。
(a) 软起动、软停止功能：可调整加减速运动中的加速 度（速度变化率），避免加速、减速时的冲击。 (b) 速度控制范围宽：可进行从微速到高速的宽范围的 速度控制。（1：1000～5000左右）速度控制范围内 为恒转矩特性。 (c) 速度变化率小：即使负载有变化，也可进行小速度 波动的运行。
因此，伺服系统中的位置精度由以下各项决定。 ➢ 伺服电机每转1圈机械的移动量 ➢ 伺服电机每转1圈编码器输出的脉冲数 ➢ 机械系统中的间隙（松动）等误差
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2、速度控制模式
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运动控制系统安装调试与运行
目标速度变化时，也可快速响应。即使负载变 化，也可最大限度地缩小与目标速度的差异。能 实现在宽广的速度范围内连续运行。
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机电一体化技术
运动控制系统安装调试与运行
科尔摩根定位控制
科尔摩根定位控制
科尔摩根定位控制是指通过科尔摩根伺服驱动器实现精准定位的方法。
其具体步骤如下：
1. 设置伺服电机的内部转矩限制值。
2. 设置值是额定转矩的百分比。
3. 任何时候，这个限制都有效。
4. 设定位置控制方式下定位完成脉冲范围。
5. 本参数提供了位置控制方式下驱动器判断是否完成定位的依据，当位置偏差计数器内的剩余脉冲数小于或等于本参数设定值时，驱动器认为定位已完成，到位开关信号为ON，否则为OFF。
6. 在位置控制方式时，输出位置定位完成信号。
7. 设置值是表示电机从0~2000r/min的加速时间或从2000~0r/min的减速时间。
8. 加减速特性是线性的。
浅议机械加工零件的位置度控制
技术与检测Һ㊀浅议机械加工零件的位置度控制赵永才摘㊀要：零件之间的安装需要其相互位置正确，为了保持批量产品的互换性，所以零件的加工大部分对装配孔的位置度有要求㊂依靠基准的位置度和孔轴配合量来约束装配产品间相对位置正确㊂只有满足了该基本要求，才能保证产品具有互换性及装配件的功能㊂文章从生产要素来进行分析位置度的控制㊂关键词：夹具定位精度，安装力，压紧变形，工艺方法一㊁人的因素操作者自身技能良莠不齐，人的因素在位置度控制中占重要比例㊂分析如下：１．夹具定位安装步骤：安装夹具的定位如果不准（如出现倾斜，偏心，定位面不平等），夹具如果安装不牢（加工中会出现窜动等），这些会都会影响位置度㊂因此需要作业指导书明确夹具的定位要求，譬如定位面的找平要求，夹具的角向要求，车夹具的圆跳动要求，夹具的垂直要求，以及夹具的安装力要求等等㊂２．工件安装步骤：工件安装时导致的位置偏差，在拆下后无法再现其之前位置，也就很难分析是㊂另外即使是同样的工装夹具，不同的人安装，其位置也会不同㊂因此首先要分析工装的重复定位精度是否能满足工艺要求㊂对于某些薄壁类零件，夹紧力是关键因素，一旦在夹紧工件的过程中产生了多余的夹紧变形，即使加工中位置正确，拆下零件后由于零件回复变形前的状态导致位置超差；夹紧力太小则会导致工件加工中移动进而位置超差，因此必须控制工件的夹紧力和压紧点，压紧点必要时做防错处理㊂在安装工件中如果夹具表面残留物导致工件安装垫高也会导致位置超差，因此要控制夹具的清洁度㊂例：某零件定位方式为一面两销，销子为活动销，夹紧方式为四处螺栓压紧（其中两处与销子共用位置），见图１㊂由于两定位销孔和螺栓孔为同一孔，经过跟踪不同操作者操作发现，如在销子定位后用扳手轻微压紧螺栓后立即拆掉定位销，换成２个螺栓带紧，最后用对角线规则将螺栓拧紧，这种方式实际内孔基准跳动为０．