单轴位置控制系统设计
单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计
单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计引言：太阳能光伏发电已经成为可再生能源中最受关注的一种技术。
光伏发电效率受到太阳光照的影响，传统的固定光伏发电系统效率较低。
为了优化光伏发电系统的效率，设计了一种单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统，能够根据太阳位置自动调整光伏板的角度，最大限度地提高太阳能的利用效率。
一、系统工作原理：该单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统由光敏电阻、测量电路、控制电路和执行机构组成。
光敏电阻负责感应太阳光照强度，传递给测量电路进行电信号转换。
控制电路接收到转换后的信号，并与事先设定的峰值进行比较。
然后，根据比较结果来控制执行机构，使光伏板按需自动调整角度。
二、光敏电阻的选择：光敏电阻是该系统中最重要的一个元件，因为它直接影响到系统的准确度和稳定性。
在选择光敏电阻时，需要考虑以下因素：光敏电阻的特性曲线、光敏电阻的响应时间、光敏电阻的阻值范围等。
一般建议选择具有较高灵敏度和稳定性的光敏二极管。
三、测量电路设计：测量电路的作用是将光敏电阻的电信号转换为适合控制电路处理的电信号。
测量电路一般由信号放大器、滤波器和模数转换器构成。
信号放大器用于放大光敏电阻产生的微弱电信号，滤波器用于去除噪声和杂散信号，模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号。
在设计过程中，需要合理设置放大系数和滤波参数，以确保测量电路的准确性和稳定性。
四、控制电路设计：控制电路是系统的核心部分，其功能是根据光敏电阻测量电路输出的信号，与事先设定的峰值进行比较，并根据比较结果来控制执行机构进行角度调整。
控制电路一般由比较器、运算放大器和逻辑电路构成。
比较器用于将输入信号与参考信号进行比较，运算放大器用于放大比较结果的差别，逻辑电路用于判断角度调整方向，并控制执行机构的运动。
五、执行机构设计：执行机构是该系统中最关键的部分，其功能是根据控制电路的指令，使光伏板按需自动调整角度。
常见的执行机构有两种：电动执行机构和气动执行机构。
单轴运动的概念及操作步骤
单轴运动是物体沿着一个轴线进行直线运动的过程。
在机械控制和运动控制中，单轴运动广泛应用于各种工业设备和机械系统中。
下面是单轴运动的一般操作步骤：
确定运动轴和方向：首先确定需要进行单轴运动的轴线，以及该轴线上的正方向。
这可以根据设备的设计和要求来确定。
设置速度和加速度：根据具体应用的需求，设定单轴运动的速度和加速度参数。
速度控制了物体在单位时间内运动的距离，而加速度则控制了物体的加速或减速过程。
设置运动模式：选择适合应用的运动模式，例如恒速运动、加速度运动、减速运动等。
这取决于物体的运动需求和应用场景。
启动运动：通过控制器、电机或其他控制设备，启动单轴运动。
可以通过按钮、开关或者计算机界面来实现控制。
监控和调整：在运动过程中，监测物体的运动状态和位置，根据实际需求进行调整。
可以通过传感器、编码器或其他测量设备来获取物体位置和速度信息，并进行闭环控制。
停止运动：在达到预定的位置或者时间后，停止单轴运动。
可以通过控制设备断电、减速或者切换到其他运动模式来实现停止。
需要注意的是，单轴运动的具体实施和操作步骤可能因设备和系统的不同而有所差异。
以上仅为一般概述，具体操作步骤应根据实际情况进行调整。
单轴控制器使用手册
单轴运动控制器操作手册目录一与外部驱动器及IO（输入输出）接线图 (4)二用户管理操作 (5)三系统参数设置 (6)四IO（输入输出）设置 (7)五系统自检操作 (10)六手动操作 (12)七编程操作 (14)八自动执行 (17)九指令详解 (18)十电子齿轮计算及公式 (20)十一编程案例 (23)十二常见问题及处理 (28)一与外部驱动器及IO（输入输出）接线图1.控制器与步进驱动器或伺服驱动器的连接（红色线为1号线）2.IO（外部开关及继电器）的接线图（红色线为1号线）注：因输入采用低电平有效，若选用光电开关，则需要选择NPN型。
二用户管理操作注意：所有重要参数只有用户登录以后才可修改保存。
防止他人随意更改参数，影响加工质量。
从主画面进入参数设置，并进入用户管理，进行密码输入。
输入用户密码，按确认键，若输入正确，则提示“用户登陆成功”，否则提示“密码错误，请重新输入”。
用户密码出厂值为“123456”。
用户登录成功后，则可进行加工参数的修改保存。
否则加工参数不可修改保存。
若进入此界面后，提示“用户已登录！”，表示用户登录成功。
然后直接按退出按键，对系统参数及IO设置进行编辑，编辑完成，再次进入用户管理，并选择用户退出，按确认键，当前参数设置里的内容全部不可更改。
若需要修改，再次进入用户管理进行登录。
注：用户密码可以修改。
但是必须要记忆下新设的密码，否则加工参数将不可修改保存。
三系统参数设置从主界面的参数设置里进入系统参数，通过移动光标，对光标所在位置进行数据修改。
共分两屏，按“上页”“下页”键切换。
