文档介绍：伺服系统开发平台技术设计方案伺服系统开发平台技术设计方案编制: 校对: 审核: 批准: 目录概述 1需求分析 I总体思路 1工作内容与目标 1伺服系统的仿真 1伺服控制系统综合测试平台 3组成 3主要功能: 3工作原理 4技术设计 5伺服系统的辅助设计与开发 6伺服控制器的设计 7监控计算机系统的设计 7模拟负载 8主要研究方向 8伺服系统设计 8伺服控制器的应用研究 8控制算法研究 8方案实施 8设备选型 9主要硬件设备列表 9主要软件列表 91~~«。XXXX的伺服系统具有速度较高、负载较大的特点,有一定的研制难度。在原XX系统的研制过程中我们已积累了一•定的交流变频调速技术的经验,在XXXX及下一•代产品的研制过程中需考虑更先进的伺服控制系统方案,以使系统具有更好的伺服控制性能。当前,以计算机技术、控制技术为核心的发射控制技术正朝着模块化、数字化、网络化、智能化、小型化方向发展,而目标跟踪(系统随动)能力是未来舰艇对发控设备的基本要求,掌握多重反馈的伺服控制技术是下一代发控设备研发的关键。为减小下一代产品的研制风险,加大技术储备,提高伺服系统研制水平,必须建立相应的伺服系统综合测试开发平台,以研究系统集成的软硬件模块,智能化控制策略以及相关的性能评价方法,从理论建模、样机验证到性能评估,为XXXX及后续产品研制奠定基础。总体思路伺服系统开发平台是以当前装备科研和生产的实际需要为背景建立的。该平台由伺服系统仿真、伺服控制系统综合测试、伺服系统辅助设计与开发等三部分组成:1) 伺服系统仿真是指通过仿真建立伺服系统的数学模型,合理确定伺服系统的组成环节和各环节的参数范围,使得系统的动态特性最优。2) 伺服控制系统综合测试是以模拟负载为控制对象,以交流伺服系统和嵌入式控制系统为研究重点,旨在突破交流伺服系统的应用和基于ARM微处理器的控制系统开发。3) 伺服系统的辅助设计与开发可以帮助设计人员详细了解伺服控制的原理、伺服控制器的设计以及参数的整定方法。。这种仿真系统可以用于系统的初步分析与设计,确定系统的初步设计参数。由于仿真系统本身存在的误差,因此,仿真参数只能用于系统的初步设计。伺服系统主要包括伺服控制计算机、控制器、电机和发射装置,其控制对象为发射装置。伺服系统的全数字仿真,是指在计算机中建立伺服系统的数字电子样机。伺服系统控制发射装置的旋回俯仰、发射装置的CAD机械设计参数、随动系统的多体动力学模型、伺服电机和控制器算法等统一进行仿真解算,通过改变目标、环境等信息对伺服系统进行参数优化,从而实现对伺服系统的全数字仿真。伺服系统全数字仿真组成框图如图I:伺服系统全数字仿真设计优化ISIGHT图1全数字仿真的开发设计过程:在计算机中用CAD软件,如IDEAS,,PRO/E,SOLIDWORKS进行发射装置的机械设计,并建立部件材料库。机械设计完成后,将CAD数据导入多体动力学分析设计软件ADAMS,进行发射装置的动力学仿真。同时•,伺服系统的伺服驱动电机(直流,交流和变频调速电机)模拟库由电机仿真的专用软件EASY5提供。控制系统仿真软件采用MATRIXx或MATLAB进行控制算法的仿真。整个发控系统的优化采用仿真优化软件包ISIGHT实现。ADAMS动力学仿真软件,MATRIXx/MATLAB控制系统仿真软件,EASY5电机仿真软件和ISIGHT优化仿真软件均有接口,可实现仿真过程自动运行,实现了数据的无缝连接。伺服系统的电子样机建立完成后,可在计算机上做动态的仿真实验,对系统的设计指标和控制精度进行可行性仿真实验,科学地评估设计方案。使用ADAMS软件包,可以将基于几何外形的完整系统模型方便地放到所使用的控制系统设计软件MATRIXx所定义的框图中。机械系统中不仅包括各部件的质量特性,而且还可以考虑摩擦、重力、碰撞和其他-些因素。既可以使用ADAMS解算器,也可以使也控制软件MATRIXx的解算器的求解模型。・M精度光电编码器2个伺服控制系统结构示意图见图2::通过该平台完成的主要功能:熟悉基于ARM微处理器的控制系统开发。该系统的开发是对计算机体系结构的一种新的尝试。~掌握基于ARM的CAN总线通讯方法。掌握伺服控制单元的现场编程、设置及使用。熟悉伺服控制单元的控制算法。掌握多轴