基于ARM的伺服压力机控制系统的研究
毕业论文基于ARM的四旋翼自主飞行控制系统设计
2016 南阳理工学院本科生毕业设计论文学院系电子与电气工程学院专业电子信息工程学生指导教师完成日期南阳理工学院本科生毕业设计论文基于ARM的四旋翼自主飞行控制系统设计Autonomous control system for the quadrotor unmannedaerial vehicle based on ARM processors总计毕业设计论文25 页表格0 个插图20 幅3 南阳理工学院本科毕业设计论文基于ARM的四旋翼自主飞行控制系统设计Autonomous controlsystem for the quadrotor unmanned aerial vehicle based on ARM processors学院系电子与电气工程学院专业电子信息工程学生姓名学号指导教师职称评阅教师完成日期南阳理工学院Nanyang Institute of Technology4基于ARM的四旋翼自主飞行控制系统设计[摘要]针对改变传统以单片机为处理器的四旋翼自主控制飞行器控制方式的问题设计了一种基于嵌入式ARM的飞行控制系统的设计和实现方案。
这是一种基于ARM的低成本、高性能的嵌入式微小无人机飞行控制系统的整体方案。
详细介绍了控制系统的总体构成以及硬软件设计方案包括传感器模块、视屏采集模块、系统核心控制功能模块、无线通信模块、地面控制和数据处理模块。
实验结果表明该设计结合嵌入式实时操作系统保证了系统的高可靠性和高实时性能满足飞行器起飞、悬停、降落等飞行模态的控制要求。
[关键词]ARM四旋翼自主飞行器控制系统。
Autonomous control system for the quadrotor unmannedaerial vehicle based on ARM processors Abstract In order to change the conventional control of four—rotor unmanned aerial vehicles using microcontroller as the processor a solution of flightcontrol system based on embedded ARM was presented which is low-cost,small volume, low power consumption and high performance. The purpose ofthe work is for attending the National Aerial Robotics Competition. The mainfunction of the system the hardware structure and the software design werediscussed in detail including the sensor module the motor module the wirelesscommunication module With embedded real time operating system to ensurethe system’s high reliability and real-time performance the experiments resultsshow that the requirements of flight mode are satisfied including taking ofhovering and landing and so onKey words ARM four-rotor unmanned aerial vehicles control system5 of the control signals 1 四旋翼飞行器的简介 1.1题目综述微型飞行器MicroAir Vehicle/MAV的概念最早是在上世纪九十年代由美国国防部远景研究局DARPA提出的。
基于ARM+FPGA的数字交流伺服驱动器设计
Design of Digital AC Servo Driver Based on ARM and FPGA ZHI Menghui1，2，YIN Quan1，LÜ Songlei2，HUA Qiang2
Abstract: To alleviate the problems of large dispersion，high zero drift and low reliability of analog servo driver，a design scheme of high-performance digital AC servo driver was proposed. In the scheme，the hardware architecture of ARM and FPGA was adopted based on the traditional analog servo driver，and the function and control algorithm of the novel driver were designed