控制参数修改完毕可进入速度参数界面进行速度的参数修改，共2屏，修改方式同上。
修改完成后，按参数保存进入参数保存界面，按确认键对当前修改完成的数据进行保存。
若保存成功则提示“参数保存成功”。
注：加工过程中禁止进行参数保存。
按空格键，可将当前参数值清零。
当设定的速度值小于启动速度时，则速度值为启动速度。
码垛机单轴功能HMI界面设计及调试
任务三：码垛机单轴功能HMI界面设计及调试
二、HMI界面设计
4. 关联变量
（3）“反转启动”按钮按下功能设置为“置位 位” ，关联PLC中的“反转启动”变量 （4）“反转启动”按钮释放功能设置为“复位 位” ，关联PLC中的“反转启动”变量
任务三：码垛机单轴功能HMI界面设计及调试
二、HMI界面设计
基本对象：不是功能性元件，只是用来显示变量的变化 ➢ 线、圆、椭圆、矩形：可以用来指示变量的状态变化
（动态化闪烁和颜色变化）（位，字节，字，双字） ➢ 文本域：解释说明的作用 ➢ 图形：可以用作背景
任务三：码垛机单轴功能HMI界面设计及调试
二、HMI界面设计
2. 添加按钮
元素：功能性元件，产生事件 ➢ .符号IO域：根据变量值的变化显示不同的文字 ➢ 图形IO域：根据变量值的变化显示不同的图片 ➢ 按钮：画面切换（单击），直接控制“位”（按下+释放）
（位） ➢ 开关：作用类似按钮，但是具有开关作用，开的时候置位位，
关的时候复位位（打开+关闭）（位） ➢ IO域：输入/出域，可以改写变量的值同时显示变量值（字节，
字，双字）
任务三：码垛机单轴功能HMI界面设计及调试
二、HMI界面设计
2. 添加按钮
在“坐标轴X”画面中添加3个 按钮，分别为正转启动、反转启动 和停止。
4. 关联变量
（5）“速度”输入框 ，关联PLC中 的“速度百分比”变量，属性设置 显示格式。
任务三：码垛机单轴功能HMI界面设计及调试
三、程序调试
1. 下载程序 下载程序到控制中，监控程序运行
2. 触摸屏上输入速度百分比，查看程序 中速 度的输出值 3. 变频器使能保持输出状态
数控机床实验报告——单轴电机运动控制
数控机床实验报告——单轴电机运动控制实验姓名：学号：一实验目的理解运动控制系统加、减速控制的基本原理及其常见实现方式（T曲线模式、S曲线模式），理解电子齿轮的相关概念和应用范围，掌握实现单轴运动各种运动模式的方法和设置参数的含义二实验设备1.四轴运动开发平台2.GT-400-SV卡一块3.PC机一台三实验步骤3.1 S曲线模式运行实验1. 打开运动控制平台实验软件，点击界面下方“单轴电机实验”按钮，进入单轴运动控制实验界面；2. 在电机选择栏中，选择“1轴”为当前轴，电机控制模式设置为“模拟电压”，表示控制信号为模拟电压；3. 在控制模式选项卡中点击“S曲线模式”，设置S曲线模式参数如下：加加速度 0.0001 Pls/ST^3加速度 0.03 Pls/ST^2速度 10 Pls/ST目标位置 60000 pulse4. 点击开启轴按钮，使电机伺服上电，确认参数设置无误后，点击运行按钮，此时观察到运动控制平台上电机开始运动；5. 单轴运动停止后，观察界面左侧显示区中电机运行速度、加速度及位移曲线，曲线如下图（图1）所示。
6. 改变加加速度的参数值，设置参数如下：加加速度 0.001 Pls/ST^3加速度 0.03 Pls/ST^2速度 10 Pls/ST目标位置 60000 pulse7.开启轴，运行电机，界面左侧显示区中电机运行速度、加速度及位移曲线如下图（图2）所示。
8.改变加速度的参数值，设置参数如下：加加速度 0.0001 Pls/ST^3加速度 0.2 Pls/ST^2速度 10 Pls/ST目标位置 60000 pulse9. 开启轴，运行电机，界面左侧显示区中电机运行速度、加速度及位移曲线如下图（图3）所示。
图1 S曲线模式（加加速度0.0001 加速度0.03）10. 比较并分析不同参数设置对S 曲线运动模式的影响。
① 改变加加速度，比较图1与图2，速度-时间曲线中，当加加速度越大时，加速和减速的时间越短，加速度-时间曲线的峰值越大，速度突变越明显，越容易发生刚性冲击。
运动控制系统—CBB规划
表现形式
PCB、文档
文档
PCB、文档
文档 PCB、程序代码、
文档 文档 技术文档
软件、文档 技术文档 PCB、软件、文档 PCB、文档 软件、文档
数字滤波算法；系统的量测噪声及消除；消除量测噪声的滤波器设计
软件、文档
消除尖峰干扰；最小方差控制
利用网络的远程控制系统的实现（软件实现方式；硬件实现方式）
分解器： RDC转换器；分解器误差和多速分解器 电荷耦合图像传感器
激光式数字传感器：激光相位调制式传感器；干涉条纹的辨向和细分技术 位置和速度传感器的选型办法 可编程逻辑控制器 微处理器、数字信号处理器 通用运动控制器 运动控制器的选型原则和办法
速度最优化设计文档；齿轮速率最优化设计文档 闭环伺服系统性能分析文档 闭环伺服系统的设计文档
电机正反向线性模型辨识、电机非线性摩擦力矩模型辨识文档 PID控制实现（离散化的PID控制律、选择PID控制器参数）模块
PD 串联校正、速度负反馈和复合控制实现方式的选用办法 测速电机直接模拟量负反馈模块
测速电机测量电压A／D转换后的速度负反馈模块 光电编码器位置信号差分近似速度反馈模块
多自由度机械臂实验平台（二、三、四、五、六） 机械臂工作空间分析、机械臂运动学解求解及软件实现 坐标空间运动路径规划算法、直线插补和圆弧插补方法与实现
