位置控制斜85高速計數器中圖分類號趁文獻標識碼文章編號一哈it羅五田嗯習h蛇二狠魷娜刀洲嘆別面一s犯一c以坦l姐鬧滋腸詳嗯盯一，甸吸四詞n減三a犯而尸如回弘一s引言在經濟型數控機床用電機傳動的物料傳送系統及其它如棉紡織廠抓棉機等應用設備上，往往應用可靠性較高的來進行電機軸的位置控制，不少產品都配置軸定位模塊，來專門控制電機的運轉，但這種方式的成本一般都很高。

　　目前的本身大都帶有別85標準串口和高速計數器或可擴展的高速計數器模塊，高速計數器模塊可用作位置反饋的檢測元件，交流電機的變頻控制器基本上也都支持泌85串行通訊，因此我們完全可以充分利用強大的控制能力，結合斜85數字驅動和高速計數的方法來實現電機軸的精確定位控制。

　　位置控制系統的組成一般情況下，電機軸的轉動用絲杠等機構轉化為工作臺等控制對象的直線運動，因此對電機軸的定位控制實際上就是對控制對象的位置控制，典型的位置控制的結構如圖所示轉通過傳動機構轉化為控制對象的運動，高速計數器的值記錄了電機軸或絲杠的旋轉位置，間接或直接地得到了控制對象的實際位置，根據指令值與實際值的差值，利用自動控制理論中閉環反饋控制的原理產生控制信號，再次加到變頻器上驅動電機旋轉，這一調節過程持續進行直至控制對象的實際位置與指令位置之間的差處于允許的誤差范圍以內。

　　位置控制的系統框圖如圖所示調速系統椒型位里控制器補償環節圖典型的位置控制系統結構我們以控制器交流電機變頻器軸脈沖編碼器以及高速計數器模塊為基本組成，來說明位置控制系統的基本工作過程控制對象（工作臺等）的指令位置由憂給出，通過模塊或斜接口連接到變頻器，變頻器調節交流電機的轉速，增量型軸脈沖編碼器安裝在交流電機軸上或絲杠上，編碼器的輸出脈沖接人的高速可逆計數器模塊。

　　電機的旋圖位置控制系統框圖調速系統模型由變頻器和交流電機組成，作為整體控制對象，其傳遞函數為階慣性環節，在固體摩擦很小不會產生穩態位置誤差或者是強調響應速度的情況下，一般位置控制器選用算法當由于固體摩擦的影響，在目標值附近存在著不敏感區，會產生固定的定位誤差，這時要通過加入積分補償項構成控制器，來消除這種誤差川在工業控制系統中，常常采用（l）式所示的控制規律一卜半了其中凡為比例增益，凡為微分系數，K，為積分系一由于采用計算機控制，控制的實現必須用數值逼近的方法，當閉環控制采樣周期相當短時，用差分方程代替微分方程，控制器的控制規律如式（2）所示一。

　　一酬一萬機床與液壓》刀漢犯。

　　式中為閉環采樣周期，為采樣序號。

　　反饋環節價為了將反饋結果與指令值的單位進行統一而增加的比例環節，如果在控制程序中選擇反饋值的單位作為統一單位的話，則凡二量單位放大了倍，控制精度相應也降低了倍，但仍能達到的控制精度，這對抓棉機打手的位置控制來說，已經完全足夠了。

　　在許多控制系統中，由變頻器和交流電機構成的執行機構在控制輸人很小時，會出現不動作的情況，這就是控制系統的死區，這種死區會造成控制系統的不穩定和到達穩態的時間加長，使控制動作過于頻繁，為了消除這種死區的影響，一般圖死區補償在控制環節中采用死區補償器，它是典型的非線性環節，如圖所示。

　　死區。

　　是一個可調參數，其具體數值可根據實際控制對象由實驗確定，但有一些基本的原則太小，系統將產生很大的滯太大，調節過于頻繁，容易振蕩，達不到穩定被調節對象的目的，如果。

　　二即為常規控制。

　　經過死區補償環節的輸出就是送往變頻器的控制信號，如果采用轉換輸出，由于計算機中表示數位的精度所限，一般還需要飽和非線性環節，以防止不切實際的控制信號加到變頻器端。

　　控制算法的實現根據以上分析，我們以在某一棉紡廠成功開發的往復式抓棉機的打手位置控制為例，來說明用實現位置控制的具體過程，系統組成一06通訊板（帶個斜串口，個串口C衛刃1高速可逆計數器模塊（最高計數頻率出富士變頻器及電機，軸脈沖編碼器（脈沖轉絲杠導程軸編碼器直接安裝在絲杠上。

　　高速計數器議工作在線性模式，最大計數范圍在一哪和即內實際打手可移動的距離有限，因此計數范圍在到腸，雙玉打手移動最達距離對應的計數脈沖個數）之間，切的個單元一起存放當前的計數值，即打手的實際位置（單位為軸編碼器的脈沖個數腸和IR的值可以直接用作位置的反饋，倘若如此，表示指令位置的數值必須也用兩個通道表示（例如用《聯和兩個通道）才能與IR腸和R1 07進行雙字運算，因為的通道（例如腸幻的）為位，最大能表示的數為顯然，要表示到打手的最大移動距離對應的計數器值砧，僅巧，個通道是不夠的。

　　但是，如果采用兩個通道表示，在處理后續乘除運算以及計數值從格式到式的互換時算法將相當復雜，而且占用的通道過多。

　　因此，我們在實際的系統中采用計數器值的十分之一為單位，指令位置和反饋值都以此單位表示，大大簡化了程序結構。