一种基于运动控制卡的步进电机控制系统
基于CPAC运动控制卡的AGV控制系统开发
为简化规划， 髋关节在步行过程中设定高度不变， 髋 部不绕 z 轴旋转， 即整个步行过程中左右髋关节在前向平 面内重合。 髋关节各关键时刻的坐标如表 1 所示， 设定髋 关节在 t0、 t4 时刻 x 方向上的速度为其整个步态周期的平均 速度 Ds ／ T。 利用类似于脚掌轨迹规划样条插 值 方 法 对 髋 关 节 x 方向的运动进行规划， 规划出髋关节的运动轨迹 ［4］。
的范围， 降低了系统开发的难度。
关键词： AGV； CPAC； GCSP ／ GRT
中图分类号： TP273
文献标识码： A 文章编号： 1009－9492 (2011) 02－003 Guided Vehicle） 是轮式机器人的特 别应用， 以电池作为动力， 一般安装有非接触导向装置， 是广泛应用于柔性搬运系统和自动化仓库中的一种无人驾 驶自动化搬运车辆。 AGV 主要的特点是能够根据预先设定 的程序和行驶路径， 准确、 快速地到达指定地点， 完成一 系列的作业任务。
分。 参数设置包括速度参数设置和位置参数设置， 参数设 置的恰当与否， 关系到小车的起停、 加减速以及运行的平 稳性等方面； 状态判断则主要是对小车的实时状态的显 示， 如电池电量、 故障报警等。
小车采用了瑞士 maxon 电 机 和 驱 动 器 ， 通 过 预 先 设 定 的路径和所用的驱动器及电机参数的设置， 在计算机上进 行了模拟仿真， 并随后进行了试验， 结果表明： 小车运行 平稳， UNLOAD 状态下的小车控制准确、 迅速。
利 用 CPAC 构 建 的 AGV 控 制 系 统 ， 由 于 是 采 用 的 PC 结 构 作 为 公 共 平 台 ， 使 每 一 台 AGV 都 能 够 作 为 一 个 独 立 的 系 统 存 在 ， 即 是 说 每 一 台 AGV 都 可 以 作 为 另 一 台 AGV 的上位机而存在， 增强了灵活性， 节约了成本； 同时， 对 于系统的升级改造而言， 通过更换相应的控制卡系列， 可 以轻松的完成产品的更新换代， 极大地减少了后续投入。
基于PCI_1750数据采集卡的步进电机控制系统设计
第24卷第1期2010年1月山东理工大学学报(自然科学版)Journal of Shandong University of Technology (Natural Science Edition )Vol.24No.1J an.2010收稿日期:2009204229作者简介:姜培昌(1984-),男,硕士研究生.E 2mail :jpc100@文章编号:1672-6197(2010)01-0093-03基于PCI 21750数据采集卡的步进电机控制系统设计姜培昌,卢军霞,赵庆志(山东理工大学机械工程学院,山东淄博255049)摘 要:为了方便可靠地控制步进电机,设计了基于“PC +数据采集控制卡”的系统控制方案.通过VC ++6.0调用数据采集控制卡中的运动函数库,动态改变脉冲频率,控制电动机的转向和转速,实现步进电机的多轴运动控制.实验表明该控制系统能够很好地满足控制要求.关键词:步进电机;数据采集;运动控制中图分类号:TP23文献标识码:ADesign o f step m otor controlling system b ased on d ata acquisition card PCI 21750J IAN G Pei 2chang ,L U J un 2xia ,ZHAO Qing 2zhi(School of Mechanical Engineering ,Shandong University of Technology ,Zibo 255049,China )Abstract :In order to cont rol step motor co nveniently and reliably ,a controlling system based on PC and data acquisition control card was designed.U sing language of VC ++6.0,t he movement f unction library in cont rol 2card can be programmed to change t he f requency of imp ulse contro1t urning and revolution and realize more axels movement of step motor.Experimental result s indi 2cate t hat t his system could meet t he demand of cont rol.K ey w ords :step motor ;data acquisitio n ;movement cont rol 步进电机的控制方式有:单片机系统控制、PL C 控制、专用系统控制和运动控制卡控制.单片机系统成本低,但开发难度大、周期长,适用于大批量产品.PL C 控制适用于运动过程简单、运动轨迹固定的设备.专用控制系统用于专业行业或专用设备,如数控车床、数控铣床.而运动控制卡控制由于计算机的强大功能,具有较强的柔性,可用于运动过程和运动轨迹较复杂的设备[1].本系统采用“PC +数据采集控制卡”,利用V C ++6.0开发该步进电机的运动控制系统,并通过实验验证控制效果.1 PCI 21750数据采集控制卡的原理及应用 PCI 21750是一款功能强大的PCI 总线半长卡,能提供16路隔离数字量输入通道、16路隔离数字量输出通道及一个带输入信号的隔离计数器/定时器.由于带有2500VDC 隔离保护及支持干接点,PCI 21750非常适合需要高电压保护的工业应用场所[2].PCI 21750每个I/O 通道对应PC 机I/O 端口的一位,使得对PCI 21750编程非常方便.