转台设计指导书
伺服系统设计.
辽宁工程技术大学《电力拖动自动控制系统》课程设计 目录 1、前言 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计内容 (1) 2、伺服系统的基本组成原理及电路设计 (2) 2.1伺服系统基本原理及系统框图 (2) 2.2 伺服系统的模拟PD+数字前馈控制 (4) 2.3 伺服系统的程序 (6) 3、仿真波形图 (9) 结论 (12) 心得与体会 (13) 参考文献 (14)
1、前言 1.1设计目的 1、使学生进一步掌握电力拖动自动控制系统的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力； 2、使学生基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力； 3、熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。 1.2设计内容 1、分析和设计具有三环结构的伺服系统，用绘图软件（matlab）画原理图还有波形图； 2、分析并理解具有三环结构的伺服系统原理。
2、伺服系统的基本组成原理及电路设计 2.1伺服系统基本原理及系统框图 伺服系统三环的PID控制原理: 以转台伺服系统为例,其控制结构如图2-1所示,其中r为框架参考角位置输入信号, 为输出角位置信号. 图2-1 转台伺服系统框图 伺服系统执行机构为典型的直流电动驱动机构,电机输出轴直接与负载-转动轴相连,为使系统具有较好的速度和加速度性能,引入测速机信号作为系统的速度反馈,直接构成模拟式速度回路.由高精度圆感应同步器与数字变换装置构成数字式角位置伺服回路. 转台伺服系统单框的位置环,速度环和电流环框图如图2-2,图2-3和图2-4所示. 图2-2 伺服系统位置环框图 图2-3 伺服系统速度环框图
多轴运动控制器在转台控制系统中的应用
随着自动控制理论和数字计算机及其应用技术的不断发展，以计算机为基础的控制技术迅猛发展，被控对象规模更大,控制过程和规律也更加复杂和精密，控制方法也更加灵活多样[1]。在转台的控制系统中，除了用来产生输入信号的仿真机之外，计算机还扮演了控制器的角色。根据控制器的不同形式，计算机控制系统分为集中式、分布式、集散式三种类型，其中集散式控制器又分为PC机与单片机、PC机与PC机、PC机与嵌入式控制器三种形式。转台运动控制系统是转台设计中最为关键的部分，本课题中选用PC机与嵌入式控制器的形式，其中PC机采用性能稳定的IPC（工控机），嵌入式控制器选用美国DeltaTau公司的可编程多轴控制器PMAC，即IPC+PMAC。 1转台的基本结构与组成 由于各种民用、军用飞行器技术的快速发展，当今世界各国都十分重视半实物仿真技术的研究和应用，而三轴转台是半实物仿真的重要设备之一[2]。通常，三轴转台提供模拟飞行器飞行姿态角和为被试件提供测试条件的功能，以便验证全数字仿真的实验结果并进一步优化或改良飞行器设计方案。转台负载放在内框之上，由平板固定，内框、中框和外框均可绕其轴向做360°旋转运动，可以模拟飞行器的3个自由度的横滚、俯仰和航向运动。三轴转台由控制部分和机械部分组成，转台的控制部分由一个控制柜和一台IPC组成，转台机械结构由框架结构、动力源、支承结构、驱动方式、轴系结构、配重方式等组成。本课题中的转台采用UOO结构，外框架采用音叉形式(U型)，其结构简单，转动惯量小，并可相应缩小转台总体尺寸；中框架和内框架采用封闭框形式(O型)，易于实现整圈旋转。转台的3个轴系均采用精密机械轴承支撑，直流无刷电机驱动，运用海德汉增量式编码器进行速度、位置反馈，并在每轴运用滑环进行导线转接，可使框体做无限旋转运动。 2PMAC控制器简介 PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)是美国Delta -Tau公司生产的系列运动控制器。使用Motorola的DSP56000系列芯片作为CPU，最多可实现8轴的伺服控 多轴运动控制器在转台控制系统中的应用 王海涌，张为玮,王卫 （北京航空航天大学宇航学院，北京100083） 摘要：提出了一种基于多轴运动控制器的转台控制系统的组成方案.给出了转台的基本组成,介绍了多轴运动控制卡功能及其硬软件的开放性。分析了控制系统的组成原理，详细介绍了控制系统总体设计方案和基本的硬件配置结构,以及此控制系统的软件设计方法和功能实现。通过此基于多轴运动控制卡的控制系统实现了转台的实时控制及伺服控制。 