combined with the idea of centralized control modularization. This scheme can not only exploit the advantages of digital control in control accuracy and control method to the full，but also ensure the stability of servo driver. The test results show that the AC servo driver based on ARM and FPGA has the characteristics of fast dynamic response，high reliability，good real-time performance and strong anti-interference ability.
《基于ARM的伺服控制器研发》
《基于ARM的伺服控制器研发》一、引言随着工业自动化水平的不断提高，伺服控制系统在制造业中扮演着越来越重要的角色。
为了满足工业的高精度、高速度和高效率的要求，基于ARM的伺服控制器研发成为了当前研究的热点。
本文将介绍基于ARM的伺服控制器的研发背景、意义、研究现状以及本文的研究内容和方法。
二、研发背景与意义伺服控制系统是一种用于精确控制机械运动位置、速度和加速度的系统。
在制造业中，伺服控制系统广泛应用于各种自动化设备中，如数控机床、机器人、自动化生产线等。
随着工业技术的不断发展，对伺服控制系统的性能要求越来越高。
基于ARM 的伺服控制器具有高性能、低功耗、高集成度等优点，可以有效地提高伺服控制系统的性能，满足工业生产的需求。
三、研究现状目前，国内外对于基于ARM的伺服控制器的研发已经取得了一定的成果。
在硬件方面，研究人员通过优化电路设计、选择高性能的处理器和存储器等措施，提高了伺服控制器的处理速度和精度。
在软件方面，研究人员通过优化算法、改进控制策略等措施，提高了伺服控制器的控制精度和响应速度。
然而，仍存在一些问题和挑战，如如何进一步提高控制精度、如何降低功耗等。
四、研发内容与方法1. 硬件设计基于ARM的伺服控制器硬件设计主要包括处理器选择、电路设计、存储器选择等。
处理器选择要考虑处理速度、功耗和集成度等因素；电路设计要考虑到信号的稳定性和抗干扰能力；存储器选择要考虑到存储容量和读写速度等因素。
此外，还需要考虑散热设计、电源管理等其他因素。
2. 软件设计软件设计是伺服控制器研发的核心部分。
主要包括控制算法的选择和优化、控制策略的制定和实现等。
控制算法的选择要根据实际需求和系统性能要求进行选择，如PID控制算法、模糊控制算法等。
控制策略的制定要考虑系统的稳定性、快速性和精度等因素。
此外，还需要考虑软件的可靠性、易用性和可维护性等因素。
3. 实验与测试实验与测试是验证伺服控制器性能的重要环节。
通过对伺服控制器进行静态和动态实验，测试其性能指标，如响应速度、控制精度、稳定性等。
伺服精压机控制系统研发及成形工艺库实现
伺服精压机控制系统研发及成形工艺库实现摘要：伴随生命周期的降低，客户需求的多元化，新型材料跟新科技的飞速发展，对加工设备的工作方式、动态性能制造工艺适应能力的需求不断提升。
但传统式生产设备工作方式单一化，制作工艺适应能力差，无法满足智能制造业对材料成型工艺操纵。
科学开发数据信息、信息内容智能化的加工设备则是发展的趋向。
关键词：伺服精压机；控制系统；成形工艺库1伺服压力机的国内外发展现状交流伺服电机具有输入信号控制、响应速度快、定位精度高、特性靠谱、响应速度快、负载能力高的特性。
额定扭矩还可以在额定值速度内导出来，这也是生产设备的绝佳推动源。
因而，交流伺服技术的发展生产设备中的运用是可持续的，冲压加工交流伺服技术的发展大大提升了其运行特性和加工工艺高效率。
直流伺服电机电机功率始终不大，这限制他在重型设备中的运用。
伴随着大空间伺服电机的提高，由于伺服驱动技术的众多优势，世界各国学界和生产商增强了对伺服驱动技术的探索。
1987年，美日互相交换100台伺服电机控制kn折弯机，这一行为下的伺服压机被称之为第一台商业伺服压机。
自20世纪90年代初之后，美国和日本致力于科学研究重型机械设备传动技术的巨变，俄亥俄州立高校工程实验室Yossifon和Shivpuri使用交流伺服电机控制滚珠丝杠或曲柄连杆，通过多杆机构将电机的回转运动转化成滚轴的直线运动)，生产制造木模板设备及300kN双动力冲压机。
除此之外，直流伺服电机直接驱动曲柄滑块冲压机床，滚桶速率还可以根据五金模具设计方案而改变。
2伺服精压机控制系统方案设计2.1直流伺服电机精压力机工作原理和设备伴随交流伺服技术性的不断完善，直流伺服电机在生产设备中的运用越来越广，严重影响不可以调整生产设备运行特性的不足，使生产设备更高效，大大提升了其运行特性制造工艺适应能力；简化加工设备的机械系统，降低成本能源消耗，提高工作效率；推动组装省时省力，减少机器设备维护费用。
伺服控制器在压力机控制中的应用
伺服控制器在压力机控制中的应用伺服控制器是一种用于精密运动控制的电子设备，被广泛应用于各种自动化系统中。
在压力机控制中，伺服控制器可以发挥重要作用。