５ｍｍ㊂如先用销子定位，后将其余两处螺栓直接按力矩要求拧紧，然后更换销子成螺栓，按力矩拧紧，此时实际内孔跳动为０．０５ｍｍ㊂这是因为在第一种方式下由于加紧力小，拆下销子后工件在重力作用下位置偏移导致㊂图１ 某零件定位方式二㊁机器的因素机床是机械加工的母机，机床自身精度影响着产品的加工精度㊂因此机床的精度需要定期检测㊂机床的精度应当能满足工艺要求，在分析问题时不优先考虑机床因素㊂例：在加工某台阶面上的销子时出现销子孔位置度超差，通过三坐标测量发现连续三件不合格品的位置偏差方向和大小都一致，因此怀疑是机床零点设置错误㊂进而用校准工件零点，但发现零点无问题㊂用标准芯棒对机床精度进行检测发现机床的主轴出现倾斜，由于销子所在台阶与基准间高度太大，加工销子孔时机床主轴在低位，此时位置出现了偏移，其偏移量与三坐标测量的偏差值一致㊂该问题在机床修理后解决㊂三㊁料的因素料指的是物料，在机加中指毛坯㊂毛坯的影响主要在于以下几点：①毛坯材料牌号㊂不同材料具有不同特性如弹性模量，抗拉强度等㊂材料切削性能也有差异，要充分考虑材料在切削时是否会产生加工变形等，对于易变形材料，往往需要在工艺上进行设计以避免最终的变形导致的位置度超差，如加工分粗精加工甚至半精加工，精加工前可能需要去应力热处理工序等㊂②毛坯状态㊂此处指铸件㊁锻件㊁冷拉料或热轧料㊁管料等㊂毛坯状态不同也决定其内部残余应力不同，进而影响工艺的安排及精加工时位置度的控制㊂③零件的粗加工状态㊂此处指的是对于薄壁件而言，其粗加工工序是否将大余量切除掉，对于有破边的特征是否已经将破边处加工开㊂工艺安排应当尽可能地使工件会产生应力巨变的特征进行粗加工，避免导致精加工时有突然增加的额外应力而使产品变形及位置度超差㊂四㊁法的因素法是工艺方法㊂①加工方式不同其产品位置精度不同，如镗削的位置精度大于铣削，铣削大于钻削㊂②工艺中的余量编排影响，粗加工时应在满足加工余量的前提下尽可能地去除材料以释放应力㊂③对于加工变形件在精加工前须消除之前的变形，避免精加工的压紧变形㊂④对于残余内应力大的产品需要增加去应力热处理工序或进行自然时效处理㊂⑤工件的压紧方式和压紧力需避免增加压紧变形㊂工艺方法需要根据不同的产品结构和材料等去逐一分析，也需要对加工中的数据进行跟踪和处理并以此优化工艺㊂五㊁刀具夹具刀具夹具的影响体现在：①刀具的安装精度，如跳动，垂直等㊂②刀具的悬伸长度及刚性影响加工中的让刀等㊂③刀具的切削参数如线速度，吃刀量，进给量㊂④夹具的定位精度㊁磨损情况㊁清洁度等㊂六㊁结语文章分析了生产要素在位置度控制中的作用并列举部分实例以说明，着重分析了人的因素，因为人的因素最为多变，最难控制，望文章能给同行一些参考㊂参考文献：［１］左敦稳，黎向峰．现代加工技术［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００９．［２］王兴超，刘一．薄壁零件加工变形控制方法研究［Ｊ］．中国新技术新产品，２０１５（８）：７４．作者简介：赵永才，南京航鹏航空系统装备有限公司㊂９９１。
国家开放大学电大《机电一体化系统》机考二套标准试题及答案1
国家开放大学电大《机电一体化系统》机考二套标准试题及答案1国家开放大学电大《机电一体化系统》机考二套标准试题及答案盗传必究第一套一、判断题（每题2分，共28分）1.机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科。
T2.PWM三个自由度关节坐标式机器人一定具有三个转动关节并且三个关节轴线是平行的。
F3.PWM执行机构是机器人完成作业的机械实体，具有和手臂的动作功能，是可在空间抓放物体或进行其它操作的机械装置。