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
28
29 30 31
32 33
类型划分 执行电机、驱动
器
传感器模块
控制器模块 运动控制系统设 计文档和技术总
实验五 步进电机单轴定位控制实验
方向信号 (a) 脉冲＋方向 (b) 正脉冲＋负脉冲 实验五 步进电机单轴定位控制实验一、实验目的1. 学习和掌握步进电机及其驱动器的操作和使用方法；2. 学习和掌握步进电机单轴定位控制方法；3．学习和掌握PLC 单轴定位模块的基本使用方法。
二、实验原理步进电动机是一种将电脉冲信号转换为相应的角位移或直线位移量的机电执行元件，即步进电动机输入的是电脉冲信号，输出的是角位移或直线位置。
每给一个脉冲，步进电动机转动一个角度，这个角度称为步距角。
运动速度正比于脉冲频率，角位移正比于脉冲个数。
步进电动机典型控制系统框图如图1-2-9所示。
图1-2-9 步进电动机典型控制系统框图位置控制单元可根据需要的频率和个数以及设定的加减时间控制步进电动机运动。
由于步进电动机需要正反转运动，因此定位单元的输出脉冲形式有“脉冲＋方向”和“正脉冲＋负脉冲”两种，它们均可控制步进电动机正反转运动。
输出脉冲形式通过参数设定来选择。
其脉冲形式如图1-2-10所示。
图1-2-10 定位模块的两种输出脉冲形式频 率 （HZ ） 脉冲数（PLS ） f 1S 2 S 3S 1由于步进电动机的电磁惯性和所驱动负载的机械惯性，速度不能突变，因此定位模块要控制升降频过程。
步进电机升、降频过程如图1-2-11。
一般情况下，S 2＝S 3。
图 1-2-11 步进电机升、降频示意图其中：f 1——设定的运行频率，应小于步进电动机的最高频率；S 1——设定的总脉冲个数；S 2——升频过程中脉冲个数，由加速时间和运行频率确定；S 3——降频过程中脉冲个数，由减速时间和运行频率确定。
步进电动机驱动器将位置定位模块的输出脉冲信号进行分配并放大后驱动步进电动机的各相绕组，依次通电而旋转。
驱动器也可接受两种不同形式的脉冲信号，通过开关来选择，定位模块和驱动器的脉冲形式要相同。
另外，为了提高步进电动机的低频性能，驱动器一般具有细分功能，多个脉冲步进电动机转动一步，细分系数一般为1、2、4、8、16、32等几种，通过拨码开关来设定。
单轴转台伺服控制系统电路设计
关 键 词 ： 轴 转 台 ：永磁 同步 电机 ； 能 功 率模 块 ； Ｒ Ｋ ０ 单 智 ＩＭＣ ２ ３
中 图分 类 号 ： Ｐ ９ ； Ｍ３ １ Ｔ ３ １Ｔ ４ 文献标识码 ： Ａ
３ 硬 件 设 计
图 １为 基 于 Ｉ Ｍ Ｋ ０ Ｒ Ｃ ２ ３的 永 磁 同 步 电 机 伺 服 控 制 系 统 结构原理图 。
整 个 系 统 由主 电路 、 制 电路 和 辅 助 电路 组 成 。其 中 主 控
Ｆ ｇ Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ｈ ｅ ｖ ｏ ｔ ｌｓ ｓｅ ｆ ｒＰＭＳ ｉ ．１ ｔｕ ｔ ｒ ｆｔ ｅ ｓ ｒ ｏ ｃ ｎ ｒ ｙ ｔ ｍ ｏ ｏ Ｍ
算 、 ｌｒ 换 等 闭 环 控 制 所 需 的 所 有 功 能 单 元 ． 有 功 能 全 Ｃ ａｋ变 所
调节器参数 、 电流 反 馈 范 围 、Ｗ Ｍ 载 频 等 ） Ｐ 和监 视 系统 状 态 。 因 此 ， 课 题 将 Ｉ ＭＣ ２ ３作 为 主 控 芯 片 进 行 永 磁 同 步 本 Ｒ Ｋ０ 电机伺服控制系统的硬件和软件设计 。
电路 由 电 源 模 块 、功 率 驱 动 电 路 和 永 磁 同 步 电 机 等 组 成 ； 控 制 电 路 由 Ｔ Ｓ ２ Ｆ ８ ２ Ｄ Ｐ和 Ｉ Ｍ Ｋ ０ Ｍ ３ ０ ２ １ Ｓ Ｒ Ｃ ２ ３以及 外 围 电 路 联
三 相 驱 动 电源 输 入 端 Ｖ Ｆ Ｖ Ｆ Ｖ Ｂ与 驱 动 电 源 Ｇ Ｄ Ｕ Ｂ、 Ｖ Ｂ、 ＷＦ Ｎ
ａ ｃ ｕ ｔ ｒ ｎ ＲＭＣ ０ ｓ ｓ ｒ ｏｃ ｎ ｒ ｌ ｒｉ ｐ ｏ ｏ ｅ ｈ ｓｐ ｐ ｒ Ｔ ｅ ｔ ｅ ｈ ｒ ｗ ｒ ｎ ｏｔ ａ ｅ ａ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ａ ｅ ｓ ｔａｏ ｄＩ ａ ａ Ｋ２ ３ ａ ｅ ｖ ｏ ｔ ｌ ｒ ｐ ｓ ｄ ｉ ｔｉ ａ ｅ ． ｈ ｎ， ｈ ａｄ ａ ｅ ａ ｄ ｓ ｆ ｒ ｒ ｅ ｉｎ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏｅ ｓ ｎ ｗ ｏ ｅＰ ２ ８ ７ Ｉ Ｍ ｎ ＲＭＣ ０ ． ｎｔ Ｓ １ ６ ｈ Ｐ ａ ｄＩ Ｋ２ ３
基于PLC的X-Y工作台控制系统设计
序块 下载 到 ＰＬＣ中。
３ 上 位 机 监 控 功 能 的 实 现
图 ４为系 统组 态 画面 。上 位 机选 用北 京亚 控公 司 的 组 态 王 软件 ，打 开 组 态 王 工程 浏 览 器 ．双 击 左 边 部 分
Ｆｉｇ．２ ＰＬＣ ｐｒｏｇｒａｍ ０００脉 冲 ／Ｓ。ＳＴＥＰ７一 Ｍｉｃｒｏ／ＷＩＮ