关键词：多轴运动控制器；转台；运动控制系统 中图分类号：TP271文献标识码：A Using PMAC in motion control system of turntable WANG Hai Yong,ZHANG Wei Wei,WANG Wei (School of Aerospace,Beijing University of Aeronautics and Astronautics,Beijing100083,China) Abstract:Three-axis turntable motion control system with PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)is proposed.It intro-duces the design of turntable,and it introduces the functions and opening of the PMAC.This paper analyzes the basic theory of control system.It briefly introduces the overall design scheme and basic hardware configuration of the control system,and explains its software design method and function realization in detail.Through the control system the turntable achieves real-time control and servo control. Key words：PMAC；turntable；motion control system 97 《电子技术应用》2010年第3期
DD Motor转台设计
DD Motor转台设计技术综述 作者：北京机床所精密机电有限公司常文芬黄韶娟来源：雅式产业专网DD Motor（Direct Drive Motor，直接驱动电机）是伺服电机技术发展的产物， 由其驱动的转台是直接驱动技术在加工中心上的又一次革命性应用。其结构特点是，电机转子直接与旋转工作台连接，电机定子则与安装基座固定在一起，直接驱动转台实现旋转运动。它省却了齿轮、蜗轮蜗杆等复杂的传动件，具有如下多项优点：结构简单、输出扭矩大、噪声低、速度和精确度高、控制轻易、维护方便，可靠性高等。 由于电机结构的特殊设计，可实现低速大扭矩输出，满足加工中心机床用转台切削进给的需要；电机具有很好的伺服刚性和动态特性，可使转台加速度增大，回转速度大幅度进步。由于DD Motor电机直接与转动负载相连，因此在电机和负载之间实现了“零”传动。基于此，DD Motor转台应用于加工中心将是一种较好的选择。 目前，国外已有很多厂家生产和销售此类电机和转台，如德国SIEMENS、Cytec；日本FANUC、津田驹等，中国也有部分单位购买了配置有类似转台的机床，主要用于齿轮加工等。 DD Motor转台常见的基本结构图1所示为DD Motor转台所常见的结构型式示意图，它主要由以下几部分组成：（1）电机定子及转子；（2）轴承；（3）编码器；（4）转台及旋转部分；（5）基座、外套及固定部分；（6）DD Motor 转台所需要的密封和防尘结构；（7）循环冷却结构。
图1 DD Motor转台所常见的结构型式 关键部件的配置及选用 1.直接驱动电机 目前像SIEMENS、FANUC等公司均有可用于转台的直接驱动电机，其在功率、扭矩及转速方面各有特色，安装尺寸也各有不同，可根据需要进行选择。为满足转台的使用要求，在电机的选择上应重点考虑以下三项内容： 1）最大扭矩 最大扭矩需满足负载和转动部分加速度的目标要求。即：最大扭矩≧移动部分的惯量×目标加速度+负载扭矩。 2）连续扭矩 连续扭矩为转台在不过热的情况下连续旋转的扭矩，计算连续扭矩时应考虑摩擦扭矩和切削扭矩。同时，假如转台倾斜或者垂直使用而且没有制动或夹紧结构时，需要考虑重力产生的扭矩影响。由于电机的性能与机械结构的热态性能及冷却状况有很大关系，选择时须留有足够余量。 3）惯量 为了充分发挥电机的性能，转台的转动惯量应尽可能小，需严格计算转台转动部分的惯量（包括负载的惯量），满足电机答应的转动惯量要求。 转台的惯量和刚性是一对矛盾，只能依据用户要求进行取舍。在实际选用中，应和电机厂家进行交流，基于严密计算以确保得出最好的选择。 2.轴承 DD Motor转台的支承通常采用交叉滚子轴承、推力/向心滚子轴承或推力角接触球轴承。图2分别为三种轴承的示意图，实际设计选用时可根据安装尺寸、载荷、寿命等来综合权衡。 图 2 转台支承轴承示意图
机械毕业设计716高空作业车的转台结构设计及有限元分析设计
高空作业车转台的结构设计及分析 摘要 本课题针对GKZ系列车型转台部分的要求工作装置，对GKZ型高空作业车回转机构进行设计及分析。高空作业车由液压马达、回转减速器及回转小齿轮、回转支承等组成。进行回转时，液压马达输出动力，通过回转减速器减速后带动输出轴上的小齿轮旋转，小齿轮与回转支承的齿圈啮合，由于回转支承的齿圈与车架刚性连接，因而回转减速器带动与之相连的转台回转。 本课题确定了高空作业车回转机构的传动方案，采用的单排四点接触球式回转支承，此类支承的主要优点是同时承受轴向、径向力和复合力矩。适用子中小型起重机。转台的结构设计采用的是倒π型结构，前后两个高强板，左右各一个支承板，再加两个加强筋形成。对转台采用PRO/E进行建模，将建好的模型通过转化放入ANSYS中进行有限元分析，分析出变形最大和受应力最大的接触面，对分析的结果的提出改进方案，对改进后的方案进行有限元分析比较, 确定最佳方案。本方案的设计为同类转台的结构设计提供了理论依据和分析方法。 在课题设计的过程中使用的方法有：（1）在结构设计过程中主要对转台的的受力情况进行分析，计算出转台的受力大小和转台的自重，对传动齿轮的设计及强度校核，运用绘图软件PRO/E进行建模。（2）将模型导入ANSYS中，对转台的受力情况进行分析查看其分析的结果，确保转台的变形和所受的应力均能符合设计要求。 [关键词]：高空作业车；转台结构设计；有限元分析；ANSYS