T4.PWM铣削加工中心可完成镗、铣、钻、攻螺纹等工作，与普通数控镗床和数控铣床的区别之处主要在于，它附有刀库和自动换刀装置。
T5.FMS通过简单的软件系统变更，便能制造出某一零件族的多种零件。
T6.FMS三维扫描仪是融合光、机、电和计算机技术于一体的高新科技产品。
T7.在机电一体化系统中，通过提高系统的阻尼能力可有效提高系统的稳定性。
T8.滚珠丝杠副在使用过程中，除了要求本身单一方向的传动精度较高以外，还对其轴向间隙有着严格的要求，从而保证其反向的传动精度。
T9.敏感元件不可直接感受被测量，以确定关系输出某一物理量，如弹性敏感元件将力转换为位移或应变输出。
F10.灵敏度(测量)是传感器在静态标准条件下输入变化对输出变化的比值。
T11.PWM信号一般可由单片机产生。
T12.PWM伺服控制系统的比较环节是将系统的反馈信号与输入的指令信号进行比较，以获得输出与输入之间的偏差信号。
T13.PWM无论采用何种控制方案，系统的控制精度总是高于检测装置的精度。
F14.PWM计算机控制系统由硬件和软件两大部分组成。
其中，硬件主要由计算机主机、接口电路、输入/输出通道及外部设备等组成。
T二、单项选择题（每题3分，共30分）15.机电一体化系统的基本功能要素之一接口的基本功能是（）正确答案：以上三者16（）测距是借助三角形几何关系，求得扫描中心到扫描对象的距离，激光发射点和电荷耦合元件（）接收点位于高精度基线两端，并与目标反射点构成一个空间平面三角形。
工控机加伺服位置控制方案
对整个系统进行综合测试， 检查系统是否能满足项目需 求。
优化与改进流程
01
问题分析与解决
在测试过程中，如果发现系统存 在问题，需要对问题进行深入分
析，找出原因并解决。
03
改进建议
根据实际需求和测试结果，提出 对系统的改进建议，如优化算法
、改进硬件设计等。
02
性能优化
根据测试结果，对系统的性能进 行优化，提高系统的响应速度和
高精度
工控机加伺服位置控制方案采用 数字信号进行控制，具有更高的 精度和分辨率，能够实现微米级
甚至纳米级的位置控制。
高稳定性
伺服系统具有快速响应、高稳定性 等特点，能够适应各种复杂环境， 确保位置控制的稳定性和可靠性。
可扩展性
工控机加伺服位置控制方案采用模 块化设计，便于扩展和升级，能够 根据不同应用场景进行定制化配置 。
THANKS
感谢观看
对于需要高精度控制的应用场景，如微米级甚至纳米级的位置控 制，伺服系统的性能和稳定性成为关键瓶颈。
工控机与伺服系统兼容问题
不同品牌和型号的工控机和伺服系统可能存在兼容性问题，如通信 协议不匹配、数据传输延迟等。
系统复杂性和调试难度
随着工业自动化程度的提高，整个控制系统的复杂性和调试难度也 在增加，对技术人员的要求越来越高。
的控制。
03
市场需求增长
随着工业自动化和智能制造的普及，工控机加伺服位置控制方案的市场
需求将不断增长，同时对方案的性能、可靠性和成本也将提出更高的要
求。
未来方案优化与改进方向分析
• 控制算法优化：未来，工控机加伺服位置控制方案的控制算法将得到进一步优 化，以提高控制精度、响应速度和控制稳定性。
基于滑模变结构的表面式永磁同步电机速度与位置控制
基于滑模变结构的表面式永磁同步电机速度与位置控制一、本文概述本文旨在探讨基于滑模变结构的表面式永磁同步电机（Surface-Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor, SPMSM）速度与位置控制的研究。
滑模变结构控制作为一种先进的非线性控制方法，具有快速响应、强鲁棒性和易于实现等优点，在电机控制领域得到了广泛应用。