２００ ｐｒｏｇｒａｍｍ ａｂｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ｔｏｇｅｔ ｈ ｅｒ ｗｉｔｈ ｔ ｈ ｅ ｐｏｓｉｔ ｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍ ｏｄｕｌｅ ｏｆ ｔ３／￣Ｏ—ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎａｌ ＸＹ ｔ ａｂｌｅ ｍｏｔ ｉｏｎ ｃｏｎｔ ｒｏｌ，ａ ｎ ｄ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｔ ｈｅ
ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｇｉｖｅｓ ｔｈｅ １＂ｎａｎ—ｍａｃｈｉｎｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ ｅａｓｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ａ ｎｄ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ．Ｔｈｒｏｕｇ ｈ ｔｈｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｃａ ｎ ｐｒｏ－
运动 到坐 标点 Ｂ，可 以将 两个 坐 标轴 方 向 的距离 分别 填
入一ＰＯＳ，Ｘ轴 方 向 的 速 度 为— 兰： ｖ，Ｙ轴 方 向 的速 、／ｘｚ＋ｙ
ｗｉｒｉｎｇ ｄ￣ ｒａｍ 络 表 和 位 控 指 令 ；② 测 试 位 控 模 块 操 作 。在 ＳＴＥＰ ７一 Ｍｉｃｒｏ／ＷＩＮ 提供 中 一 个 ＥＭ２５３控 制 面 板 ，用 以测 试 输
“设备一 ＣＯＭ１”设 置与 ＰＬＣ的 串 口通 信设 置 。设 置 波 特 率 为 ９６００，无 校 验 ，８位 数 据 ，停止 位 为第 １位 。通信 方 式为 ＲＳ２３２电缆 通信 ，在设 备配 置 向导 中选 择西 门子 ＰＬＣ和 ＰＰＩ通信 方式 。双 击左 边部 分 （下转 第 １２０页）
上海开通数控 KT700B单轴控制器 说明书
输出电路接口如图 1-6 所示。
Y0~Y7 COM1
2- 2
第二章 系统参数说明
五、参数 5：升速时间。 数值范围为 1－－99。 该参数设置电机升速到最高速的时间，单位为 0.1 秒。 对于步进电机来说，
是指电机由静止升速到 20KHZ 的时间；对于伺服电机来说，是指电机由静止升速 到 500KHZ 的时间。对于伺服电机，该值最小为 10。 六、参数 6：降速时间。
接线端子序号 金属壳 2 6 13 5 12 3 10 4 11 8 15
名称 E
VCC AUX2+ AUX2PHZ+ PHZAUX1+ AUX1AUX0+ AUX0CW+
CW-
说明 接屏蔽 电源+5V 输出(MAX 200mA) 辅助输入 2 信号(差动输入) *仅供特殊用户（原 PHA 输入） 编码器 Z 相输入信号(差动输入) *用法详见 2-3 参数 17（原 PHB 输入） 辅助输入 1 信号(差动输入) *仅供特殊用户（原 RXD 输入） 辅助输入 0 信号(差动输入) *仅供特殊用户（原 TXD 输入）
名称
说明
1
Y0
输出点 0（详见系统参数 20）
2
Y1
输出点 1
3
Y2
输出点 2
4
Y3
输出点 3
5
Y4
输出点 4
6
Y5
输出点 5
单轴数控工作台机电系统设计
单轴数控工作台机电系统设计
一、简介
单轴数控工作台机电系统是一种采用单轴驱动实现机电联动与控制的
系统。
它是一种集控制、传动、运动控制和自动操纵于一体的完整系统，
它能实现的主要功能是给被加工物体设定相应的加工参数，经过计算后，
通过数控系统控制驱动机构，从而实现机电一体化的联动控制和加工过程，从而实现自动加工。
二、单轴数控工作台机电系统的工作原理
数控工作台机电系统的工作原理如下：首先，系统会根据加工参数和
加工物体设定，生成相应的数控程序，该程序按照指令运行，驱动驱动机
构让机械手触碰被加工物体，然后按照数控程序指令运行，控制机械手运
动的轴和速度，从而实现加工过程，这个过程是持续不断的，实现加工的
过程中不断控制机械手的位置和速度来达到最终的加工要求。
三、单轴数控工作台机电系统的特点
1.节约能源：采用单轴驱动实现的机电系统，不仅可以减少能源消耗，而且操作起来更加稳定；
2.精准控制：采用数控系统控制机械手，可以实现更加精准的控制，
有效提高加工效率。
FDM位置控制系统的设计与实现