该卡还提供了一个计数器或定时器中断,以及两个数字量输入中断,用户可以方便地用软件对它们进行配置.PCI 21750与PC 机构成主从式控制结构,PC 机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作;PCI 21750数据采集控制卡完成运动控制的各种细节,依靠输出的脉冲频率和方向信号控制电动机的升降速和转向,并实时采集限位开关、急停等外设信号实现相应动作.由于驱动器的脱机信号PD 为选用信号,因此,只在一些特殊情况下使用,此端输入一个高电平时,电动机处于无力矩状态;此端为低电平或悬空不接时,此功能无效,电动机可正常运行;若用户不采用此功能,只需将此端悬空即可,本文选择悬空的方案.每块PCI 21750卡有16路隔离数字量输出通道,可控制8轴步进电机(本系统控制6轴步进电机),并支持多卡共用实现多于8个运动轴的控制,且能提供各种运动控制功能.用户可根据控制系统的要求调用PCI 21750运动函数库中的指令函数,开发出满足要求而且成本低廉的多轴运动控制系统.2 步进电机控制系统的硬件设计2.1 数字量输入电路设计数字量输入电路的作用是把外部检测信号反馈给计算机,以便计算机及时响应做出调整,实现步进电机的准确、实时控制.PCI 21750有16路隔离数字量输入通道IDI0～IDI15,两个I/O 通道(IDI0和IDI8)可用来产生硬件中断,用户可以通过中断控制寄存器来选择中断源.数字量输入电路分为干接法和湿接法.干接法是使用导线将输入通道的IDI 接口直接与地连通;湿接法是在输入通道IDI 接口与地之间施加5～48V DC 的电压.特别注意的是,当使用湿接触输入时,如果电源内部阻抗过大(大于5k Ω),就会发生故障.使用一个额定阻值为5k Ω、额定功率为0.5W 的电阻和电压源并联,以免电压源内部电压过大;同时保证不能将电压负端接到隔离输入管脚,以免损坏板卡[2].由于干接法电路设计简单,而且不会因为失误损坏板卡,所以本方案采用干接法,图1为传感器信号读入计算机的电路.图1 传感器信号输入电路2.2 数字量输出电路设计PCI 21750有16路隔离数字量输出通道,每个输出通道都有一个达林顿晶体管,每8个输出通道使用相同的集电器并且为感性负载集成一个抑制二极管.上电、硬件复位或软件复位后,每个输出通道默认输出低电平.在每个输出通道外接5～40V 电压时,输出打开,电流将由外部电压源流入到板卡.通过每个GND 的电源不能超过200mA ,通过使用扩展地端CN5使电流流到外部电压源地端[3].因此,PCI 21750是通过回路把输出通道IDO 与外部电路导通,本质上是持续信号,其外部电路如图2所示.图2 步进电机的控制电路 本方案外接5V 直流电源,当IDO 通道不导通时,图2中A 点的电压为5V ;当IDO 通道导通时,外部5V 电源通过电阻、IDO 通道和地GND 形成回路,此时A 点的电压为0V ,即可为步进电机驱动器提供所需要的脉冲信号.脉冲信号的控制是通过软件来实现的,使用IDO 通断函数进行脉冲信号的发送,其频率根据通断时间间隔控制.COM1是IDO0～IDO7的公共端,组成port0口用来控制步进电机的方向;COM2是IDO8～IDO15的公共端,组成port1口用来控制步进电机的脉冲.方向信号和脉冲信号共同作用于驱动器从而控制步进电机.49山东理工大学学报(自然科学版)2010年 3 步进电机控制系统软件设计使用VC++6.0进行软件开发,可以充分利用其固有资源,从而有效降低软件开发成本、增强软件的维护性并扩大软件的适应范围.本系统采用VC ++6.0为软件开发平台,程序设计步骤如下:1)安装PCI21750驱动 用研华Windows设备驱动接口函数,必须用到Adsapi32.dll,确保研华设备管理器(Advantech Device Manager)已经安装.2)创建工程 从主菜单栏中选择File/New新建应用工程和源文件.定义新工程类型为“Win32 Console Application”,定义平台为“Win32”并指定一个工程文件路径.3)添加头文件和静态库文件 添加研华设备驱动中的Include头文件(Driver.h),在VC++工作区中右键点击Header Files向工程中添加头文件,可以看到头文件中关于变量定义、参数声明和DLL 函数调用等,应用程序中会用到这些定义;同样方法添加Adsapi32.lib,使应用程序目标文件和设备驱动库链接起来.4)添加程序 主要使用到的函数如下:☆L RESUL T DRV_DeviceOpen(ULON G DeviceNum,LON G3Driver Handle);/3通过指定的设备号(DeviceNum)来打开一个已经安装的设备,返回设备句柄Driver Handle以备后续操作.与指定设备相关的所有操作都必须使用指向该设备的句柄(Driver Handle)3/☆L RESUL T DRV_Dio WritePortByte(LON G Driver Handle,L P T_Dio WritePortByte lpDio2 WritePortByte);/3向某个DO端口写一个字节的数据,此函数可以实现多个步进电机同时动作3/L RESUL T DRV_Dio WriteBit(LON GDriver Handle,L P T_Dio WriteBit lpDio Write2 Bit);/3向某个DO(Digital Outp ut)端口(Port)写一个位的数据,实现对单个电机单独控制3/☆L RESUL T DRV_Dio ReadPortByte( LON G Driver Handle,L P T_Dio ReadPortByte lp2 Dio ReadPortByte);/3读取某个DI端口的输入状态.3/☆L RESUL T DRV_DeviceClo se(LON G3 Driver Handle);/3关闭由设备句柄Driver Handle指向的设备,释放为该设备分配的资源.3/4 结束语介绍了PCI21750数据采集控制卡的工作原理及其应用,设计了PCI21750数据采集控制卡输入输出电路,在VC++6.0环境下实现了6轴步进电动机的独立运动和插补运动.