基于 VC++ 的运动控制卡软件系统设计在自动控制领域,基于 PC 和运动控制卡的伺服系统正演绎着一场工业自动化的革命。目前,常用的多轴控制系统主要分为 3大块:基于 PLC 的多轴定位控制系统,基于 PC_based 的多轴控制系统和基于总线的多轴控制系统。由于 PC 机在各种工业现场的广泛运动,先进控制理论和 DSP 技术实现手段的并行发展,各种工业设备的研制和改造中急需一个运动控制模块的硬件平台,以及为了满足新型数控系统的标准化、柔性化、开放性等要求,使得基于 PC 和运动控制卡的伺服系统备受青睐。本文主要是利用 VC++ 提供的 MFC 应用程序开发平台探索研究平面 2-DOF 四分之过驱动并联机构的运动控制系统的软件开发。平面 2-DOF 四分之过驱动并联机构的控制系统组成并联机构的本体如图 1,该机构由 4个分支链组成,每条支链的一段与驱动电动机相连,而另一端相交于同一点。该并联机构的操作末端有 2个自由度(即 X 方向和 Y方向的平动),驱动输入数目为 4,从而组成过驱动并联机构。控制系统的硬件主要有 4部分组成: PC机,四轴运动控制卡,伺服驱动器和直流电动机。系统选用的是普通 PC机,固高公司的 GT-400-SV-PCI 运动控制卡, 瑞士 Maxon 公司的四象限直流伺服驱动器及直流永磁电动机。伺服驱动器型号为 4-Q-DCADS50/5 ,与驱动器适配直流电动机型号为 Maxon RE-35 。运动控制系统的构成如图 2所示。上位控制单元由 PC机和运动控制卡一起组成,板卡插在 PC机主板上的 PCI 插槽内。 PC机主要负责信息流和数据流的管理,以及从运动控制卡读取位置数据,并经过计算后将控制指令发给运动控制卡。驱动器控制模式采用编码器速度控制,驱动器接受到运动控制卡发出的模拟电压,通过内部的 PWM 电路控制直流电动机 RE-35 的运转,并接受直流电动机 RE-35 上的编码器反馈信号调整对电动机的控制,如此构成一个半闭环的直流伺服控制系统。 GT-400-SV 控制卡介绍固高公司生产的 GT系列运动控制卡 GT-400- SV-PCI 可以同步控制 4个轴,实现多轴协调运动。其核心由 ADSP2181 数字信号处理器和 FPGA 组成,能实现高性能的控制计算。控制卡同时提供了 C语言函数库和 Windows 下的动态链接库,可实现复杂的控制功能。主要功能如下: (1)PCI 总线,即插即用; (2)可编程伺服采样周期,4轴最小插补周期为 200us ,单轴点位运动最小控制周期为 25us ; (3)4路16位分辨率模拟电压输出信号或脉冲输出信号模拟量输出范围: -10V-+10V ,每路课独立控制,互不影响; (4)4路四倍频增量编码器输入,作为各轴反馈信号输入,最高频率 8MHz ; (5)四轴协调运动; (6)每轴 2路限位开关信号、一路原点信号及一路驱动报警信号输入; (7)每轴 1路驱动使能信号、 1路驱动复位信号输出; (8)运动方式:单轴点位运动、直线插补、圆弧插补、速度控制模式、电子齿轮模式; (9)PID (比例-积分-微分)数字滤波器,带速度和加速度前馈,带积分限值、偏差补偿和低通滤波器; (10)支持 DOS 、WindowsNT/2000/XP 等操作系统,提供底层库函数,可用 D
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