FDM位置控制系统的设计与实现何新英;潘夕琪【摘要】In order to control the three - axis of fuse deposition modeling,designed a open,modular position control system with industrial PC and PCL - 839 stepping motor control card as hardware platform, Windows operating system as software platform, which include the hardware selection and the realizing of the soft ware, at the software, the driver program and application program and means of communication between them had been introduced in brief.%为了实现FDM中的三轴控制,设计了一个以工控机和PCL - 839步进电机控制卡为硬件平台,Windows操作系统为软件平台的开放式、模块化的位置控制系统,包括硬件选型和软件设计,软件设计方面简单介绍了驱动程序和应用程序的设计及它们之间的通讯方式.【期刊名称】《机械与电子》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】3页(P39-41)【关键词】熔丝沉积成型;位置控制系统;驱动程序【作者】何新英;潘夕琪【作者单位】广州航海高等专科学校船舶工程学院,广东广州510725;广州航海高等专科学校计算机与=信息工程学院,广东广州510725【正文语种】中文【中图分类】TP273.50 引言熔丝沉积成型（FDM）是快速成型技术中的一种[1]，由于成型时不需要激光系统，目前已成为快速成型工艺中发展最快的一种。
S100A 单轴控制器说明书(全)
ENC-S100A 单轴控制系统使用手册V3.4南京华兴电机制造有限公司南京希曼得自动化设备有限公司2009-12目录1 简介 (4)2规格说明 (4)2.1 S100A 主要性能参数 (4)2.2 S100A 电器规格 (5)2.3 环境温度 (5)3 操作说明 (5)3.1操作面板说明 (5)3.1.1 CNC 面板见图2-1 (5)3.1.2键盘说明 (6)3.1.3坐标显示 (6)3.2【自动】操作模式 (6)3.2.1 自动执行 (6)3.2.2 等待IX (7)3.2.3 丢标IX (8)3.3【手动】操作模式 (8)3.4【参数】操作模式 (9)3.4.1 参数默认值 (9)3.4.2 参数保存 (9)3.4.3 参数查询及修改 (9)3.4.4 参数列表 (9)4编程说明 (9)4.0 进入编程界面 (9)4.1 功能语句一览表 (9)4.2 功能语句详细说明 (11)4.2.1 电机运行 (11)4.2.2本句无效 (12)4.2.3 程序循环 (13)4.2.4 坐标设定 (13)4.2.5 延时设定 (14)4.2.6 持续运行 (15)4.2.7 输出信号 (16)5安装、接线及调试 (17)5.1 安装与配线注意事项 (17)5.2 安装方向与空间 (17)5.3 安装环境 (18)5.4 前面板尺寸 (18)5.5 后面板布局 (19)5.6 输出信号接口定义..... .. (20)1简介ENC-S100A 型单轴控制器，是一款经济型单轴控制系统，可以控制一台数字式交流伺服电机或一台步进电机。
本系统采用蓝色背光的LCD液晶显示屏，中文操作界面。
在编程方面，本机摈弃了繁琐的传统G/M代码编程方式，采取用户自选功能语句的方式，编写控制程序，大大降低了传统数控系统对操作人员的技能要求，使得ENC-S100A适于在更为广阔的自动化领域得到推广应用。
为了您的正确使用和安全，请先仔细阅读本手册。
单轴精密测试转台的设计与运动控制
单轴精密测试转台的设计与运动控制一、单轴精密测试转台的设计在设计单轴精密测试转台时，需考虑以下几个方面：1.结构设计：转台的结构设计应合理、稳定，以保证精密度和可靠性。
一般采用典型的机械结构，如圆盘、均匀旋转杆、滑移杆等。
同时，转台的材料选择应具备高强度、优良的机械性能和稳定性能。
2.转台轴承：转台轴承是保证转台可以平稳旋转和承载测试负载的重要组成部分。
常用的轴承包括滚珠轴承和滑动轴承。
对于要求较高的实验，如精密测试和定位控制，一般选择高精度、高刚度的滚珠轴承。
轴承的选择要满足转台的刚度需求，并保持低扭矩、低摩擦和高轴向刚度。
3.驱动系统：转台的驱动系统包括电机和减速装置。
电机一般选择直流或步进电机，以满足高精度、高速和平稳运动的要求。
减速装置主要用于减小电机输出转矩，提高转台的扭矩稳定性。
在设计时需考虑减速比、精度和可靠性等因素。
4.传感器：精密测试转台的传感器用于测量转台的姿态信息，如角度、位置和速度等。
主要的传感器包括编码器、陀螺仪和加速度计。
这些传感器可通过反馈系统将测量值传递给电机驱动和控制系统，实现闭环控制。
传感器的选型应考虑精度、稳定性和可靠性。
二、单轴精密测试转台的运动控制1.控制方法：常用的控制方法包括PID控制、模糊控制和自适应控制等。
PID控制是一种经典的控制方法，通过对转台输出信号进行比例、积分和微分处理，实现控制系统的稳定性和响应速度。
模糊控制是一种模糊逻辑和推理的控制方法，可适应非线性、不确定性和模糊性系统。
自适应控制是根据系统动态特性和误差信号实时调整控制参数的控制方法，能够提高系统的鲁棒性和稳定性。
2.控制策略：转台的控制策略主要包括位置、速度和力控制。
位置控制是指通过控制转台的位置来实现目标位置的精确定位。
速度控制是指通过控制转台的速度来实现特定速度要求的运动。
力控制是指通过控制转台的输出力矩，实现特定力控制要求，如振动控制和负载控制。
在实际应用中，根据具体需要可以选择不同的控制策略，并结合上述的控制方法进行综合控制。
多循环程序框架的单轴运动控制系统设计
Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 提供 了某 些基 本 程 序框 架 ， 例如 ： 静 态单 循环 结构— — 顺序 结构 ； 动态 单循 环结 构——
状 态机 ； 多循 环结 构 —— 生 产 者／ 消 费 者结 构 。虽
件动 作并 执行 相 应 的 程 序 。主 状 态 机循 环 便 于 状
态 的转移 ， 包括 “ Ｍ —Ｉ ｎ ｉ ｔ ｉ ａ ｌ ” 、 “ Ｍ —Ｌ ａ ｍ ｐ ” 、 “ Ｍ—
Ｏ ｐ ｅ ｎ ”、 “ Ｍ —Ｍｏ ｖ ｅ ” 、 “ Ｍ —Ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ” 和“ Ｍ —Ｅ ｘ ｉ ｔ ” 分
加 速度 的实 时显 示 ， 按“ Ｃ—Ｉ ｎ ｉ ｔ ｉ ａ ｌ ” 、 “ Ｃ—Ｍｏ ｖ ｅ ” 和 “ Ｃ—Ｅ ｘ ｉ ｔ ” 进行分 类 。
ｂ ． 使 用 ３个 独立 的 队列在 循环 之 间传递 数据 。 队列 “ Ｍ ａ ｉ ｎ Ｑ” 用 于在 用 户 界 面 循 环 和 主状 态
然 生产 者／ 消费者 多循 环框 架足 以充 当多数 虚 拟仪
器项 目主框 架 ， 但是有时候 ， 需 要 对项 目的不 同处
理 以期获 得较 高 的运 行 效 率 。本 文 的多循 环 任 务 框 架 由 ３个独 立 队列 在 ４个循 环 中 间传 递 不 同类 型 的数据 ， 包 括 一个 独 立 的循 环处 理 Ｇ Ｕ Ｉ 事件 、 一个
第４ ２卷 第 ２期
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５～ ５ ０ ９ Ｘ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ １ ５
基于FANUC0i的机床控制系统设计分析
基于FANUC 0i的机床控制系统设计分析摘要：在机床运行控制方面，主轴运动控制为关键操作，关系到能否顺利完成机床数字化改造。
借助FANUC 0i平台实现机床控制系统设计，可以通过数控装置实现各坐标轴几何运动控制，为实现机床自动加工控制提供支持。
提出基于FANUC 0i的系统设计方案，做好控制单元、I/O设备等各部分与机床连接，完成CNC和PMC运行调试，最终系统可以顺利通过试运行测试，满足系统运行控制要求。
关键词：FANUC 0i系统；机床；控制系统设计引言：伴随着数控加工技术的快速发展，各类机床开始采用数字化方式实现运行控制，在提高机床自动化程序的同时，获得更高生产效率。
在机床控制系统设计上，常用的数控系统包含FANUC、SIEMENS、ACRAMATIC等。
FANUC 0i系统作为典型数控系统，可以同时控制多个伺服电机，具有全功能、性价比高等优点，能够为合理设计机床控制系统提供有力技术支撑。
1 FANUC 0i分析FANUC 0i系统包含控制单元（CNC）、可编程机床控制器（PMC）、I/O设备、主轴控制单元、进给轴控制单元、检测及反馈装置等多个部分[1]。
其中，CNC为系统核心，可对各种I/O信号进行处理，结合加工程序运行轨迹输出控制指令，实现伺服多通道控制、加工程序仿真等功能。
采用高精度纳米级的CNC，包含主CPU、伺服轴卡、外围电路等结构，能够满足标准机床控制要求。
PMC能够根据控制指令和检测开关I/O状态控制机床外设动作，确保机床按固定程序可靠运行。
通过I/O单元，可以连接PMC和开关、电磁阀等外围设备，实现数据信号输入和输出。
主轴控制、进给轴控制等单元拥有配套数字交流伺服系统，能够通过数字PID算法、光电编码器实现系统半闭环控制，按照控制指令控制主轴和各坐标轴的转速、角位移[2]。
检测和反馈装置用于对各轴速度、角位移等参数进行实时检测，传递给CNC，实现行程闭环控制。
2基于FANUC 0i的机床控制系统设计2.1设计方案采用FANUC 0i设计机床控制系统，完成机床电气设计与数控改造，需要结合机床图纸、电气任务书等资料展开，围绕FANUC 0i控制单元配置清单设定各项功能参数和伺服参数，完成行程开关、电源等安全电路设计。
运动控制综合实训总结
运动控制综合实训总结一、前言运动控制综合实训是机械工程专业的一门重要课程，通过该课程的学习，可以让学生深入了解运动控制系统的原理及应用，提高其实践能力和创新能力。
本文将对我在运动控制综合实训中所学到的知识和经验进行总结。
二、实验内容1.基于PLC控制的单轴伺服系统设计本次实验旨在通过使用PLC编程语言对单轴伺服系统进行控制，从而达到对电机转速、位置等参数进行精确调节的目的。
在该实验中，我们需要完成以下任务：（1）掌握PLC编程语言的基本语法和程序设计流程；（2）熟悉伺服电机驱动器和编码器等相关硬件设备；（3）完成伺服电机转速和位置控制等功能。
2.基于PC机控制的多轴步进电机系统设计该实验主要是通过使用PC机来对多轴步进电机系统进行控制，从而达到对多个电机同时运行或者按照特定顺序进行运行的目的。
在该实验中，我们需要完成以下任务：（1）学习并熟悉PC端软件开发环境；（2）掌握多轴步进电机控制的原理和应用；（3）完成多个步进电机的同时或者顺序运行等功能。
3.基于DSP控制的直线运动系统设计该实验主要是通过使用DSP芯片来对直线运动系统进行控制，从而达到对系统位置、速度等参数进行精确调节的目的。