实验证明,采用“PC+数据采集控制卡”的方案控制步进电机,具有可靠性好、集成度高、使用方便等优点,并且可以大大缩短系统研制和开发周期,满足用户对步进电机的不同控制要求.参考文献:[1]张明亮,史小路.基于运动控制卡的步进电机随动系统设计[J].机电产品开发与创新,2007,20(1):1382139.[2]孙福珍,左洪福.一种新型步进电机控制系统的设计[J].控制与应用技术,2007,34(6),24225.[3]周志明.基于运动控制卡的步进电机控制系统[J].煤矿机械,2004(3),95297.(编辑:郝秀清)59第1期 姜培昌,等:基于PCI21750数据采集卡的步进电机控制系统设计。
一种步进电机控制系统及其控制方法[发明专利]
![一种步进电机控制系统及其控制方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/9cc666ba690203d8ce2f0066f5335a8102d26604.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011415807.3(22)申请日 2020.12.03(71)申请人 陈岳海地址 246306 安徽省安庆市潜山县黄铺镇云丰村上冲组1号(72)发明人 陈岳海 (74)专利代理机构 上海茸恒专利代理事务所(特殊普通合伙) 31408代理人 袁威(51)Int.Cl.G06F 21/32(2013.01)H02P 8/36(2006.01)(54)发明名称一种步进电机控制系统及其控制方法(57)摘要本发明涉及步进电机控制技术领域，尤其为一种步进电机控制系统及其控制方法，包括wujian100系统、wifi模块、57步进电机、摄像单元、阿里云平台、手机APP、计算机摄像头和手机摄像头，所述摄像单元包括热成像摄像头和图像摄像头，所述热成像摄像头和图像摄像头的输出端均与wujian100系统的输入端单向电连接；本发明能够对电机的运行状况进行图像监测，便于工作人员查看警报是否为误判，同时采用人脸和账号双重验证，系统安全性更高，解决了步进电机控制系统中的电机测温模块易受周边环境的温度影响，进而导致系统误判并发出错误的警报，同时工作人员在通过网络端登录系统时仅采用账号验证，容易被其他非法人员冒用，系统安全性较低的问题。
权利要求书2页 说明书5页 附图2页CN 112487386 A 2021.03.12C N 112487386A1.一种步进电机控制系统，包括wujian100系统、wifi模块、57步进电机、摄像单元、阿里云平台、手机APP、计算机摄像头和手机摄像头，其特征在于：所述摄像单元包括热成像摄像头和图像摄像头，所述热成像摄像头和图像摄像头的输出端均与wujian100系统的输入端单向电连接，所述wujian100系统的输入端单向电连接有温湿度模块，所述wujian100系统的输出端分别单向电连接有继电器模块和步进电机驱动器，所述继电器模块和步进电机驱动器的输出端均与57步进电机的输入端单向电连接，所述wujian100系统的输入端双向电连接有CPU串口屏，所述wujian100系统的输入端与wifi模块的输出端双向电连接，所述wifi模块的输入端与阿里云平台的输出端双向电连，所述阿里云平台的输入端与手机APP 的输出端双向电连接，所述wujian100系统的输入端双向电连接有验证单元，所述验证单元包括人脸识别模块、账号验证模块和验证中心。
基于NI运动控制卡的伺服电机控制系统研究
基于NI运动控制卡的伺服电机控制系统研究作者：贺昌勇张厚江路敦民祖汉松王朝志来源：《科技视界》 2014年第12期贺昌勇1 张厚江1 路敦民1 祖汉松1 王朝志2(1.北京林业大学工学院，中国北京 100083；2.北京中科泛华测控技术有限公司，中国北京 100192)【摘要】本文介绍了一种基于NI运动控制卡的伺服电机控制系统。
该系统采用美国国家仪器的PCI-7344运动控制卡产生脉冲和方向信号、UMI-7774接线盒、台达伺服驱动器、台达伺服电机，用Labview图形化编程软件编程，调用运动控制卡的相关函数进行运动控制。
可以动态控制轴的转速和转向，实现一个轴的往复运转，而且可以实现两个轴的同步。
【关键词】NI运动控制卡；伺服电机；运动控制；LabviewServo Motor Control System Based on the NI Motion Controller BoardHE Chang-yong1 ZHANG Hou-jiang1 LU Dun-min1 ZU Han-song1 WANG Chao-zhi2（1.School of Technology Beijing Forestry university, Beijing 100083，China;2.Beijing Zhong Ke Fan Hua Technology Co., Ltd., Beijing 100192，China）【Abstract】A kind of servo motor control system based on the NI motion controller board was introduced. The system adopts national instruments PCI-7344 motion controller board to generate pulse and direction signals, UMI-7774 terminal block, Delta servo drive ,Delta servo motor and use Labview which is a kind of graphical programming software to design operating screen program, through recalling the related function of motion controller board to motion control. The system can control speed and direction of axis dynamically, realize an axis reciprocating, what’s more it can make two axes synchronous.