本文将探讨伺服控制器在压力机控制中的应用，并分析其优势和潜在的问题。
首先，伺服控制器在压力机控制中可以提供精确的运动控制。
压力机通常用于对金属材料进行弯曲、冲击或挤压等加工过程。
这些过程要求对压力机的速度和力度进行精确控制。
伺服控制器通过实时监测和调整电机的转速和力度，可以实现精确的运动调节，确保压力机在不同的工作条件下都能保持稳定、高质量的加工效果。
其次，伺服控制器具有高度的灵活性和可调性。
压力机在不同的加工任务中可能需要不同的运动速度和力度。
传统的控制方法往往需要更换机械部件或者手动调整参数来实现不同的控制要求。
而伺服控制器可以通过编程或者自适应控制算法来调整运动参数，从而在不同的工作条件下实现灵活、可调的运动控制。
这种灵活性和可调性不仅提高了生产效率，还降低了改造设备和机械部件的成本。
另外，伺服控制器还可以提供快速、精确的响应。
压力机在加工过程中可能会遇到突发情况，例如物料突然阻塞或者需要紧急停机。
传统的控制方法对于这些情况往往无法及时做出反应，可能造成设备损坏或者生产线停滞。
而伺服控制器具有快速响应的特点，可以在几毫秒内对突发情况做出反应，从而及时停机，保护设备的安全性和稳定性。
然而，伺服控制器在压力机控制中也存在一些潜在的问题。
首先，伺服控制器的设备和维护成本较高。
相比于传统的控制方法，伺服控制器的设备和维护成本相对较高，对于一些中小企业而言可能造成一定的压力。
其次，伺服控制器的复杂性也对技术人员的要求较高。
伺服控制器的安装、调试和维护都需要熟悉该设备的专业知识和技术技能，这对企业来说可能需要额外的培训和投入。
综上所述，伺服控制器在压力机控制中具有广泛应用的潜力。
它可以提供精确的运动控制、高度的灵活性和可调性以及快速、精确的响应。
然而，一些成本和技术方面的限制可能对企业造成一定的困扰。
大型伺服压力机的控制系统设计PPT课件
图7
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方案七
该传动系统，采用行星齿轮减速器、上梁和肘杆之间的对称摆杆增力机构、双 肘杆增力机构等三级增力机构，能提供大的放大倍数，增力效果明显，有效增 力行程大；单根左右旋丝杠水平放置，减小了压力机的高度，整体结构尺寸较 小；滑块行程大，工作行程具有快速进给，慢速成型的特点，空行程具有“急 回特性”，工作效率高；采用对称结构，消除了偏载。
2008年11月，上海交大与齐二机床集团有限公司联合研制成功200吨 “H2S200型交流伺服压力机”，具有完全自主知识产权，将液压机的灵活性 与机械压力机的高效率优点有机结合起来，可以适应不同的冲压工艺要求。
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1.2 伺服压力机国内现状
陆永辉、卢宗武、张策等人分别采用了混合驱动机构，用伺服电机与常 规电机混合驱动压力机。在这种方案中，常规电机用来传递主要动力，而伺 服电机则通过调整五杆机构来控制滑块的位移，以此可以实现冲压工艺的调 节。
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1.1 伺服压力机国外现状
日本会田(AIDA)公司采用了自己开发的伺服马达和CNC控制系统推出了 NSl．D型的伺服压力机。其产品NSI．3000(D)的具体参数为：公称力3000kN， 公称力行程6mm，正常模式下滑块行程长度400mm和滑块行程次数30次／分。
日本天田(AMADA) 通过将伺服电动机与曲轴构造巧妙结合，实现灵活的行 程动作及在加工区域可以进行精确动作控制的数字伺服直接驱动装置。并于 2007年推出电动伺服压力机“SDEW2025”和“SDEW3025”。公称压力分别为 2000kN和3000kN。具备“振子”、“整形”、“重复”等7种运动模式。根据加 工对象选择运动模式，可进行高精度、稳定的加。此外，可增加用于在总公司 与工厂间交换程序及各种数据的网络功能，还准备了收集生产数据的“运转管 理软件”，可以管理运动方式、模具、工件、外围装置、图像之类的数据。
基于ARM与FPGA的伺服控制电路设计
杨 洋 赵 春 璋
（ １ ． 东北 电力 大学 信 息 工程 学 院 吉林 １ ３ ２ ０ １ ２ ；２ ． 国 网 国际 发 展 有 限公 司 北 京 １ ０ ０ １ ２ Ｏ ） 摘 要 ：根 据 伺 服 控 制 系 统 对 阀 门伺 服 电路 性 能 的 要 求 ， 针 对 目前 伺 服 控 制 电路 中 存 在 的 电 路 结 构 复 杂 及 控 制 实 时 性 较低等问题 ， 在 基 于传 统 伺 服 电 路 设 计 的基 础 上 ， 采 用 最 新 推 出 的相 关 功 能 芯 片 ， 设 计 了 以 ＡＤ ６ ９ ８作 为差 动 式 位 移
的优点 ， 可 以 实 现 控 制 系 统 对 伺 服 阀驱 动 功 率 ， 测 量 精 度 和 稳 定 性 等 的设 计 要 求 。
关 键 词 ：伺 服 控 制 ； 电路设计 ； 性 能提 升 ； Ｆ Ｐ ＧＡ； ＡＲ Ｍ． 中图 分 类 号 ：ＴＮ ８ ７ ４ 文 献 标 识 码 ：Ａ 国家 标 准 学 科分 类代 码 ：５ ９ ０ ． ３ ０
基于ARM的温度控制系统的设计.