Constructional design and analysis for turn-table of aerial work platforms Abstract According to the requirement of working devices of turn-tables in the machine series type GKZ, this paper presented the constructional design and analysis for slewing mechanism of aerial work platforms. The aerial work platforms comprised hydraulic motors, rotary speed reducers, revolving pinions, slewing bearings and so on. When the turn-table slewed, the hydraulic motor transmitted power output which enabled pinions on the output shaft to revolve. Pinions were meshed with ring gear on slewing bearings. Due to rigid connection between the ring gear on slewing bearings and the chassis, turn-tables were rotated by rotary speed reducers. Gear plan for slewing mechanism of aerial work platforms and constructional design for turn-table were presented. Gear plans transmission for slewing mechanism of aerial work platforms was provided in which single-row four-point contact ball slewing bearings were adopted. The advantage of this type of bearing, which suited small and medium crane, was that it can bear axial force, radial force and compound moment at the same time. Configurations of anti type π were adopted in constructional design for turn-table, in which there were two high strength plates in tandem, two eudipleural supporting plates and two stiffened panels. Modeling and simulation of turn tables were obtained using PRO/E. The obtained modeling was transformation and analyzed by ANSYS Finite Element Analysis software. Consequently, contact area in the maximum of deformation and stress were analyzed. According to the results, improved schemes were presented, which were further analyzed and compared by finite element analysis. Finally, the best scheme was founded. This project provided the approaches of constructional design for the similar type of turn-table in theory. The following methods were used in this project: 1) Force situation