【Key words】NI motion controller board; Servo motor; Motion control; Labview目前，伺服电机常见的控制方式有单片机控制、DSP控制、ARM控制、PLC控制、PC机+运动控制卡等。
基于PCI-1240运动控制系统
ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ． Ｂｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｍｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｒ ｙ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ — ｃ ａ ｒ ｄ ａ ｎ ｄ ａ ｌ ｔ ｅ ｉｎ ｒ ｇ ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ， ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｄ ｔ ｏ ｒ ｅ ｌｉ ａ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｅ ｐ ｐ ｅ ｒ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｅ ｎ ｌ ｏ ｏ ｐ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｈ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｌ ｏ ｗ ｃ ｏ ｓ ｔ ，ｈ ｉ ｇ ｈ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ， ｇ ｏ ｏ ｄ ａ ｄ ａ ｐ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ — ｓ ｉ ｒ ｂｌ ａ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｃ ａ ｒ ｄ； ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ；ｓ ｔ ｅ ｐ ｐ ｅ ｒ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ； ＰＣ Ｉ 一 １ ２ ４ ０
ｃ ａ ｒ ｄ ＰＣ Ｉ 一 １ ２ ４ ０ ｔ ｏ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ｌ ａ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ １ ．１ １ １ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｓ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｏ ｆ ｔ Ｖｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｂａ ｓ ｉ ｃ ｔ ｏ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｈ ｕ ｍａ ｎ — ｍａ －
基于运动控制卡的点位控制系统设计
- 1 -高 新 技 术０ 引言旋耕机作为现代农业机械装备中的主要装备，其可以达到叠加一般犁耙几次作业的碎土效果，缩短了整理农田的时间，在市场中有较大的需求。
在其制造过程中，旋耕机刀轴和刀具间的焊接工艺水平对整机的产品质量有较大影响。
国内的绝大多数小型企业采用人工手动的方式对旋耕机刀轴与刀具进行焊接，劳动强度大，工作效率低，刀轴质量得不到保证。
该文提出了1种基于运动控制板卡的旋耕机刀轴与刀具焊接工序数字点定位控制系统，该系统价格较低，特别适合中小企业使用。
该焊接系统的定位控制采用通用软件平台（VB）开发的监控平台，其适用于中小型监控系统，具有系统开发周期短和工艺适应性强等特点，并且它还适用于一些有特殊功能性要求的运动控制系统中。
１ 硬件构成１．１ ＡＤＴ８９４９控制卡介绍ADT8949是32 位PCI 总线式运动控制器，它可以做到即插即用，并实现四轴脉冲控制，脉冲输出频率为5 MHz。
四轴编码器反馈，频率高达4 MHz，可以选择A/B 相脉冲输入。
其有32位计数和4 倍率，支持硬件序列号。
DSP+FPGA 专用运动芯片技术可以提供高速、高性能、轨迹平滑和优化速度的保障。
脉 冲 输 出 类 型包括脉 冲 + 方 向 （PUL+DIR） 和双 脉 （CW+CCW）。
抗干扰方面采用了36 路全部光耦隔离的数字输入，32 路集电极开路输出。
2 路DA 模拟量输出信号范围为0 V~10 V ，精度为0.01 V。