基于ARM的温度控制系统的设计摘要：本文设计了一种温度控制系统，它基于三星公司生产的ARM7内核的S3C44B0，以Pt100热电阻采集温度信号，通过RWB温度变送器和A/D转换获得实际温度值，同时通过LCD实时显示；通过调整脉宽调制的占空比，控制加热电路继电器的通断时间，实现温度的闭环控制。
文章介绍了该系统的构成原理，实现流程，并重点介绍了PID自整定算法的原理和实现，给出了部分应用电路。
此温度控制系统应用于热电仪，实际应用表明，系统稳定、可靠，满足了热电仪的温度控制要求。
关键词：ARM；温度控制；PID；自整定Abstract: A temperature control system is designed, which is based on the S3C44B0 of the Advanced RISC Machine (ARM) produced by the Samsung. Using Pt100 to measure the temperature, the real value is gotten through RWB temperature converter and A/D transformation and displayed by LCD meanwhile. The system is under the closed loop control with the heating circuit relay’s opening or closure which is decided by the PWM. The system component principle and the flow realization is introduced, some application circuit is provided, emphasize the PID self-turning theory and method. The temperature control system is designed for the thermoelectricity instrument. The experimental results show that it is safe and reliable, and meet the demand of the thermoelectricity instrument.Key words: advanced RISC machine; PID; temperature control; self-turning1 引言处在温差条件下的矿物，对外表现为温差热电势E，温差一定时，E达到一平衡值。
基于ARM的FDM控制系统
Ｈｕ ｚ ｏ ｇＵｎｖｒｉ ｆ ｃ ｎ ｅａ ｄＴ ｃｎ ｌ ， ｈ ｎ４ ０７ Ｃ ｉａ ａｈ ｎ ｉｅｓｙｏ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏ Ｗｕ ａ ３ ０４， ｈｎ ） ｔ Ｓｅ ｙ ｇ
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｃ ｏｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｒｑ ｉ ｍｅ ｔｏ ａ ｉ ｒ ｔｔｐ ｎ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ａ ｍｂ ｄ ｉ ｇ ｍｏ ｕ ａ ｉ ｎ ｎ ｅ ｗ ｒ ｓ ｒ ｃ ： ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｈ ｅ ｕｒ ｅ ｎ ｆｒ ｐ ｄ ｐ ｏｏｙ ｉｇ，ｈ ｓ ａ ｅ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｅ ｅ ｄ ｎ ， ｄ ｌｒｚ ｇ ａ ｄ ｎ ｔ ｏ ｋ ｉ
Ｚ ＨＡＮ Ｊ ｎ ｗｅ ， ｈ ｎ ｓ ｅ ｇ， Ｉ Ｇ ｕ — ｉＹＥ Ｃ ｕ — ｈ ｎ ＭＯ Ｊ ＡＮ— ｕ ， ｈ ａ ＺＨＡＮ Ｈｏ ｇ ｐｎ Ｇ ｎ — ｉ ｇ
（ ｔｔ ｙＬ ｂ ｒｔｒ ｆ ｔ ｉｌ ｒｃｓ ａ ｄＤｅａ ｄ Ｍｏｌ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｓａｅ Ｋｅ ａ ｏａｏｙｏ ｅ ａ Ｐ ｏｅｓ ｎ ｉ ｎ ｕｄＴ ｃ ｎ ｌ ， Ｍａ ｒ ｇ
０ 引 言
ＨＭ １ 人机 界 面
熔 丝 沉 积 快 速成 型 系统 只 有 向 轻 量 化 、 精 度 、 成 本 方 高 低
向发 展 ， 能更 加 促 进 该 技 术 的推 进 与 应 用 ， 为 一 种 办 公 设 才 成
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关键词 ： 嵌入 式 ； 制 系统 ； Ｄ 快 速 成 型 ；Ａ 总 线 ； 控 代 码 控 Ｆ Ｍ； ＣＮ 数
中 图分 类 号 ：Ｐ 编 号 ： ０ １ ２—１４ （０ １０ — ０８—０ ０ ８１２１ ）１ ０８ ４
基于arm的恒温控制系统的设计
Techniques of Automation &Applications基于ARM 的恒温控制系统的设计罗倩(中国石油集团济柴动力总厂成都压缩机厂，四川成都610100)摘要:针对传统恒温槽控制系统存在控制精度低、响应速度慢等缺点，设计了一种基于ARM 的恒温控制系统。
系统以ARM 为开发平台，利用恒流源电路激励温度传感器，通过温度采集电路采集恒温槽内温度的变化情况，采用24位高精度ADC 对PT100温度传感器输出的信号进行采集，最后在单片机内部对数据进行处理计算，最后把计算结果通过RS232的方式发送到上位机显示。
实际实验结果表明，该恒温控制系统测温范围在-40℃～400℃，测温精度可以达到0.01℃，系统具有能耗小、体积小、成本低、操作方便等优点。
