收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于实时以太网的多轴运动控制系统研究

许万  
【摘要】: 在现代机械制造中,多轴运动控制的应用已经越来越普遍,用电子方式来实现机械运动轴之间协调同步,取代了传统的机械凸轮和齿轮,给机械设计制造带来了巨大的灵活性。为了有效协调、同步各个轴的运动过程,实现高精度的多轴运动控制,一个实时高效的数字通信网络是必不可少的。以太网具备高带宽、低成本、开放性好、技术成熟等特点,这些特点都非常适用于高速、高精度多轴运动控制系统,但由于标准以太网也存在着很多问题,本文针对将以太网应用于多轴运动控制系统作了较深入的研究,主要涉及到以太网实时调度、时钟同步、多轴控制算法等问题。 本文首先分析了标准以太网接口在运动控制系统中应用存在的问题,在不改变以太网介质层接入机制的前提下,建立了一个实时以太网模型,提出了一种基于动态时隙的以太网实时调度方法,并提出了一种应用于该调度方法的容错机制。 网络的时延对实现预测控制算法非常重要。本文研究了基于TDMA的通信系统中报文延迟问题,建立了时延模型,讨论了报文溢出概率,给出了报文驻留时间的概率分布和期望值的计算方法,并说明了如何选择系统参数以满足系统的实时性要求。 为了能在异步控制网络上实现采样同步,可采用时钟同步方法。本文分析了几种主要的以太网时钟同步协议,通过比较,可以看到基于IEEE1588的时钟同步方法最适用于工业控制网络,本文还针对边界时钟在线性级联拓扑结构中存在的问题,提出了一种改进方法。 本文讨论了基于实时以太网的多轴运动系统基本结构,然后建立了基于实时以太网的多轴运动控制系统数学模型,分析了采样周期,采样方式,以及节点驱动方式对控制系统性能的影响。 分析了几种基于交叉耦合的同步控制策略,主从式同步和平衡式同步。通过实验,比较了采用不同同步策略时,各轴跟踪性能和同步性能的差别;提出了一种基于交叉耦合的广义预测控制算法。 最后,基于前面的工作,进行了基于实时以太网的凹版印刷机套准系统的设计。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王振兴,刘晟,胡红霞;基于虚拟令牌的自适应实时以太网络构建[J];计算机工程;2003年19期
2 ;实时以太网:I/O层超高速以太网[J];自动化博览;2004年04期
3 ;未来的实时以太网标准[J];现代制造;2003年04期
4 ;IEC SC65C/MT9、WG11现场总线及实时以太网工作组会议(美国)纪要[J];仪器仪表标准化与计量;2006年01期
5 冯冬芹;金建祥;褚健;;工业以太网与实时以太网协议剖析[J];可编程控制器与工厂自动化;2005年01期
6 康存锋;林志磊;马春敏;黄旭东;费仁元;;基于TwinCAT主站的EtherCAT实时以太网分析与研究[J];现代制造工程;2010年11期
7 成继勋,朱红萍;工业以太网技术的新进展[J];自动化仪表;2004年12期
8 赵伟;周侗;刘明哲;;一种实时以太网模型及其性能测试实现[J];仪器仪表学报;2006年S1期
9 许万;陈幼平;陈冰;谢经明;;基于实时以太网的多轴运动控制网络的研究[J];制造业自动化;2008年11期
10 苏浩;;1553B总线的一种替代技术——EtherCAT实时以太网[J];电脑知识与技术;2010年16期
11 段彬贤;方江龙;汤季安;蒋知峰;;Powerlink实时以太网总线在多轴数控系统中的应用[J];机械制造;2010年12期
12 周凯;;基于实时以太网的高性能多轴数控系统[J];制造技术与机床;2011年03期
13 冯冬芹,俞海斌,金建祥,褚健;EPA实时以太网与标准化[J];自动化仪表;2005年09期
14 冯世宁;马杰;赵雪飞;;若干种实时以太网标准的比较[J];南京师范大学学报(工程技术版);2010年02期
15 φyvind Holmeide;Tor Skeie;;VoIP推动实时以太网的发展[J];国内外机电一体化技术;2001年06期
16 夏德海;;从现场总线到无线传感器网络[J];中国仪器仪表;2009年S1期
17 方澄;徐琦;;基于RTX的飞行模拟器分布式实时仿真系统[J];测控技术;2007年07期
18 李刚;王庆平;葛维春;王芝茗;;以太网在数字化变电站中的应用[J];电网技术;2008年S2期
19 仲玉芳;;基于EPA现场总线的过程控制实验系统的构建[J];实验技术与管理;2008年02期