该运动控制板卡是1种基于PCI 总线的板卡，可以插入计算机的PCI 扩展槽，通过接口板与驱动器和外部控制信号端子连接，在PC 机上基于通用软件VB 开发的控制软件可以实现插补运算和逻辑信号处理，从而控制工作平台的运动。
采用通用编程语言（例如VB）时，调用函数库内的函数就可以控制驱动器及驱动电动机，同时还可以控制工作台的运动。
１．２ 系统接线图系统的参考电气接线图，如图1所示。
控制系统硬件由PC、ADT8949运动控制卡、ADC-9192接线板、步进电机驱动器、步进电机、I/O 开关信号和交流转直流电源变换器等组成。
基于运动控制卡的四关节机械手臂控制系统设计
基于运动控制卡的四关节机械手臂控制系统设计一、绪论机器人技术是现代制造业不可或缺的一项技术。
本文基于运动控制卡的四关节机械手臂控制系统设计，旨在为实现机械手臂自动化控制提供可行性方案。
二、系统设计1. 系统硬件设计本系统所需的硬件主要包括四关节机械手臂、运动控制卡、步进电机和电源等。
其中，四关节机械手臂是负责完成各种工业自动化任务的主体，步进电机则是实现机械手臂动作的技术支撑，而运动控制卡则是机械手臂的数字控制核心。
具体设计如下：（1）机械手臂方案设计本系统中采用的机械手臂为四关节机械手臂，具有控制灵活、可靠性高、精度高等特点。
关节采用电机驱动，能够在不同工作场景下自由调整角度，实现不同的物体抓取、移动等功能。
（2）步进电机方案设计步进电机是一种精度高、可靠性好的电机类型，特别适合用于机器人控制系统中。
本系统中采用的步进电机二相四线式，具有卓越的控制性能，用于实现机械手臂各关节电机的控制。
（3）运动控制卡方案设计运动控制卡主要负责机械手臂的数字化精确控制，本系统中选择采用PLC型控制卡，能够更好地控制机械臂的位置、速度、加速度等。
（4）电源及配件方案设计本系统采用的电源功率为24VDC，适用于各组件电压要求，同时提供相应的配件，如闸刀、接触器、熔断器、告警灯等，以确保系统稳定性、可靠性和安全性。
2. 系统软件设计本系统采用Visual C++和PLC编程软件S7-200为开发工具，主要功能设计如下：（1）运动控制程序设计运动控制程序应具有良好的实时性和稳定性，应能够实现机械手臂的控制命令，包括位置、速度、加速度等。
程序开发需要嵌入PLC软件中进行。
（2）图形化界面设计图形化界面应当直观、简单易操作，并能够实时显示机械臂的动态，以及控制参数的变化情况。
程序开发可以采用MFC框架实现。
三、总结本文基于运动控制卡的四关节机械手臂控制系统设计，提出了系统硬件和软件设计的相关方案。
该系统设计方案能够实现机械手臂的自动化控制，具有较高的准确度和可靠性，为工业自动化生产提供了一种可行技术方案。
基于运动控制卡的6-DOF切削机器人控制系统设计
控制卡 ”的开 放式控制方案 。在 Ｗｉ ｎ ｄ ｏ ｗ ｓ 操作系统上 ，通过Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ ｃ ＋ ＋ ６ ． Ｏ 编辑界面程序 ， 调用 控制卡 的运动库 函数 ， 结 合控制 卡产生 的脉冲信 号和方 向信号控 制步进 电机的运 转 ，从 而实现对机器人 的实时控制。 关键词 ：切削机器人 ；运动控 制卡 ；步进 电机 中囝分类号 ：Ｔ Ｐ２ ４ ２ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ ９ －０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ （ 上） － ０ ０ ０ １ —０ ３
参数 信 息 与理 论 要 求 的参 数 进 行 比较 计算 ，若 运 动 件 达 到 了理 论 上 要 求 的位 置 ，对 此运 动 轴Ｐ Ｃ 机
匐 似
系统 中可 编 程 控 制 器 选 用 的 是 众 为 兴 公 司 开
发 的ＡＤＴ － ８ ５ ６ 运动 控 制 卡 ，它可 同时控 制６ 个 步 进 电机 ，可 以执 行 各种 运 动 控 制 指 令 ，脉 冲 输 出 的 最 大脉 冲频 率 为４ ＭＨｚ ， 可满 足大 部分 运动 控 制 应
Ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ Ｉ ／ Ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ － ０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ （ 上） ． ０ １
０ 引言
工 业 机 器 人 的 发 展技 术 水 平 及 其 应 用 程 度 在
一
工 件 的 表 面 有 时 会 比较 复 杂 ， 因此 机 器 人 要 有 灵 活 的 手 腕 ，能 够 到 达 空 间任 意 位 置 、 完 成 任 意 姿 态 ， 所 以 在 设 计 机 器 人 的 结 构 时 ，其 手 臂 和 腕 部 均有 三个 自由度 。
一种步进电机控制系统[实用新型专利]
![一种步进电机控制系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2dd78edf67ec102de3bd8973.png)
专利名称：一种步进电机控制系统专利类型：实用新型专利
发明人：刘瑞盖
申请号：CN201820102295.7
申请日：20180122
公开号：CN207801794U
公开日：
20180831
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提供一种步进电机控制系统，涉及汽车技术领域。
该步进电机控制系统包括：步进电机，与所述步进电机连接的驱动电路，与所述驱动电路连接的光电隔离电路，以及与所述光电隔离电路连接的步进电机控制器；其中，所述步进电机控制器包括：单片机；以及分别与所述单片机连接的速度设定电路、工作方式设定电路、节拍初始化电路、运行开关、运行指示电路、至少一触发器芯片以及至少一数据选择器芯片。
