一种圆筒型直线振荡电机的高频控制系统的制作方法

技术特征：
1.一种圆筒型直线振荡电机的高频控制系统，其特征在于，包括上位机(1)，工控机(2)、端子板(3)、驱动器(4)和圆筒型直线振荡电机(5)，所述上位机(1)用于调试图形化用户界面servostudio软件和基于visual basic.net语言开发上位机界面；所述上位机(1)和工控机(2)相连，工控机(2)和端子板(3)相连，驱动器(4)和工控机(2)、端子板(3)、圆筒型直线振荡电机(5)相连。2.根据权利要求1所述的一种圆筒型直线振荡电机的高频控制系统，其特征在于，所述工控机(2)包括控制板卡(2a)，控制板卡(2a)上开有控制板卡接口(2a1)，端子板(3)上包括端子板接口(3a)、一号轴端口(3b)和端子板供电端口(3c)，驱动器(4)包括rs232端口(4a)、控制器接口(4b)、电机反馈接口(4c)、电机相线接口(4d)和驱动器供电端口(4e)。3.根据权利要求2所述的一种圆筒型直线振荡电机的高频控制系统，其特征在于，所述工控机(2)通过pci插槽安装控制板卡(2a)，控制板卡(2a)通过控制板卡接口(2a1)与端子板(3)相连，端子板(3)通过端子板接口(3a)与控制板卡(2a)相连，选择端子板一号轴端口(3b)与驱动器(4)的控制器接口(4b)相连，从端子板供电端口(3c)接入24v直流电源，保证端子板(3)的正常工作。4.根据权利要求3所述的一种圆筒型直线振荡电机的高频控制系统，其特征在于，所述圆筒型直线振荡电机(5)包括定子和动子，定子由定子铁心(5a)和绕组线圈(5b)组成，定子铁心(5a)的端盖上加装了编码器读头，动子由动子铁心(5c)以及表贴在动子铁心(5c)表面呈环形状的永磁体(5d)组成，动子铁心(5c)的外侧轴向粘贴有磁栅尺。5.根据权利要求4所述的一种圆筒型直线振荡电机的高频控制系统，其特征在于，所述驱动器(4)通过rs232端口(4a)与工控机(2)的usb接口进行通讯，通过控制器接口(4b)与端子板(3)相连，圆筒型直线振荡电机(5)的编码器读头信号输入电机反馈接口(4c)，用于获取动子位置，电机相线接口(4d)与圆筒型直线振荡电机(5)的绕组线圈(5b)相连，从而驱动电机轴向运动，从驱动器供电端口(4e)接入交流电源，保证驱动器的正常运行。6.根据权利要求1
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5任一项所述的一种圆筒型直线振荡电机的高频控制系统，其特征在于，基于servostudio软件配置所述驱动器的基本配置流程包括如下步骤：一、在“连接”选项卡界面，点击“搜索&连接”，直至通讯连接成功后显示对应的com端口、波特率、驱动器的物理连接地址，以及“驱动器的信息”和“额定功率”选项卡界面里的信息；二、1、对于首次运行的新电机，进入“电机”选项卡界面里的“新电机”按钮输入电机参数，设置反馈数据、温度保护设置以及验证参数；2、对于已有参数文件的电机，在“备份和恢复”选项卡界面，点击“恢复”，并选择文件路径，等待加载完成后，点击“电机”选项卡界面里的“从驱动器加载”按钮，将之前的设置参数显示出来；三、进入“反馈”选项卡界面，点击“寻找相位角”按钮，直至完成初始寻相过程后对“运动单位”、“限定”和“电流折返”选项卡界面里的相关参数进行设置；四、设置包括“电流环”，“速度环”和“位置环”选项卡在内的三闭环参数，并将设置好的参数保存并在“备份和恢复”选项卡界面，点击“备份”，并选择文件路径，完成参数文件的保存，以待下次调试使用。
7.根据权利要求6所述的一种圆筒型直线振荡电机的高频控制系统，其特征在于，所述步骤三中，为了实现与控制板卡之间的交互，将“数字io”选项卡界面里的input1和input2分别设置为“1
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remote enable”和“2
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clear faults”，从而通过上位机界面使能驱动器以及清除故障信息，分别对应基于vb.net语言开发上位机界面右下角绿色的“伺服关闭”和“清除状态”按钮，“反馈”选项卡的运动模式设置为“4
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位置齿轮模式”，驱动器的电流环和位置环(hd位置环)起作用，hd位置环通过比较位置给定信号和位置反馈信号，得到位置跟踪偏差，并输出电流给定信号，电流环将其与电流反馈信号作比较，从而产生驱动信号。8.根据权利要求7所述的一种圆筒型直线振荡电机的高频控制系统，其特征在于，所述步骤三中，给定位置反馈信号如下所示：s(t)＝0.1sin(2π
×
50t)其中，s(t)为位置给定曲线，π为圆周率，sin(
·
)为正弦函数；在基于vb.net语言开发上位机界面，实验用轴选1，选择波形为“正弦波”，正弦波的频率和单边振幅分别设置为50hz和0.1mm，指令和反馈颜色分别选择为“红色”和“绿色”，曲线时常设置为0.1s，在基于vb.net语言开发上位机界面的下方和右下角分别显示曲线图像以及实时的位置信息。

技术总结
本发明涉及电机的控制领域，具体的是一种圆筒型直线振荡电机的高频控制系统，包括上位机，工控机、端子板、驱动器和圆筒型直线振荡电机，上位机和工控机相连，工控机和端子板相连，驱动器和工控机、端子板、圆筒型直线振荡电机相连。方法如下：基于驱动器和控制板卡，建立圆筒型直线振荡电机的高频控制系统；调试图形化用户界面ServoStudio软件，使得驱动器可以识别圆筒型直线振荡电机的参数，并完成基本配置；通过端子板连接驱动器和控制板卡，完成控制信号、驱动信号和状态信息的交互；基于VisualBasic.NET语言开发上位机界面，用于发送位置给定信号、接收位置反馈信号以及位置信号的实时显示。本发明具有良好的动态性能和稳态精度，并且能满足高速高精度的要求。并且能满足高速高精度的要求。并且能满足高速高精度的要求。


技术研发人员：余海涛 车志远 叶志成 庞玉毅 林岚
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2021.07.22
技术公布日：2021/10/23