关键词:恒温控制；恒流源；ARM；PT100中图分类号：TP273文献标志码:A文章编号:1003-7241(2020)02-0119-05Design of Thermostatic Control System Based on ARMLUO Qian(Chengdu Compressor Plant,Jichai Power Company Limited,CNPC,Chengdu 610100China )Abstract:Aiming at the shortcomings of traditional thermostat control system,such as low control precision and slow responsespeed,a kind of thermostat control system based on ARM is designed.The system takes ARM as the development plat-form,uses constant current source circuit to excite temperature sensor,collects the temperature change in the constant tem-perature tank through the temperature acquisition circuit,uses 24-bit high-precision ADC to collect the output signal of PT100temperature sensor,finally processes and calculates the data in the single chip computer,and finally sends the cal-culation result to the upper computer through RS232mode.The experimental results show that the temperature measure-ment range of the constant temperature control system is -40℃～400℃,and the temperature measurement accuracy can reach 0.01C.The system has the advantages of small energy consumption,small volume,low cost and easy operation.Key words:constant temperature control;constant current source;ARM;PT100收稿日期:2018-07-161引言随着微处理器技术以及集成电路技术的飞速发展，利用电子传感器测量温度也发生了革命性变化[1]。
机械压力机伺服化改造的设计与研究
机械压力机伺服化改造的设计与研究摘要：伺服压力机内部数控系统设计极具复杂性，所涉及内容相对较多，对专业性要求也较高。
因而，综合分析伺服压力机内部数控系统设计及其实现，对今后更好地应用及优化伺服压力机内部数控系统来说现实意义较为突出。
关键词：机械压力机；伺服化；改造；设计与研究一、机械压力机发展概况人们发现最古老的用来锻造的机械是利用人力转动轮子来提起重物捶打制造零件。
14世纪,人们发明了一种液压落锤。
航海工业才能在16世纪蓬勃发展。
1842年,英国工程师Bramah发明了第一台蒸汽锤,用于锻造零件，开创了蒸汽动力锻造机的时代。
1795年,Brammer发明了液压机,直到19世纪中叶,才能锻造大零件并应用在机械上。
因为电机的发明和应用,在19世纪末出现了一种电动的机械压力机,并得到了迅速的发展。
然而,在我国,液压压力机行业的发展只有50年左右。
1952年实施了第一个五年计划,开始建立了一个独立完整的工业体系,可以设计和制造国内汽车和机车、船舶、发电厂、熔炼钢厂、飞机、火箭、甚至精密的航空航天设备。
这些都极大地促进了各种压力机的快速发展。
1957-1958年,中国开始设计制造了第一批中型锻造压力机。
20世纪60年代初,在上海和中国东北,建立了120MN级的太科液压压力机,这是我国压力机发展史上的一个重要标志。
20世纪60年代末,中国建立了一套技术要求较高的大型液压压力机,70年代后,中国开始向各个国家出口各种吨位的锻造压力机设备。
二、机械压力机伺服化改造的设计总体架构伺服压力机的数控系统总体架构以上位机、数据交互及运动控制模块为主。
上位机，可实现系统图形化的界面设计，基本功能以显示系统状态、加工曲线及吨位管理、参数管理、模具保护、电子凸轮等为主；数据交互模块，主控芯片选定Cortex-M3式架构MCU，该模块借助DPRAM和运动控制单位实现数据交互，把运动控制模块数据经CAN通信及时传递至上位机，通过系统界面显示出来。
基于OPC协议的高性能伺服压力机控制系统研究
步 。
作者简介 ： 张李超（ ９ ５ ） １７ 一 ，男，博士，副教授 ，从事材料成形装备
研究
这 种 同 步 直 驱 式 传 动 不 仅 结 构 简 单 ，滑 块 行 线 任 意 可 调 ， 制 精 度 高 ， 且 在 全 行 程 范 围 内 控 而
２网 野 （ 汉 ） 科 技 有 限 公 司 ， 北 武 汉 ４ ０ ７ ． 武 高 湖 ３ ０ ４） 摘 要 ： 究 了 １ ０ ｋ 伺 服 压 力 机 的 控 制 系 统 。 为 了满 足 伺 服 压 力 机 大 型 化 发 展 的 需 求 ， 械 系 统 采 用 研 ０ ０Ｎ 机 双 螺 杆 驱 动 结 构 ， 通 过 虚 拟 主 轴 同 步 控 制 及 优 化 设 计 机 械 结 构 ， 决 了双 电机 同 步 控 制 难 的 问题 ； 对 运 并 解 针 动 曲线 设 计 柔 性 化 、 单 化 的 需 求 ， 出 了一 种 三 次 样 条 拟 合 的 曲 线 规 划 方 法 ， 实 现 伺 服 压 力 机 自定 义 运 简 提 以 动 曲线功 能 ；控 制 系统采 用 上位 Ｐ Ｃ机 与运 动 控 制 器 的 架 构 模 式 ， 通 过 ＯＰ Ｃ通 讯 协 议 实 现 Ｐ Ｃ机 与 西 门 子 Ｓｍｏｉｎ运 动 控 制 器 之 间 的参 数 传 递 互 联 。 ｉ ｔ ｏ 关 键 词 ： 械 设 计 ； 服 压 力 机 ； 步 控 制 ； 动 曲 线 ； Ｐ 通 讯 机 伺 同 运 Ｏ Ｃ
点 ， 作 性 能和 工艺适 应性 大 大提 高 。 工
目前 ， 日本 各 个 著 名 的 压 力 机 制 造 厂 商 ， ＡＩ 如 —
ＤＡ 、 ＫＯＭＡＴ Ｕ 、 Ｓ ＡＭＩ 、 ＮＯＭＯＴ 等 公 司 均 推 出 ＮＯ Ｅ Ｏ
机械压力机伺服化改造的设计与研究
机械压力机伺服化改造的设计与研究摘要：伺服压力机技术自从20世纪90年代中后期在日本提出以来得到了迅速发展，目前在金属成形工业中已得到广泛应用。
与采用飞轮和离合器进行储能和传动的传统压力机相比，伺服压力机通过伺服电机为滑块提供冲压动力，具有控制灵活、精度高及节能环保等巨大优势，可显著提高生产效率和良品率，并且能够降低冲击、保护模具，最终降低生产成本。
伺服电机可灵活控制转速和出力，但是相比传统压力机的飞轮方案，伺服压力机的转矩较小，这对伺服压力机的传动系统设计提出了特殊要求，从而导致多种不同伺服传动方式的提出。
关键词：机械压力机；伺服化；改造1 技术要求本文研究任务是对一台公称力为1 100 kN的电动机械压力机进行修复和伺服化改造。