在该实验中，我们需要完成以下任务：（1）学习并熟悉DSP芯片的编程语言和开发环境；（2）了解直线运动系统中相关硬件设备如电机、传感器等；（3）完成直线运动系统位置、速度等参数调节。
三、实验经验与收获1.团队协作能力得到提高在实验过程中，我们需要分工合作，共同完成实验任务。
通过合理分配任务和密切配合，我们成功地完成了实验任务。
这不仅提高了我们的团队协作能力，还让我们更好地理解了“团队合作”的重要性。
2.技术能力得到提升在本次实践过程中，我们不仅学习了理论知识，还亲手操作了各种设备，并且进行了大量的调试工作。
通过这些操作和调试过程，我们不断地摸索和尝试，最终成功地完成了实验任务。
这不仅提高了我们的技术能力，还让我们更好地理解了理论知识的应用。
3uplc单轴运动控制系统课程设计报告
3uplc单轴运动控制系统课程设计报告篇一：摘要：本课程设计报告旨在设计一个基于3uplc单轴运动控制系统的控制方案。
首先，对3uplc单轴运动控制系统的结构和原理进行介绍，包括系统的硬件和软件组成。
然后，详细讨论了系统的控制策略和算法，包括位置控制、速度控制和力控制。
接着，进行了系统的建模和参数调整，以实现良好的控制性能。
最后，通过实验验证了所设计的控制方案的有效性和稳定性。
1. 引言3uplc单轴运动控制系统是一种常用的工业自动化控制系统，广泛应用于机械加工、装配线和物流等领域。
该系统主要由运动控制器、执行器和传感器组成，通过对执行器的控制，实现对物体的精确位置、速度和力的控制。
在本课程设计中，我们将针对该系统进行控制方案设计和优化。
2. 3uplc单轴运动控制系统结构和原理2.1 系统硬件组成3uplc单轴运动控制系统的硬件主要包括运动控制器、执行器和传感器。
运动控制器是系统的核心部件，负责接收和处理控制信号，并将其转化为执行器的动作。
执行器是用于实现机械运动的装置，例如电机和液压缸。
传感器用于对系统的运动状态进行监测和反馈，例如位置传感器和力传感器。
2.2 系统软件组成3uplc单轴运动控制系统的软件主要包括控制算法和用户界面。
控制算法是实现对系统运动的控制策略和方法，例如PID控制算法和模糊控制算法。
用户界面是系统与操作员进行交互和设置的接口，通常采用触摸屏或计算机软件。
3. 控制策略和算法3.1 位置控制位置控制是3uplc单轴运动控制系统最基本的控制功能，其目标是使执行器到达预设的目标位置。
常用的控制算法包括PID控制算法和模糊控制算法。
在本设计中，我们将选择合适的控制算法，并进行参数调整和优化。
3.2 速度控制速度控制是控制系统中的另一个重要功能，其目标是使执行器以预设的速度进行运动。
常用的控制算法包括PID控制算法和模糊控制算法。
在本设计中，我们将选择合适的控制算法，并进行参数调整和优化。
工业机器人的运动控制-工业中专教学设计
工业机器人的运动控制【知识目标】1.掌握机器人运动轴和坐标系。
2.掌握手动操纵机器人的流程和方法。
【技能目标】能够使用示教器熟练操作工业机器人实现单轴运动、线性运动。
【教学过程】一、工业机器人运动轴与坐标系1.机器人运动轴的名称机器人轴是指机器人操作机的轴，目前典型商用工业机器人大多采用六轴关节型。
KUKA机器人6轴分别定义为A1、A2、A3、A4、A5和A6；而ABB机器人则定义为轴1、轴2、轴3、轴4、轴5和轴6。
A1、A2和A3三轴(轴1、轴2和轴3)称为基本轴或主轴，用于保证末端执行器达到工作空间的任意位置；A4、A5和A6三轴(轴4、轴5和轴6)称为腕部轴或次轴，用于实现末端执行器的任意空间姿态。
2.机器人坐标系的种类在大部分工业机器人系统中，均可使用关节坐标系、大地（基）坐标系、工具坐标系和用户坐标系，而工具坐标系和用户坐标系同属于直角坐标系范畴。
A.关节坐标系在关节坐标系下，机器人各轴均可实现单独正向或反向运动。
对于大范围运动，且不要求TCP姿态的，可选择关节坐标系。
B.直角坐标系直角坐标系(世界坐标系、大地坐标系)是机器人示教与编程时经常使用的坐标系之一，所有其他的坐标系均与大地坐标系直接或间接相关。
基坐标系的原点定义在机器人安装面与第一转轴的交点处，X 轴向前，Z 轴向上，Y 轴按右手法则确定。
无论机器人处于什么位置，TCP均可沿基坐标系的X、Y和Z轴平行移动。
法兰坐标系是原点为机器人法兰中心的坐标系，是工具坐标系的参考点。
C.工具坐标系工具坐标系是一个可自由定义，用户定制的坐标系。
工具坐标系的原点定义在TCP点，并且假定工具的有效方向为Z轴(有些机器人厂商将工具的有效方向定义为X轴)，而Y轴、Z轴由右手法则确定，如图1-2-24所示。
工具坐标的方向随腕部的移动而发生变化，与机器人的位姿无关。
因此，在进行相对于工件不改变工具姿态的平移操作时，选用该坐标系最为适宜。
D.用户坐标系用户坐标系为作业示教方便，由用户自行定义的坐标系，它定义工件相对于大地坐标系的位置，如工作台坐标系和工件坐标系，如图所示。
单轴运动算法
单轴运动算法单轴运动算法是一种用于控制和计算单轴运动的方法。
在工业自动化领域，单轴运动常用于控制机械设备的直线或旋转运动，例如机床、印刷机等。
单轴运动算法的目标是实现精确的位置控制和平滑的运动轨迹。
以下是关于单轴运动算法的详细介绍：一、基本原理1.1 位置控制单轴运动算法的核心目标是实现精确的位置控制。