SPMSM作为一种高性能的电机类型，具有高功率密度、高效率和优良的动态性能，因此在工业自动化、电动车辆和航空航天等领域具有广泛的应用前景。
本文将详细介绍基于滑模变结构的SPMSM速度与位置控制策略，包括滑模变结构控制的基本原理、SPMSM的数学模型、滑模控制器的设计以及实验验证等方面。
通过理论分析和实验研究，本文旨在揭示滑模变结构控制在SPMSM速度与位置控制中的有效性，并为其在实际应用中的推广提供理论依据和技术支持。
本文还将对滑模变结构控制在实际应用中可能遇到的问题和挑战进行探讨，以期为未来相关研究提供参考和借鉴。
二、滑模变结构控制理论基础滑模变结构控制（Sliding Mode Variable Structure Control，简称SMVSC）是一种非线性控制方法，具有对系统参数摄动和外部干扰不敏感的特性，因此在电机控制领域得到了广泛应用。
SMVSC的核心思想是通过设计合适的滑模面和控制律，使系统状态在滑模面上做滑动运动，从而实现对系统的高性能控制。
对于表面式永磁同步电机（Surface-Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor，简称SPMSM）的速度与位置控制，滑模变结构控制能够有效地处理系统中的不确定性和非线性因素，提高系统的鲁棒性。
在SPMSM的控制中，滑模面通常设计为电机速度和位置的函数，通过调整控制律使得系统状态在滑模面上滑动，从而实现速度和位置的精确控制。
鲁棒性强：滑模变结构控制对系统参数摄动和外部干扰具有很强的抑制能力，因此在实际应用中能够保持良好的控制性能。
使用LabVIEW进行运动控制实现精准的位置和速度控制
使用LabVIEW进行运动控制实现精准的位置和速度控制近年来，随着工业自动化的快速发展，运动控制技术在各个领域的应用日益广泛。
而LabVIEW作为一种强大的图形化开发环境，可以帮助工程师们实现精准的位置和速度控制，具有很高的实用性和灵活性。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行运动控制，实现精准的位置和速度控制。
一、LabVIEW简介LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种用于快速进行系统测量和控制的图形化开发环境。
它允许使用者通过图形化编程而非传统的文本编程方式来开发应用程序，极大地提高了开发效率和易用性。
二、运动控制基础知识在进行实际的运动控制之前，我们首先需要了解一些基本的运动控制概念。
1. 位置控制：即控制物体在运动过程中的位置，使其精确地到达目标位置。
2. 速度控制：即控制物体在运动过程中的速度，使其按照既定速度运行。
3. 加速度控制：即控制物体在运动过程中的加速度，使其具有平稳的加速和减速过程。
三、LabVIEW中的运动控制LabVIEW提供了丰富的运动控制函数和工具箱，使得进行精准的位置和速度控制变得更加简单和便捷。
1. 运动控制模块（Motion Control Module）：该模块提供了一系列用于控制运动装置的函数和工具箱。
我们可以通过该模块实现对电机、伺服、步进驱动器等设备的运动控制。
2. 实时运动控制器（Real-Time Control Module）：该模块基于实时操作系统RTX和硬实时通信，实现了精确的实时运动控制。
能够满足更高精度、更快速度的运动要求。
四、使用LabVIEW进行位置控制下面以步进电机为例，介绍如何使用LabVIEW进行位置控制。
1. 配置硬件：将步进电机与控制器连接，并确保硬件配置无误。
