0 引言

進(jìn)氣道風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭惺褂?a style='color: blue;display:inline;border:none;' target='_blank' href='http://www.hzchechuang.cn/motor/' onclick="HitLog('電機(jī)','http://www.hzchechuang.cn/motor/')" >電機(jī)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)，以往一直都使用步進(jìn)電機(jī)，隨著試驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步，模型結(jié)構(gòu)越來(lái)越精細(xì)，尺寸更小的伺服電機(jī)也在模型結(jié)構(gòu)中開始應(yīng)用。原有的電機(jī)控制設(shè)備只能實(shí)現(xiàn)一路或兩路的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制，功能單一且設(shè)備陳舊老化，因此開發(fā)一套通用性好，功能更強(qiáng)，使用更方便的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1實(shí)現(xiàn)功能

(1) 可實(shí)現(xiàn)最多4路步進(jìn)電機(jī)+4路伺服電機(jī)的控制。使用中8個(gè)通道獨(dú)立工作，但通道之間有時(shí)序配合，要求系統(tǒng)的視覺(jué)同步精度達(dá)到毫秒級(jí)。

(2) 界面能手動(dòng)輸入運(yùn)轉(zhuǎn)方向，脈沖控制量，起點(diǎn)，終點(diǎn)值等。

(3) 可進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)，動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，保存曲線，并能保存為位圖。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基本配置：

控制系統(tǒng)采用Trio ME309獨(dú)立控制器，4軸模擬全閉環(huán)控制，另外4軸步進(jìn)控制，模擬采集位置。各伺服步進(jìn)控制器與限位信號(hào)，采集信號(hào)，電位器信號(hào)等都單獨(dú)做成航插，方便連接。上位機(jī)使用本公司通過(guò)VC開發(fā)的系統(tǒng)軟件。

2 工作過(guò)程及試驗(yàn)流程

2.1工作過(guò)程

計(jì)算機(jī)根據(jù)任務(wù)需求向控制器發(fā)送控制指令，控制器接受指令后向各路步進(jìn)/伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)收到的信息驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)所需的部件運(yùn)動(dòng)。在控制過(guò)程中，安裝在電機(jī)軸或運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的反饋裝置將位置信息提供給控制器，計(jì)算機(jī)可讀取反饋信息用于計(jì)算和監(jiān)視。

2.2 試驗(yàn)流程

(1)手動(dòng)調(diào)試

啟動(dòng)手動(dòng)調(diào)試à設(shè)置通道參數(shù)à檢驗(yàn)方向設(shè)置à檢驗(yàn)限位開關(guān)à計(jì)算控制變量à手動(dòng)運(yùn)行并檢測(cè)à結(jié)束。

(2)穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)

啟動(dòng)穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)流程à設(shè)置流程控制參數(shù)à運(yùn)行試驗(yàn)自動(dòng)控制à所有通道歸零à系統(tǒng)初始à等待開始（風(fēng)洞流場(chǎng)穩(wěn)定，提供1個(gè)觸發(fā)信號(hào)并計(jì)時(shí)）à所有通道到位置1(錄像)à延時(shí)T(給風(fēng)洞信號(hào)，執(zhí)行數(shù)據(jù)采集)à等待回應(yīng)(風(fēng)洞完成采集)—>所有通道到位置2(錄像)à延時(shí)T(給風(fēng)洞信號(hào)，執(zhí)行數(shù)據(jù)采集)à等待回應(yīng)(風(fēng)洞完成采集)－－－－－－－－ >所有通道到位置n(錄像)à延時(shí)T(給風(fēng)洞信號(hào)，執(zhí)行數(shù)據(jù)采集)à等待回應(yīng)(風(fēng)洞完成采集)—>結(jié)束(計(jì)時(shí)完成，錄像結(jié)束)。

(2)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)

  啟動(dòng)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)流程à設(shè)置通道控制參數(shù)à運(yùn)行試驗(yàn)自動(dòng)控制à所有通道歸零à系統(tǒng)初始à等待開始（風(fēng)洞流場(chǎng)穩(wěn)定，提供1個(gè)觸發(fā)信號(hào)并計(jì)時(shí)）à自動(dòng)運(yùn)行(按文件)—>結(jié)束(計(jì)時(shí)完成，錄像結(jié)束)。