通过对电机或伺服系统施加适当的力或扭矩，可以使物体按照预定的速度和加速度进行直线或旋转运动。
位置控制需要考虑到物体当前位置、目标位置以及速度和加速度限制等因素。
1.2 运动规划为了实现平滑而高效的运动，单轴运动算法通常会进行运动规划。
这包括确定最佳路径、速度曲线以及加减速过程中所需的时间等参数。
常用的方法有三角形速度曲线、梯形速度曲线和S曲线等。
二、常见算法2.1 位置环PID控制位置环PID（比例-积分-微分）控制是一种常见的控制方法。
通过测量实际位置与目标位置之间的误差，计算出合适的控制信号来调整电机或伺服系统的输出。
该方法可以实现较高的精度和稳定性。
2.2 速度环PID控制速度环PID控制是一种基于速度反馈的控制方法。
通过测量实际速度与目标速度之间的误差，计算出适当的控制信号来调整电机或伺服系统的输出。
该方法适用于需要快速响应和动态性能较高的场景。
2.3 梯形加减速算法梯形加减速算法是一种常用的运动规划方法。
它通过设定加速段、匀速段和减速段来实现平滑过渡和准确停止。
在运动过程中，根据预设的加速度和目标位置，计算出每个时刻应该施加的力或扭矩。
2.4 S曲线插补算法S曲线插补算法是一种更高级别的运动规划方法。
它通过使用S曲线函数来实现平滑过渡和连续变化。
S曲线具有连续二阶导数，可以避免突变和震荡现象，提高运动的平滑性和稳定性。
三、应用领域单轴运动算法广泛应用于各种工业自动化领域。
以下是一些常见的应用领域：3.1 机床在机床中，单轴运动算法用于控制切削工具或工件的直线或旋转运动。
通过精确的位置控制和平滑的运动规划，可以实现高精度的加工操作。
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1．单轴位置控制系统设计
1.1. 基本控制要求
该单元有电机带动轴运动,气泵产生气体带动气缸（用气缸模拟机械手）上下运动和吸附物块组成。
电机带动轴的左移Y0和右移Y1。
轨道有三个接近开关(1、2、
3)定位三个工位, 气缸由电磁阀控制进气和出气，实现气缸的上升和下降(Y2)，
吸附开关X3控制吸附物块(Y3),设计有手动和自动控制部分,可以通过开关X14选择控制方式。
1.1.1.手动控制要求
通过X14开关选择手动控制方式，通过控制面板来控制，手柄控制气缸向左X16、向右X17移动，气缸的上X4和X5下通过面板旋钮控制，物块的吸附通过面板旋钮
X3控制，来完成物块在三个工位上的移动。
1.1.
2.自动控制要求
通过X14开关选择自动控制方式，按复位按钮，气缸回到工位1，按启动按钮后，气缸下降吸附物块，然后上升，再从工位1移动到工位2，再下降，释放物块回升气缸，4秒过后气缸下降吸附物块从工位2移动到工位3，再下降释放物块回升气缸，4秒后再下降吸附物块从工位3移动到工位1，下降释放物块回升气缸，工作全部完成，气缸停止在工位1。
1.2.硬件设计
1.2.1 I/O地址分配表
根据对单轴运动控制系统的分析，分配对应的I/O口，I/O地址分配表如表XO 急停按钮X11 停止按钮X1 位置1 X12 右移
X2 位置2 X13 手动
X3 位置3 X14 吸附
X5 吸附/松开X15 上移
X6 上位X16 下移
X7 下位X17 左移
X10 启动按钮
表1.2.1.1 PLC输入设备
Y4 吸附控制
Y10 上升控制
Y11 下降控制
Y2 左移控制
Y3 右移控制
Y6 启动控制
Y5 停止控制
Y7 复位控制
表1.2.2.2PLC输出设备
1.2.2I/O接线图
图1.2.2 I/O接线图
如上图1.2.2所示，根据对单轴运动控制系统的地址分配表，分配对应的I/O接线图，画出运料单轴运动控制系统的I/O接线图。
为单轴运动控制系统的I/O接线图。
1.3程序设计图
图2.3.1
图2.3.2
图2.3.3
图2.3.1、 2.3.2、 2.3.3所示，为单轴运动控制程序SFC块形图。
程序分析：如图2.3.1所示，M8002初始化将Y6置位，当X13接点闭合时，为手动操作，可通过按钮X12，X15,X16和X17来移动，当X13接点未闭合时即为自动控制，此时，按下启动按钮X10系统开始进行自动控制模式运行，如图2.3.2所示：S0初始化准备运行，此时运行灯打开，而停止灯熄灭。
此后无论在何处开始运行，当到达下一位置时位置接点接通，使S11置位，输出下移动作,X7为下限，直至X7接通，S12置位，执行松开动作，防止动作过快增加延时（可根据要求或实际情况不同修改延时时间）。
若从原位即位置1开始,先下放后吸附，吸附之后继续向位置2移动，到达位置2时，位置2的行程开关闭合，开始执行下放、松开、上升然后经过延时后再下降、吸附、上升等一系列动作，接着继续向位置3运行，直到完成和前面一样的过程后开始返回；
X0为急停按钮，按下后，无论运行在什么位置均会停止。
当按下停止按钮X11,停止自动运行模式完成后，系统进入自动复位模式，如图2.3.3所示。
M0为复位完成标志，可在图2.3.2中看到。
X13为手动按钮，按下后可执行手动模式X15、X16、X17、X12、X14分别为控制上、下移动，左、右移动和吸附/松开的接点，Y10、Y11、Y2、Y3、Y4分别为表示输出上、下移动，左右移动和吸附/松开。
主要参考文献
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