2. 创建控制程序：在LabVIEW中创建一个新项目，选择合适的步进电机控制器和驱动器。
odrive位置环控制
odrive位置环控制
在控制中，位置环是指一个控制回路，它的主要目的是控制一个系统或设备的位置。
在这个回路的反馈路径中，系统会不断地比较实际位置和目标位置，然后根据误差信号来调整系统的输出。
这个过程会一直持续，直到实际位置和目标位置之间的误差被减小到可接受的范围。
在odrive中，位置环控制是通过控制器实现的。
控制器会根据系统的当前位置和目标位置，以及一些其他参数（如系统的动态特性和环境因素），计算出一个合适的控制信号，以使系统能够快速、准确地达到目标位置。
要启用odrive的位置环控制，需要设置相关的参数和配置。
具体设置步骤因odrive的型号和版本而异，建议参考odrive的官方文档或与odrive的技术支持团队联系以获取更详细的指导。
总的来说，odrive的位置环控制是一种有效的技术，可以帮助您精确地控制系统的位置。
通过合理地调整控制器的参数和配置，您可以获得更好的系统性能和更准确的定位精度。
11.液压位置控制系统
位置环的开环传递函数为：
Y Ep
s(sh2'2
KV'
2 '
h
h'
s 1)
KV'
Ki K f Ka KV A(1 Bc Ka KV K fp
/ A2 )
２、优缺点
优点：阻尼比明显提高，最的阻尼
比由 v 及 h 之间的差距决定。
缺点：开环、闭环刚度下降，干扰 力引起的误差增加。
此外电液位置系统的校正方式还有 动压反馈、组合压力反馈等。
易产生极限环；振荡。所以，应尽量
增大相位裕量，使 () 90o ；
（３）系统对参数的变化比较敏感， 开环增益变化均影响系统的稳定性。
二、加速度和速度负反馈校正 １、作用：提高阻尼比
用加速度计测取加速度信号， 反馈到伺服阀的输入端。
由上图知加速度负反馈回路闭环 传递函数为：
Y E
s(
s2
h2
K0
精度，需提高开环增益 KV ，两者都要受 h 的
限制（ KV 、 c上升，则 h 下降。
由于h 与Ａ成正比，应选择较大的Ａ，外
干扰产生的误差与 Kce /(KV A2 ) 成正比，也要求较
大的Ａ，但大尺寸要求较大的伺服阀，使系统功
率加大，效率降低 （ pL大，流量增益减小，要求
Ａ大）。 b、满足驱动负载的要求
液压位置伺服系统应选择具有高的压力增益 和恒定流量增益的流量伺服阀，选择足够尺寸的 液压执行机构。
第四节 系统的校正
为了设计高性能的位置系统，常采用校正 的方法来做到。
一、滞后校正
１、作用：抬高低频段的增益，降低系统的稳态 误差。
校正环节的传递函数为：
Wc (s)
高精度位置伺服微机控制系统设计
高精度位置伺服微机控制系统设计摘要：本文针对高精度位置伺服微机控制系统的设计进行了研究。
首先，介绍了高精度位置伺服控制系统的原理和结构，然后详细讨论了系统中PID控制器的设计方法，最后，通过实验验证了系统的控制效果和稳定性。
实验结果表明，该系统能够实现高精度位置伺服控制，同时表现出较好的鲁棒性和适应性，具有一定的实用价值。
关键词：高精度位置伺服控制，PID控制器，微机控制一、引言高精度位置伺服控制系统是一种常见的微机控制系统，广泛应用于工业生产和科学研究等领域。
该系统主要用于控制运动设备的位置、速度和加速度等参数，以实现高精度控制和稳定运转。
PID控制器是该系统中最常用的控制器之一，具有结构简单、参数易调节等优点，广泛应用于工业自动化控制领域。
本文针对高精度位置伺服控制系统的设计进行了研究，主要包括以下几个方面：首先，介绍了高精度位置伺服控制系统的原理和结构；然后详细讨论了系统中PID控制器的设计方法；最后，通过实验验证了系统的控制效果和稳定性。