改造工作要求将原有的三相异步电机更换为伺服电机，并开发相应的控制器和驱动器，实现压力机的伺服化运行。
改造后的压力机控制和动力系统结构示意如图1所示。
图1 改造后的压力机控制和动力系统结构示意改造工作保留原压力机的机械部件，即图1中从减速箱中的齿轮1到滑块之间的全部传动系统，仅更换电机并增加包括伺服驱动器和中央控制器在内的电控系统。
电机与减速箱输入轴相连，带动整个机械系统运行。
与电机同轴的电机编码器将电机转子位置信号反馈给伺服驱动器，完成位置精确控制。
中央控制器通过曲轴(曲柄的旋转中心O)编码器获得曲柄角度，从而能够获取滑块位置。
改造后的压力机在保留原设备基本性能指标的基础上，增加了伺服冲压功能，即滑块能够进行任意加减速控制，从而实现各种不同的冲压模式。
改造后的伺服压力机的基本技术要求为：连续运行模式下最高效率为50冲程/分钟；公称力行程为3 mm; 曲轴在0和最大速度之间的加减速过程所旋转过的角位移不超过10°。
伺服化设计工作包括电机选型、伺服驱动器和控制器软硬件设计以及伺服控制算法实现等。
为此，需预先了解压力机的主要技术参数，如表1所示。
2 传动系统分析首先对压力机传动系统进行运动学和动力学的具体分析计算，以便为后续电机选型提供理论指导。
伺服压力机智能化关键技术研究及示范应用项目简介
伺服压力机智能化关键技术研究及示范应用项目简介《伺服压力机智能化关键技术研究及示范应用项目简介》摘要：伺服压力机是一种常用的机械设备，在工业领域的应用非常广泛。
为了提高生产效率和产品质量，研究人员对伺服压力机的智能化关键技术进行了深入研究，并成功开展了示范应用项目。
本文介绍了该项目的研究目标、技术方案和实施效果，对伺服压力机的智能化提升提供了有益的借鉴和启示。
1. 研究目标：该项目的主要目标是实现伺服压力机的智能化操作和自动化控制，以提高机器的生产效率和生产品质。
通过应用先进的传感器技术、数据采集和处理技术，将实现对压力机运行状态的实时监测和智能化管理。
2. 技术方案：该项目主要涉及以下关键技术的研究和应用：(1) 传感器技术：通过装配各种传感器，如压力传感器、位移传感器等，实现对压力机各项参数的实时监测和数据采集。
(2) 数据处理技术：通过对采集到的数据进行处理和分析，提取有关压力机运行状态的关键信息，为后续的智能化控制提供基础。
(3) 智能化控制技术：基于上述数据处理结果，开发适应不同工况的智能化控制算法，实现对压力机的自动化控制和优化运行。
3. 实施效果：通过对该项目的实施和示范应用，取得了以下效果：(1) 生产效率提升：伺服压力机的智能化操作和控制，使得生产过程更加精准和高效，大大提高了生产效率。
(2) 生产品质提升：通过实时监测和控制，避免了由于操作误差而引起的产品质量问题，提高了产品的一致性和稳定性。
(3) 能耗降低：智能化控制算法的应用将压力机的运行与负载需求相匹配，减少了能耗浪费，实现了可持续发展的目标。
(4) 成本节约：智能化操作和控制使得对操作人员的技术要求降低，同时减少了出错率，节约了成本。
总结：该项目的成功实施和示范应用，为伺服压力机的智能化发展提供了有力的技术支持和应用借鉴。
未来，随着智能化技术的不断进步，伺服压力机的智能化将得到更好的发展和应用。
用于火工品压制的伺服压力机控制系统
火工品作为武器弹药和其他爆燃系统的关键组 件，对于其装配主体性能有着决定性的影响，因此 保证火工品质量就变得尤为重要。火工品的质量除 了与所用材料、产品设计等因素有关外，更重要的 是必须有可靠的生产工艺保证，这一点更是在实际 生产中被放大。而在火工品的整个生产工艺中，压 药工艺是其生产过程中最为关键的工艺之一 [1] 。压 药过程中的压力精度、加压速度和保压时间等参数 都对火工品的质量有着重要影响。目前，我国大多 数火工品厂仍普遍采用手扳杠杆压力机、气动压力 机或秤式杠杆压机进行小吨位的火工品压制。上述 压药方式普遍存在压力精度及稳定性差，更换产品 时设备调整不方便、数字化程度低等缺点，最终导 致生产出来的火工品良品率低，且安全隐患多 [2]。
Study on Servo Press Control System for Pressing of Initiating Explosive Device
Zhao Jianshu, Liu Hui
( Center of Ammunition Charging, Automation Research Institute of China South Industries Group Corporation , Mianyang 621000, China ) Abstract: Aiming at the low accuracy, poor stability and other problems of common use pressing modes in Chinese initiating explosive device manufacturing process, design an overall explosion-proof electronic servo press device, and focused on the building of control system and the design of pressure control algorithm. Based on the specific process requirements and technical specifications of a certain initiating explosive device pressing process, determined the overall structure and design of the electrical control system for the press, combined with pressure controlled target characteristics in the pressing process, designed a pressure control strategy which is based on the PID with variable speed integral, and carried out the pressing test. The results showed that the effect of the method in this paper is obviously better than the classical PID algorithm, output pressure in the effective working range successfully achieved the technical requirements which are forced accuracy of 0.3%, and the explosion-proof electronic servo press has been successfully used in the initiating explosive device pressing process of a Chinese factory. Keywords: initiating explosive device; electronic servo press; pressure control; variable speed integral可靠性高、柔性好的火工品压制生产设 备对提高我国火工品生产能力和水平具有非常重要 的意义。