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电厚度测量设备控制系统设计

史爱峰  
【摘要】:天线罩是主动寻的导弹的一个关键部件,其电气性能直接影响到导弹的制导性能。对天线罩进行高精度的电厚度测量,为后续精密加工和电气性能补偿提供依据,是提高导弹制导精度的有效手段之一。但是由于天线罩电厚度测量精度要求高,测量过程复杂,目前国内尚无成熟的测量技术、测量装备可用。课题组以我国某型号导弹的石英陶瓷天线罩为研究对象,成功的研制了天线罩电厚度测量设备。该设备由微波测量子系统、机械子系统以及计算机控制子系统三部分构成。本文主要研究了计算机控制子系统,该子系统基于“IPC+运动控制器”开放式数控系统模式,采用远端控制与近端控制相结合的控制方式,实现了测量过程的自动化和智能化。控制系统包含硬件子系统和软件子系统两部分,完全能够满足高精度电厚度测量的要求。 控制系统采用功能强大的Universal PMAC Lite型多轴运动控制器作为其实时控制核心,实现了测量设备的四坐标三联动控制;采用高性能的安川交流伺服驱动系统,引入了先进的控制策略;通过共享DPRAM存储器,实现了主机与运动控制器的高速通讯;深入研究了运动控制器与伺服单元及绝对编码器的接口技术;基于附件接口板ACC-34AA和ACC-39实现了控制面板功能和手轮脉冲跟随功能;并且,在控制系统设计过程中采取了有效措施抑制电磁干扰。 软件子系统包含下位机实时控制模块和上位机系统管理模块两部分。下位机实时控制模块用于伺服驱动系统的实时控制,实现了变量的初始化设置、用于设备电气控制的PLC程序以及G代码解释程序;上位机系统管理模块用于系统资源分配和程序调度,实现了测量数据的采集与保存、G代码的自动生成以及用于测量参数输入和测量状态显示的人机界面,同时提供了用于实现测量数据可视化、测量数据趋势曲线显示以及相对运动仿真等辅助功能,从而使用户对电厚度测量过程和电厚度测量数据有更加清晰、直观的把握。 本控制系统实现了完备的软、硬件控制功能,完全满足电厚度测量的特殊要求,并提供了用以实现测量过程和测量结果仿真的辅助功能。除此之外,系统具有高度的开放性,为软、硬件系统的功能扩展提供了广阔平台。


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