二、系统原理和结构高精度位置伺服控制系统通常由运动控制器、驱动器和伺服电机等组成。
其中，运动控制器是系统的核心部件，主要负责数据采集、控制命令执行和保护等功能。
驱动器则用于将控制命令转化为电信号，驱动伺服电机实现运动目标。
高精度位置伺服控制系统的原理是，通过测量伺服电机的运动轨迹、速度和加速度等参数，将实际运动状态反馈给运动控制器。
控制器与运动目标的误差相比较，再调整控制命令，通过伺服电机控制运动目标的状态，最终实现高精度位置伺服控制。
三、PID控制器设计PID控制器是高精度位置伺服控制系统中最常用的控制器之一，主要由P（比例）、I（积分）和D（微分）三部分组成。
其中，比例部分主要用于补偿偏差，积分部分用于积累偏差，微分部分用于抑制超调。
PID控制器的数学公式如下：u(t) = Kp*e(t) + Ki*∫e(t)dt + Kd*de(t)/dt其中，e(t)表示目标值与实际值之间的偏差，u(t)则表示控制器输出的控制信号，Kp、Ki和Kd分别是比例、积分和微分系数，根据实际情况调整。
位置精度的检验原理和方法
位置精度的检验原理和方法
位置精度的检验原理和方法主要有以下几种：
1. 实地检测法：在实际场地进行实地测量，包括使用全球卫星定位系统（GPS）或其他测量仪器进行测量。
通过比较实测结果与目标位置来检验位置精度。
2. 控制点法：在目标位置设置一定数量的控制点，然后使用测量仪器进行测量。
通过计算控制点与目标位置之间的偏差来评估位置精度。
3. 统计方法：通过统计多次测量的结果，计算位置偏差的平均值和标准差来评估位置精度。
常用的统计方法包括均方根误差（RMSE）和标准差。
4. 模拟方法：使用仿真软件或模型来模拟目标位置，并将实际测量数据与模拟结果进行对比。
通过比较实际测量值与模拟值之间的差距来评估位置精度。
5. 引用法：参考已知位置精度较高的对象，如地理参考系统（GIS）数据、地图数据、卫星测量数据等，将其作为参考对象进行对比以评估位置精度。
需要注意的是，不同的测量方法和原理适用于不同的场景和要求，选择适合的方法进行位置精度检验是十分重要的。
FOC如何实现精准控制
近年来，随着无刷直流电机（BLDC）大规模研发和技术的逐渐成熟，驱动系统也在不断的日益完善，在现实中的应用也是越来越多，其中包括工控电机、医疗设备，家用电器等领域。
同样的，永磁同步电机也被越来越多的厂商所关注，譬如在轴流风机、空调风机、汽车动力驱动及转向等，都能找到它们的身影。
做控制的人都知道，任何的电机控制，无非有以下三种不同的控制目标：1）位置控制：想让电机转多少度它就转多少度；2）速度控制：想让电机转多快它就转多快；3）力矩控制：想让电机出多少力它就出多少力；无论作为哪种控制目标，都无非是一个闭环，还是两个、三个闭环的区别。
以永磁同步电机作为例子，目前永磁电机常用的电机控制方式有三种：PWM控制（方波控制），SPWM控制（电压正弦控制），以及FOC控制（磁定向矢量控制）。
PWM控制电流大、控制差、噪声也很大，SPWM控制采用电压正弦式控制，虽然噪声稍小，但控制一般，对成本也比较敏感，在同样变负载、动态响应要求高的应用，效果不好。
那么，FOC控制如何呢？1）当负载变化时，速度响应快速而；2）马达的瞬时效率得到优化；3）通过瞬时力矩控制能实现位置控制；FOC磁定向控制，采用正弦波的控制方式，启动比较平稳，不仅解决了方波控制带来的噪声问题，而且它的控制方式是按照某种设定的关系分配的。
通过将电机定子电流分解为励磁电流和转矩电流，从而能够在很大程度上提高电机速度控制的精准度。