20 张红芳;黄海;孙延岭;;实时以太网技术及其在PLC产品中的应用综述[J];可编程控制器与工厂自动化;2011年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 缪学勤;;工业网络技术最新进展[A];中国仪器仪表学会2008学术年会第二届智能检测控制技术及仪表装置发展研讨会报告汇编[C];2008年
2 杨宏庆;;德国赫优讯基于netX最新工业以太网解决方案[A];中国仪器仪表学会2008学术年会第二届智能检测控制技术及仪表装置发展研讨会报告汇编[C];2008年
3 冯冬芹;金建祥;褚健;;EPA实时以太网与标准化[A];浙江企业信息化与自动化论坛论文集[C];2005年
4 徐琦;方澄;;六自由度飞行模拟器分布式实时仿真系统研究[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
5 李明远;贾超;陈在平;冷建伟;张凯;;基于最高优先级同步策略的新型实时以太网特性分析与系统设计[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年
6 向乾亮;肖仕武;陈福焰;;实时以太网EtherCAT技术在变电站自动化系统中的应用[A];2007中国继电保护及自动化行业年会论文集[C];2007年
7 缪学勤;;20种类型现场总线进入IEC61158第四版国际标准[A];第八届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2007年
8 董大明;郭长进;;实时工业以太网技术在轧钢生产线的应用[A];2008年河北省轧钢技术与学术年会论文集(上)[C];2008年
9 包伟华;;工业以太网技术及其应用[A];第八届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2007年
10 缪学勤;;工业通信网络技术最新进展[A];中国仪器仪表学会2008学术年会第二届智能检测控制技术及仪表装置发展研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许雄;实时以太网下多轴运动控制的同步问题研究[D];上海交通大学;2013年
2 许万;基于实时以太网的多轴运动控制系统研究[D];华中科技大学;2009年
3 白玉成;交流伺服系统控制策略及现场总线接口技术[D];华中科技大学;2009年
4 仲崇权;工业现场数据采集与工业以太网若干关键技术[D];大连理工大学;2007年
5 尹汝泼;面向控制网络的介质访问控制相关问题研究[D];上海交通大学;2007年
6 王科;网络化STEP-NC控制器关键技术研究[D];山东大学;2012年
7 李鹏;基于STEP-NC的开放式智能数控系统架构及其关键技术研究[D];山东大学;2011年
8 陈磊;从现场总线到工业以太网的实时性问题研究[D];浙江大学;2004年
9 朱林;基于实时以太网的数字化变电站体系结构和新型应用[D];华中科技大学;2010年
10 姜秀柱;基于EPA的煤矿工业以太网实时调度算法研究[D];中国矿业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵伯阳;一种简单有效的实时以太网研发[D];北京工业大学;2012年
2 梅凯;基于实时以太网的同步技术的研究[D];北京工业大学;2012年
3 赵福春;基于实时以太网的开放式电火花线切割加工数控系统设计[D];上海交通大学;2013年
4 林志磊;基于netX芯片实现实时以太网通讯的研究与开发[D];北京工业大学;2010年
5 林琰;光纤实时以太网MAC协议的设计与实现[D];上海交通大学;2010年
6 龙群;基于PON的光纤实时以太网硬件设计与实现[D];上海交通大学;2010年
7 张根华;实时以太网EtherCAT网络研究及在多轴运动中的应用[D];南昌航空大学;2012年
8 杨亦荣;基于嵌入式Web的实时以太网分布式控制系统[D];浙江大学;2002年
9 桑志谦;基于Windows CE的实时以太网运动控制平台研究及应用[D];山东大学;2011年
10 赵凤鸣;Ethernet POWERLINK实时以太网分析[D];内蒙古科技大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 方杰平 周璐璐 本报记者 曹吉根;让企业真正受益[N];中国质量报;2010年
2 本报记者 徐向阳;工业通信网络现场总线国家标准发布[N];中国工业报;2010年
3 冯晓琳 王建军;我国首届飞行试验测试技术高峰论坛落下帷幕[N];中国航空报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978