笔者所在团队基于当前火工品生产压制现 状，创新性地设计了 1 台整机防爆的精密电子伺服 压机。该压机能够达到 0.3%以上的压力精度，其压 力在 100 ～ 2 000 kg 范围可调，保压时间可以随意 设定，真正实现了火工品压制过程中的柔性化和数 字化。而上述性能指标的成功实现是以一个高效稳 定的控制系统为核心和基础的。基于此，笔者重点 研究了该压机的控制系统搭建及压力控制算法设 计，使得压力控制精度等性能指标能够满足设备的 技术要求。
基于牛顿迭代算法的伺服压力机控制系统研究
基于牛顿迭代算法的伺服压力机控制系统研究I. 绪论A. 研究背景B. 研究目的C. 研究意义D. 研究方法E. 研究内容II. 相关技术理论介绍A. 压力机液压系统的基本原理B. 牛顿迭代算法基础理论C. 牛顿迭代算法在压力机控制中的应用III. 基于牛顿迭代算法的伺服压力机控制系统设计A. 系统框架设计B. 系统算法设计C. PID控制器设计D. 触摸屏人机界面设计IV. 系统仿真与实验分析A. 系统建模与仿真B. 实验装置与实验步骤C. 实验结果分析与讨论V. 总结与展望A. 研究成果总结B. 研究不足与展望C. 研究对压力机控制的贡献第一章：绪论A.研究背景伺服压力机是一种高精度机械设备，广泛应用于汽车、航空、轨道交通等行业的生产加工中。
压力机的控制系统对于机械加工的精度和效率具有重要的影响。
随着人类科技的不断发展和进步，压力机的自动化水平逐渐提高，压力机控制系统的研究与应用也愈发重要。
因此，设计一种高精度的伺服压力机控制系统具有重大实际意义。
B.研究目的本文旨在探究基于牛顿迭代算法的伺服压力机控制系统，通过数学模型的建立和仿真实验的对比验证，提高压力机的加工精度和效率。
具体目标如下：1. 建立基于牛顿迭代算法的压力机控制系统模型；2. 搭建仿真实验平台，比较常规PID控制器与本文提出的基于牛顿迭代算法的控制器的效果；3. 分析实验结果，总结提高压力机加工精度和效率可行的方法。
C.研究意义伺服压力机是加工行业中不可或缺的设备，其控制系统直接关系到加工质量和效率。
本文探究基于牛顿迭代算法的伺服压力机控制系统，旨在提高压力机加工的精度和效率，促进制造业的发展和智能化升级。
D.研究方法本文采用牛顿迭代算法对压力机控制系统进行控制，数学建模利用了压力机液压系统的基本原理，并采用MATLAB进行仿真实验分析。
E. 研究内容本文研究内容主要包括4个方面：1.分析伺服压力机的工作原理；2.介绍牛顿迭代算法基础理论；3.设计基于牛顿迭代算法的伺服压力机控制系统；4.分析仿真实验结果，总结提高压力机加工精度和效率的可行方法。
基于MATLAB仿真的伺服电机动态特性分析
基于MATLAB仿真的伺服电机动态特性分析摘要：伺服电机（servo motor ）是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。
伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。
在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
伺服电机的高精度和高效性需要良好的控制系统发挥其作用，本文主要根据伺服电机动态特性方程建立直流伺服电机系统方程，并利用MATLAB中的Simulink组件对系统进行仿真，获得了反映系统性能的曲线，对仿真结果进行了比较分析。
结果表明，应用MATLAB进行系统仿真具有方便、高效及可靠性高等优点。
关键词：伺服电机；MATLAB；动态特性Simulation of servo motors dynamic characteristic analysis based on MATLABAbstract: servo motor is the engine to control machine elements operation in the servo system, is a kind of indirect subsidies motor speed device. It can keep the control speed, position precision very accurate; transform the voltage signal into torque and speed to drive the control object. In the automatic control system, it used as actuators, convert the electrical signals received to motor shaft or the angular displacement of the angular velocity and output them. It is divided into two categories: Dc and ac servo motor, its main characteristic is, when the signal voltage is zero there is without rotation phenomenon, and speed decline along with the increase of torque and uniform. Accuracy and efficiency of the Servo motor need good control system, in this paper, according to the dynamic characteristics of the servo motor equation to establish the dc servo motor system equation, and use the Simulation, components of MATLAB, to simulink the system, obtained reflect the system performance curve, and compare the simulation results. It shows that, it is convenient, efficient and high reliability by MATLAB simulation system.Keywords: servo motor; MATLAB; dynamic behavior引言：直流伺服电动机具有响应迅速、精度和效率高、调速范围宽、负载能力大、控制特性优良等优点,被广泛应用在闭环或半闭环控制的伺服系统中,其动态性能对整个伺服系统的性能有着重要影响。