同样的，相比方波控制、电压正弦控制，FOC矢量控制的控制，相比前面的两者高出20倍以上，同时它的噪声、控制多样化、算法也为复杂，适用于更多性能要求高的场合。
FOC能精准控制磁场大小和方向，使电机转矩平稳、效率高，并且能够高速动态响应。
通过对电流大小的精准控制，能够实现电机转速5%~100%无级可调。
永磁同步电机，相比交流感应电机、变频电机等，因为以电子换向器取代了机械换向器，所以需要使用到驱动器的驱动电路。
而永磁电机的换向电路，由驱动及控制两部分组成，是密不可分的。
汇川位置模式参数
汇川位置模式参数摘要：一、引言二、汇川位置模式参数介绍1.参数定义与作用2.参数分类三、参数设置与优化1.参数设置方法2.参数优化策略四、参数对系统性能的影响1.参数对位置控制精度的影响2.参数对系统稳定性的影响五、总结正文：一、引言汇川位置模式参数是汇川伺服电机系统中一个重要的概念，它直接影响着系统的性能。
本文将对汇川位置模式参数进行详细介绍，包括参数定义与作用、参数分类，以及参数设置与优化等内容。
二、汇川位置模式参数介绍1.参数定义与作用汇川位置模式参数是用于描述伺服电机在位置控制模式下工作状态的一组参数。
它包括位置环带宽、积分时间常数、比例增益等。
这些参数主要用于设定伺服电机的运动特性，如速度、位置等，以满足不同控制需求。
2.参数分类汇川位置模式参数主要分为以下几类：（1）速度控制参数：包括速度环带宽、积分时间常数等，用于设定伺服电机的速度特性。
（2）位置控制参数：包括位置环带宽、积分时间常数、比例增益等，用于设定伺服电机的定位精度。
（3）其他参数：如轴制动、零漂抑制等，用于设定伺服电机的其他工作特性。
三、参数设置与优化1.参数设置方法在设置汇川位置模式参数时，需要根据实际应用场景和需求进行调整。
一般可以通过以下方法进行参数设置：（1）参考说明书：根据伺服电机的型号和厂家提供的说明书，查找相关参数的默认值和调整范围。
（2）系统调试：在实际应用中，通过观察伺服电机的运动状态，如速度、位置等，对参数进行逐步调整，直至满足性能要求。
2.参数优化策略在调整汇川位置模式参数时，可以采取以下策略进行优化：（1）先整体后局部：先调整整个参数组，观察系统性能变化，再针对具体问题进行局部参数调整。
（2）逐步逼近：在调整参数时，逐步逼近目标值，避免大幅度调整，以减小系统波动。
（3）结合实际应用：根据实际生产过程中的需求，对参数进行优化，提高系统性能。
四、参数对系统性能的影响1.参数对位置控制精度的影响汇川位置模式参数的调整会直接影响伺服电机的定位精度。
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控制器A的“比例+前馈”输出u(a)为：
u(a) Kvf k Kaf k k 1 K p1 e(k )
k 其中，Kvf为速度前馈系数；Kaf为加速度前馈系数； 为指令坐标增量，即指令速度； k k 1为指令速 度增量，即指令加速度；Kp1为比例控制系数，e(k)为 当前采样周期的跟随误差值。
（a）尖角轮廓
（b）圆弧轮廓
使用和不使用前馈控制的加工轨迹
B 过程要求尽可能无超调，所以撤消前馈作 用，只采用比例控制，控制器B输出u(b)为：
u(b) K p1 e(k )
C过程是位置保持阶段，为保证系统定位精度， 提高系统对微小扰动的抗干扰灵敏度 ，采用 PID控制，控制器C输出u(c)为：
其中，ε为跟随误差门限值。
指令 位置 －
知识决策机
e
控制器A
控制器B 控制器C u 伺服单元
智能PID控制器