本实用新型的方案，解决了现有的步进电机试验中因构建复杂电路而降低试验实用性的问题。
申请人：北京新能源汽车股份有限公司
地址：102606 北京市大兴区采育经济开发区采和路1号
国籍：CN
代理机构：北京银龙知识产权代理有限公司
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基于PCI运动卡的电机控制系统设计
中文摘要直流无刷电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的。
直流无刷电动机由于无换向器和电刷组成的机械接触结构，大大降低了电机运行中的机械摩擦、噪声，提高了电机的使用寿命和运行稳定性。
正是因为以上优点，直流无刷电机在航空航天、工业、船舶、和民用等领域被广泛应用。
但是直流无刷电机在控制过程中依旧有很多难题，如位置传感器的安装精度、电机参数的改变等，从而使得电机的稳定性能降低。
随着现代控制理论以及现代电力电子技术的高速发展，直流无刷电机控制系统的研究开始受到人们的重视。
本文设计的直流无刷电机控制系统，主要由计算机、PCI-1710控制采集卡、直流无刷驱动器、直流无刷电机组成。
通过PCI控制卡发出模拟量信号对直流电机进行速度控制。
由驱动器将霍尔传感器的信号转换为脉冲信号，经PCI控制卡检测转速。
通过LabVIEW在计算机上设计转速控制、检测以及PID控制程序，完成对整个系统的实时控制。
主要内容包括硬件的连接和软件的设计关键词：直流无刷电机；PCI控制卡；LabVIEWⅠAbstractBrushless DC motor in a brush DC motor developed on the basis of. Brushless DC motor has mechanical structure of no commutator and brush, which greatly reduces the mechanical friction, noise during the operation of the machine, and improves the stability of the operation and the service life of the motor. Just because of the above advantages, Brushless DC motor is widely used in aerospace, industry, marine, and civil fields.But the brushless DC motor still have many problems in the control process, such as the installation accuracy of position sensor, and the change of the parameters of the motor voltage, which will reduce the stability of the motor. With the rapid development of modern control theory and the modern power electronic technology, the control system of Brushless DC motor is paid more attention.The DC motor control system designed in this paper is mainly composed of a computer, PCI-1710 card, brushless DC driver and DC brushless motor. PCI control card will send the analog signal to control the speed of a DC motor. The driver converts the signal from hall sensor into pulse signal, the PCI control card will complete the detection of the rotation rate. Through the LabVIEW we designed the speed control, detection and PID control program on the computer, which will complete the real-time control of the whole system. The main content includes the hardware connection and software design etc..Keywords：Brushless DC motor; PCI control card; LabVIEWⅡ目录中文摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (1)1.1 课题的背景及研究意义 (1)1.2 直流无刷电机控制系统的研究 (3)1.3 PCI总线的应用 (7)1.4 课题研究的主要内容 (9)1.5 论文的组织结构 (9)第二章直流无刷电机控制原理 (11)2.1 无刷直流电机的结构 (11)2.2 无刷直流电机工作原理 (12)2.3 无刷直流电机PID调速原理 (17)第三章系统硬件设计 (21)3.1 PCI运动卡控制电机的实现方法 (21)3.2 硬件总体设计思想 (21)3.3 数据采集卡及接线端子板 (22)3.4 直流电机及其驱动器 (25)3.4硬件连线示意图 (26)第四章系统软件设计 (28)4.1 软件总体设计思想 (28)4.2 图形化编程软件LabVIEW简介 (29)4.3 PCI控制卡的各子程序设计 (30)4.3.1 转速控制程序 (30)4.3.2 转速检测程序 (35)4.3.3 PID控制程序 (39)4.4 总程序框图 (40)第五章实验与结论 (42)5.1 硬件的安装与测试 (42)5.2 软件测试 (44)5.2.1 转速控制程序测试 (44)5.2.2 转速检测程序测试 (45)5.2.3 PID程序测试 (47)5.3 结果分析 (49)第六章总结与展望 (51)6.1本文工作总结 (51)6.2 研究展望 (51)致谢 (53)参考文献 (54)附录一中文翻译 (56)附录二外文原文 (66)第一章绪论1.1课题的背景及研究意义直流无刷电动机是在直流有刷电动机的基础上发展起来的，这一渊源关系从其名称中就可以看出来。
毕业设计82基于运动卡的控制系统
论文摘要本文介绍了一种自行研制的基于运动控制卡的实用于实验室及一般机械化的场所的工业机器人控制系统。
机器人具有三个自由度（即：RRP-------大臂回旋、仰角、小臂伸缩三个运动）和一个手爪开合动作，采用全电动驱动方式控制。
该控制系统以PCI---208系列TYIO运动控制卡为主要硬件设备，其它外围设备包括直流电机调速器、行程开关、光电编码器、中间继电器和与之配套的接口电路。
整个系统通过PCI—208运动控制卡实现对机器人各个关节的位置伺服控制和多个关节的协调控制，并与光电轴角编码器相组合构成一个全闭环系统，达到对机器人各个部位的转速和角位移量进行精确控制，实现其精准定位。
实践证明基于TRIO运动控制卡的工业机器人控制系统可以有效地提高整个机器人系统的性能及开发效率。
关键词：工业机器人；伺服电机；TRIO运动控制卡；PCI—208；AbstractThis thesis introduces a robot control system based on the TRIO sport control card. The robot has three freedoms degree( namely :RRP—The big arm return ,angle of elevating ,small arm flexible three sport ) open to match the action with a hand claw, adopt whole dynamoelectric drive the way control . The main hardware of the system is the series PCI—208 TRIO sport control the card ,other peripherals include the direct-current electrical engineering to adjust soon machine ,route of travel switch ,light electricity stalk Cape coder ,middle relay and its interface circuit.The whole system is controlled by the sport PCI-208 control card .It can control the position of all joint and make them work coordination .The system is a semi-close loop control with light electricity stalk Cape coders .So it can control the robot’s motion with high precision . It is practiced that the AGV robot based on the TRIO sport control card can work with high efficiency .Keyword: Industry robot; Servo motor ;Sport control card ; PCI-208; TRIO Control card前言机器人学是进40年来才发展起来的一门交叉学科，它涉及到机械工程、电子学、控制理论、传感器技术、计算机科学、仿真学、人工智能等学科领域。
一种运动控制卡、运动控制系统、机器人系统及数控机床[发明专利]
![一种运动控制卡、运动控制系统、机器人系统及数控机床[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a30fbff94431b90d6c85c7f8.png)
专利名称：一种运动控制卡、运动控制系统、机器人系统及数控机床
专利类型：发明专利
发明人：姚守强
申请号：CN201780091087.X
申请日：20170605
公开号：CN111213099A
公开日：
20200529
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：公开了一种运动控制卡、以及使用该运动控制卡的运动控制系统、机器人系统和数控机床，该运动控制卡包括：数字信号处理器(101)、上位机连接模块(102)、RTEX总线模块(103)、复位模块(104)以及电源模块(105)，数字信号处理器(101)通过上位机连接模块(102)从上位机(2)获取经解析的运动控制命令，并根据通过RTEX总线模块获取的伺服驱动器(3)的不同状态将运动控制命令通过RTEX总线模块发送至伺服驱动器；或者，数字信号处理器(101)通过RTEX总线模块接收来自伺服驱动器的运行状态信息并通过上位机连接模块(102)发送至上位机(2)，能够实现对支持RTEX总线型伺服驱动器的控制。