3 控制系統(tǒng)

3.1 主要功能

(1) 讀取或保存曲線文件，并能將當(dāng)前曲線保存為圖片。

(2) 可對(duì)伺服軸進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。

(3) 直觀顯示各種數(shù)據(jù)，通道名稱，目標(biāo)位置，實(shí)際位置，限位狀態(tài)等。

(4) 可任意選取顯示/隱藏各通道曲線。

(5) 手動(dòng)調(diào)試功能：

可任意通道選擇，啟停通道，起終點(diǎn)設(shè)置；限位常開、常閉選擇；電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向選擇；速度/加速度/控制量的設(shè)置，全部復(fù)位，單軸復(fù)位；手動(dòng)方向移動(dòng)，調(diào)試參數(shù)單獨(dú)保存與讀取。

(6) 穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)功能：

 導(dǎo)入手動(dòng)調(diào)試中的速度/加速度參數(shù)，自動(dòng)輸入控制點(diǎn)數(shù)量(0~200)，可方便設(shè)置每個(gè)軸的速度加速度，控制點(diǎn)位置，延時(shí)等參數(shù)。采集延時(shí)設(shè)為0，當(dāng)前點(diǎn)不進(jìn)行采集，直接移動(dòng)到下一點(diǎn)。并能將參數(shù)單獨(dú)保存與讀取。

試驗(yàn)運(yùn)行時(shí)，能顯示總控制點(diǎn)數(shù)，當(dāng)前點(diǎn)數(shù)，當(dāng)前延時(shí)，采集等的顯示。可進(jìn)行啟動(dòng)，暫停，繼續(xù)，停止等操作。

(7) 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)功能：

通過(guò)記事本編輯數(shù)據(jù)文件，格式第一數(shù)據(jù)為時(shí)間，各通道位置。數(shù)據(jù)之間通過(guò)空格區(qū)分，一行作為一組數(shù)據(jù)。軟件通過(guò)各點(diǎn)時(shí)間與位置自動(dòng)規(guī)劃運(yùn)動(dòng)軌跡，保證對(duì)應(yīng)時(shí)間移動(dòng)到相應(yīng)位置處，進(jìn)行平滑運(yùn)動(dòng)。時(shí)間間隔必須相等，否則各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)不平滑。

試驗(yàn)運(yùn)行時(shí)，能顯示錄像采集，數(shù)據(jù)采集，試驗(yàn)計(jì)時(shí)等的顯示。可進(jìn)行啟動(dòng)，暫停，繼續(xù)，停止等操作。

3.2界面介紹

菜單及工具欄，包括文件操作，文本操作，參數(shù)設(shè)置等基本操作。

左邊參數(shù)顯示區(qū)：

實(shí)時(shí)顯示8通道名稱、反饋值、目標(biāo)值、起始限位狀態(tài)、終止限位狀態(tài)。名稱，顯示手動(dòng)調(diào)試中設(shè)置的通道名稱。反饋值，實(shí)時(shí)顯示測(cè)試的通道位置。目標(biāo)值，顯示穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí)將要移動(dòng)到的位置。起始/終止，顯示起始與終止限位狀態(tài)，觸發(fā)時(shí)顯示紅色，平時(shí)灰色。

曲線顏色，選擇/取消顯示8通道測(cè)試曲線顏色。 

右邊曲線顯示區(qū)：

進(jìn)行穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)與動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí)顯示選擇通道的時(shí)間與行程曲線。橫坐標(biāo)為試驗(yàn)時(shí)間，縱坐標(biāo)顯示移動(dòng)的行程。試驗(yàn)前要正確設(shè)置行程與時(shí)間，否則不能完整顯示。相關(guān)設(shè)置在系統(tǒng)參數(shù)中。

3.3菜單介紹

打開文件、保存文件、保存位圖、手動(dòng)調(diào)試、穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)、系統(tǒng)參數(shù)、退出系統(tǒng)。這些功能實(shí)現(xiàn)在功能介紹中以介紹。

4 結(jié)束語(yǔ)

此系統(tǒng)已成功應(yīng)用，并且各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)客戶要求，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。軟件開發(fā)考慮周全，符合客戶要求，并且提供許多方便快捷的操作方式，菜單、按鈕、快捷鍵多種方法操作；并且顯示各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，比較直觀。