在过程A，由于进给速度较大，反映在工件上 会产生较大的轨迹误差，提高系统位置环增 益，可以减小该类误差。但是单纯提高增益， 会影响系统的稳定性。为了减小静态误差， 改善伺服轴实际位置对指令位置变化的跟踪 能力，提高响应的快速性，引入“比例+前馈” 复合控制。 这种控制方式在理论上可以完全消除系统的 静态位置误差、速度与加速度误差，以及由 一定的外界扰动所引起的误差，即实现完全 的“无差调节” 。
对于直线运动轴，滚珠丝杠运动副的精度较高，采用单 方向螺距误差补偿可以达到设计和使用要求。
对于采用蜗轮蜗杆副作为减速和分度执行部件的数控转台， 在同一坐标区间内，向正反两个方向运动时，其螺距误差值 差别较大。若也象直线运动轴那样，只采用单方向螺距误差 补偿，补偿效果并不理想，因此，理想的数控转台误差补偿 应该向正反两方向补偿。
指令坐标 IPi IPi Pi , i 0
反向间隙补偿
Y Y
指令位置增量Δ I=0？
N
本次和上次的Δ I符号相同？
N Δ I的符号>0？ N
间隙补偿：指令位置增量-σ 返回
Y
间隙补偿：指令位置增量+σ
反向间隙补偿原理
7.3.2 丝杠螺距误差补偿/光栅尺误差补偿
螺距误差补偿是半闭环数控系统的关键功能之一，是提高 系统定位精度的主要手段之一。
总体来看，数控系统伺服轴的运动可以分为三种 典型过程： 过程A：伺服轴快速进给，此时，根据插补程序计 算出的跟随误差具有较大值。 过程B：包括伺服轴低速进给、加速过程的初始阶 段和减速过程的末尾阶段，此时，根据插补程序计 算出的跟随误差具有较小值。 过程C：伺服轴处于进给保持阶段，插补程序计算 出的指令位置增量为零。 为了使各个伺服轴在任何一个工作过程中处于最 佳状态，在不同的位置控制过程中，PID控制算法 和控制参数也应该不同。
u(c ) K p 2 e(k ) K i e( j ) K d [e(k ) e(k 1)]
j 0 Cd
其中Kp2为比例控制系数，Ki为积分控制 系数，Kd和开环系统中。 7.3.1 反向间隙补偿 机械传动副在改变运动方向时，由于间隙的存 在，会引起伺服电机空走而没有工作台的移动， 这种情况又称为失动。在半闭环系统中，反向 间隙对机床的加工精度具有很大的影响，必须 加以补偿。 在系统位置控制程序的计算反馈位置增量的模块 中，利用反向间隙值对指令位置增量进行修改， 从而实现系统的反向间隙补偿。
采用跟随误差E作为最主要的推理信息，并采用 延时计数器counter控制过程Ｂ的过渡时间。
推理决策机表达式为： IF E>εTHEN controller A and counter=Cd ELSE IF counter≠0 THEN controller B and counter=counter-1 ELSE controller C
第七章 位置控制 及坐标补偿
7.1 跟随误差的计算
机床计算机数控系统是一个按跟随误差e控制的 随动系统。 跟随误差是指CNC系统运行中指令位置和实际位 置之间存在的稳态误差。
R 命令位置
ˊ
实际位置 o
Ei
t
跟随误差的计算可以表示为： 跟随误差 = 指令位置 — 实际位置
7.2 位置环的智能PID控制
螺距误差补偿值ΔPi定义如下：
P0 指 令 坐 标 IP0 P0 i 1 Pi Pi Pi 1 区 间 长 度 ，
其中， Pi 为实测机床坐标值， i 为误差补偿 区间索引，i由下式给出： 机床坐标 i INT ABS 区间长度 考虑到正负号因素，系统校正算法如下：
数控系统是一个由速度环、电流环和位置环构 成的复杂的控制系统。 采用伺服单元的速度控制方式时，前两个回路 的控制在全数字交流伺服单元内部完成，位置 环控制在CNC系统软件内实施。 PID控制具有鲁棒性强、算法简洁等优点，非 常适合于毫秒级的计算机实时控制，是目前绝 大多数数控系统采用的基本控制算法。