申请人：深圳配天智能技术研究院有限公司
地址：518000 广东省深圳市宝安区沙井街道蚝乡路沙井工业公司第三工业区A3的102A
国籍：CN
代理机构：北京集佳知识产权代理有限公司
代理人：王学强
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基于NextMoveES运动控制卡的步进电机群控系统
基于NextMoveES运动控制卡的步进电机群控系统
许瑞华;何俊华
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2006(000)01Z
【摘要】本文介绍了一种基于NextMoveES运动控制卡，由CAN和RS-485总线作为传输路径的步进电机群控系统的硬件和软件设计。
本系统充分利用了CAN 和RS-485总线的优点，实现了步进电机的远距离群控系统。
同时由于NextMoveES控制卡本身的DSP和FPGA芯片，提高了该系统的实时处理。
该控制系统具有简单、可靠、性价比高的特点，有重要的参考价值。
【总页数】3页(P9-10,40)
【作者】许瑞华;何俊华
【作者单位】中科院西安光学精密机械研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于MPC07运动控制卡的步进电机控制系统研究 [J], 张卫星;王春生;沈小强
2.基于运动控制卡的步进电机随动系统设计 [J], 张明亮;史小路
3.基于FPGA的高速五轴步进电机运动控制卡设计 [J], 杨秀增
4.基于NextMoveES运动控制卡的步进电机群控系统 [J], 许瑞华;何俊华
5.NextMoveES在步进电机控制系统中的应用 [J], 许瑞华;叶嘉鲁;何俊华
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一种基于运动控制卡的步进电机控制系统
1 引言
运动控制系统的上位控制方案一般有单片机系统、专业运动控制plc、专用控制系统和“pc＋运动控制卡”。
采用单片机系统实现运动控制，成本较低，但开发难度较大，周期长。
这种方案一般适用于产品批量较大、控制系统功能简单、有单片机系统开发经验的用户。
许多品牌的plc都可选配定位控制模块，有些plc的cpu单元本身就具有运动控制功能，如松下公司的fp0。
这种方案一般适用于运动过程比较简单、运动轨迹固定的设备，如送料器、自动焊机等。
专用控制系统一般是针对专用设备或专用行业，比如西门子公司的车床数控系统和铣床数控系统等。
“pc＋运动控制卡”的方案随着pc的普及用得越来越多，将是运动控制系统的主要发展趋势。
这种方案可充分利用计算机资源，用于运动过程、机械轨迹都比较复杂，而且柔性比较强的机器设备，比如目前很热门的开放式数控系统大多采用这种方案。
本文介绍的控制系统采用的就是“pc＋运动控制卡”方案，这是本文的主要内容。
2 系统组成及硬件介绍
图1示出本系统的硬件组成框图。
其中采用德国百格拉三相混合式步进电机(vrdm3910/lha)及其配套驱动器(d921)。
控制卡是成都步进机电有限公司生产的mpc02型运动控制卡。
2.1 驱动器面板及其功能设置
图2是d921型驱动器的面板配置及功能。
功能选择：step1、step2 设置电机每转步数；
所有输入信号均为光耦输入。
2.2 运动控制卡的结构
mpc02型运动控制卡的结构如图3所示。
该卡插在pc的pci扩展槽内使用；mpc02卡完成运动控制的所有细节，包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位信号的检测等。
它采用先进的专用控制集成电路，具有梯形及s形升降速度曲线。
使用68芯sisc接口，外接线可采用屏蔽线缆，以提高控制卡的抗干扰能力。
其信号接口定义如下：脉冲量信号：脉冲/方向(编号17～28)；编码器反馈(35～52)；光隔电源(29、30)。
开关量信号：限位(55、56、60、61、65、66)；减速(53、54、58、59、63、64)；原点(57、62、67)；伺服使能(9、11、13)；偏差清零(10、12、14)；外部报警(68)；通用输入(31～34)；通用输出(1～8)；光隔电源(15、16)。
3 运动控制系统的软件
3.1 控制卡的软件
在函数库中使用的单位和函数返回值通常约定如下。
3.1.1 单位
1)位移或距离的单位为p(pulse)，即脉冲数；
2)速度的单位是p/s(pulse/sec)，即脉冲/秒；
3)加速度和减速度的单位是p/s2(pulse/s2)，即脉冲/秒2。
3.1.2 函数返回值
运动库中的大多数函数是整型函数，它们的返回意义如下：
0 函数执行正确；－1 函数执行错误。
在函数库中使用的函数有如下几种：控制卡和轴设置函数、独立运动和插补运动
函数、制动函数、位置和状态的设置及查询函数、i/o口操作函数、错误代码函数和一些其他函数。
这些函数实现的运动有如下六种基本类型，如图4所示。
把带有升/降速控制的运动函数称为快速(fast)运动函数，比如fast_pmove、fast_vmove和fast_hmove，把常速运动函数称为常速(con)运动函数，如con_pmove、con_vmove和con_hmove。
3.2 软件程序：
图5示出控制系统的程序流程。
运动参数设定包括轴号、初速度、最高速度、加速度和移动距离等；运动控制程序包括急停、缓停、清零、常速和快速等；控制效果显示包括位置和速度等。
程序如下：
4 结束语
以专用运动控制电路为主控的运动控制卡的运动控制功能由硬件电路实现，集成度高，可靠性比较好。
它只需从微机接收控制命令，然后自己完成与运动有关的控制，几乎不占用微机的cpu时间，使用非常方便，不仅可以大大缩短研制和开发周期，而且还能实现更完善的运动控制系统，能够满足对步进电机的控制要求。