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Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ Ｓｅ ｒ ｖ ｏ Ｐｒ ｅ ｓ ｓ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＲＭ
ＺＩ － Ｉ Ａ Ｏ Ｙｉ ｎｇ － ｃ ａ ｎ
（ Ｒａ ｐ ｉ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｔ ｙ ｐ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｈｕ ａ ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｗｕ ｈ ｎ ａ ４ ３ ０ ０ ７ ４ Ｃｈ ｉ ｎ ａ）
赵 英 灿
（ 华 中科技大 学快速成形 中心 ， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４ ）
摘
要： 本论 文针对伺 服压 力机冲压 工艺特征要求 ， 研 制一种变速压 力机的驱动系统 。 该系统 采用永磁无刷直流 电动机取代传统的异
步电动机做 主传动装置 ， 建立 了基于 ＡＲ Ｍ 的数字伺服 电机控 制系统 ，对 系统相关软硬件及其构成进行 了详 细设 计和分析 ，
１ 引言
随着 制造 业 朝着 生 产 规模 化 、 产 品个 性 化 的方 向
发展 ， 产 品型号变化 加快 ， 生产批量 相对变小 ， 多种 型号
的压 力机 数字控 制 系统 ， 对 提高材 料加工 技术 的水平 和 加工装 备 的数 字化 能力具 本结 构及 对 控制 系 统 的要求 与 传 统压 力机 比较 ， 伺 服压力机 取消 了原有压 力机 的飞 轮和 离 合器 ， 保 留了 曲柄 滑块驱 动机 构 ， 其传动 系统 采用一 级 齿 轮减 速 系 统 ， 将 其 运 动和 动 力 传递 给压 力 机 的 曲 轴， 由 曲轴 的转 动实现 压力 机 的往返运 动 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ，Ｔｈ ｅ ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｕ ｓ ｅ ｓ ａ Ｐ Ｍ Ｂｒ ｕ ｓ ｈ ｌ ｅ ｓ ｓ ＤＣ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｔ ｏ ｒ ｅ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ ｍｏ ｔ ｏ ｒ． Ａｎ ｄ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｓ ａ ｎ ＡＲＭ — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ， ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎｓ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｅ ｓ ｏ ｆ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｎ ｄ
ｉ ｔ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ． Ｃｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｐ ｌ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ａ ｎ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
行 业 应 用 与 交 流
ｎ ｄ ｕｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｓ ａ ｎｄ Ｃ０ｍｍ ｕ ｎｉ ｃａ ｔ ｉ Ｏ ｎ ｓ
自 动 化 技 术 与 应 用 ２ ０ ｌ ３年第 ３ ２卷 第 ５期
基于 Ａ Ｒ Ｍ 的伺 服压 力机 控 制 系统 的研 究
ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｔ ａ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ； ＡＲＭ ； ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ； ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ
化都 促 进 了锻 压 设备 行业 的重大 变 革 。在 需 求 的推 动 下， 目前 ， 世界上 出现伺 服 电机直 接驱 动的伺 服压力 机 ， 能够 满足塑性加工 、难成形 材料成形 、复 杂形状零 件成
结合计算机上 位机 的工艺规划 ， 可实现对压力机 滑块变化速率和运行 曲线的控制 。 关键词 ： 伺服压力机 ； ＡＲ Ｍ； 控制系统 ； 可变速度 中图分 类号 ： Ｔ Ｐ ２ ９ 文献标 识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ 【 ） 【 】 ３ —７ ２ ４ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ７ ３ — ０ ４
同时 ， 伺服压 力 机对 控制 系统 有更 高的要 求 ， 一般
共 线生 产 、覆盖 件大 型化 ， 一体 化 的趋 势 日益 明显 ， 要 求压 力机 不仅 能够高速 度 、高精 度 、大 负载 的运转 ， 而
且应 具有 更大 的柔性 ， 能迅 速 、方便地 改变输 出运动 规
律 。 以上 这些 不 断提 高 的加 工 工艺 和 生产 条件 的多样