基于网络的伺服控制造波机技术研究

【摘要】： 在实验水池中模拟海上多向不规则波浪的随机运动现象,进而研究波浪对海洋工程与港口建筑物的作用,可为工程设计与科学实验提供可靠的依据。研制多向不规则波造波机进行物理模型实验具有重要意义。 本文介绍了造波机研制技术的现状与发展趋势。介绍了伺服控制系统的分类,伺服控制系统中的各个重要组成部分,深入研究分析了伺服控制系统的关键技术、控制策略以及控制器的设计。 结合项目需求,选定最佳造波方式并对其原理作了简单阐述。对比国内外多款运动控制卡以及运动控制网络,最终选择ZMP运动控制卡和SynqNet运动控制网络,并以此为伺服控制核心,设计出整个造波机控制系统为1台上位机通过以太网控制5台下位机,每台下位机各内嵌一块ZMP运动控制卡,每块ZMP卡通过运动控制网络控制32套电动缸的形式,并对各组成部分进行了选型。并详细介绍整个系统的硬件连线及软件设计开发。使用window xp embedded定制下位机嵌入式系统,软件的设计完全基于MFC开发平台,完成上位机软件的编写与组态,下位机利用运动控制卡提供的底层库函数完成包括运动方式的选择及造波运动的实现,同步起停的实现,调节器选定,故障监测,寻零等功能,并且利用Winsock程序接口编制网络通讯软件,实现了上位机与下位机之间的数据传输以及上位机对下位机的控制。最后介绍了项目调试验收结果。 论文通过研制大型多向不规则波造波机控制系统,利用运动控制卡ZMP的特点和SynqNet的优点,研制出伺服电机控制的高性能,高同步精度,高控制精度,布线简单的大型多向造波机系统。填补了国内在这方面的空缺。