of turn tables were analyzed in constructional design, and force variation and mass of turn-tables were calculated. The design and intensity of transmission gear were checked. Modeling and simulation were obtained using drawing software PRO/E; 2) The modeling were imputed into ANSYS and bearing force of turn-tables were analyzed. The results ensured that the deformation of turn-tables and their bearing force would meet the design requirements. [Keywords]: Aerial work platform; Turn-tables; Constructional design; Finite element analysis; ANSYS
高空作业车的转台设计及分析正文
摘要 本课题针对 GKZ 系列车型转台部分的要求工作装置，对GKZ型高空作业车回转机构进行设计及分析。高空作业车由液压马达、回转减速器及回转小齿轮、回转支承等组成。进行回转时，液压马达输出动力，通过回转减速器减速后带动输出轴上的小齿轮旋转，小齿轮与回转支承的齿圈啮合，由于回转支承的齿圈与车架刚性连接，因而回转减速器带动与之相连的转台回转。 本课题确定了高空作业车回转机构的传动方案，采用的单排四点接触球式回转支承，此类支承的主要优点是同时承受轴向、径向力和复合力矩。适用子中小型起重机。转台的结构设计采用的是倒π型结构，前后两个高强板，左右各一个支承板，再加两个加强筋形成。对转台采用PRO/E进行建模，将建好的模型通过转化放入ANSYS中进行有限元分析，分析出变形最大和受应力最大的接触面，对分析的结果的提出改进方案，对改进后的方案进行有限元分析比较, 确定最佳方案。本方案的设计为同类转台的结构设计提供了理论依据和分析方法。 （1）在结构设计过程中主要对转台的的受力在课题设计的过程中使用的方法有： 情况进行分析，计算出转台的受力大小和转台的自重，对传动齿轮的设计及 （2）将模型导入ANSYS中，对转台的强度校核，运用绘图软件PRO/E进行建模。 受力情况进行分析查看其分析的结果，确保转台的变形和所受的应力均能符合设计要求。 关键词：高空作业车；转台结构设计；ANSY
第一章绪论 1.1 引言 工程机械广泛应用于经济建设的各部门，并且在整个经济发展中占有十分重要的地位。解放以后，我国的机械工业在十分薄弱的基础上，经过近五十年的艰苦努力，从小到大，从修配到制造，从仅仅仿造一般机械产品到能制造大型、中型、精密设备，从制造单机到制造重大成套设备，逐步形成了一个门类比较齐全，具有较大规模，较先进技术水平和成套水平不断提高的工业体系。 80 年代以来，工程机械发展速度快。其主要原因:一是我国在改革开放政策指引下，经济发展快，对工程机械的需要增多;二是从中央到地方给与发展的优惠政策，增加资金注入，加以扶植;三是引进国外多项先进技术，经过消化吸收，产品技术水平提高;四是，企业经过组织结构调整，相互合作，并在竞争中促使相互提高。但是我国工程机械与国外工业发达国家相比较以及与国内建设要求相比还有不少差距，还有许多问题 A 待研究解决。随着目前高科技产业的发展，尤其是计算机的出现及其广泛应用，它带动了整个工业的发展，在机械行业更为引人注目，设计上的优化等使机器向高精密化发展，带来了一场新的变革。当然一向以笨重著称的大型工程机械，更有着广阔的发展余地。 高空作业车作为一种大型的工程机械设备，日前广泛应用在船舶、建筑、市政建设、消防、港口货运等行业，是新兴的技术产业，有着广阔的发展前景。高空作业机械是在工程起重机械基础上发展起来的产业系统，只有二十几年的历史。尽管我国在高空作业车设计制造上取得了一些成绩，但是国内生产制造的高空作业机械同国外同类型高空作业机械产品相比仍有一定差距，土要表现为技术含量低、大型的较少、结构笨重、作业时微动性能差等问题。 1.2 高空作业车的国内外发展概况 高空作业车的分类方式有好多种，按臂架的展开方式分类，有折叠式和伸缩式及混合式三种;按臂架的形状分类有，直臂式和曲臂式;按驱动方式分类，有自动式、拖动式和手动式等等。 1.2.1 高空作业车的国外发展趋势与动向下不足； 抽油机在运行中传动角波动较大，无法保证各位置的传动角均接近于90°，造成曲柄轴受力很大且不均匀；由于悬点载荷的变化较大，造成曲柄轴扭矩峰值较大，国外高空作业机械属新兴行业，是在工程起重机械基础卜发展起来的高新技术产业系统，只有二十几年的历史。目前，专业生产高空作业机械的公司比较少。近年来，由于汽车起重机销售量下降及市场平淡，一批汽车起重制造公司，相继发展高空作业机械，但总计年产量仍不能满足市场需求，正处于发展时期。
单轴速率转台机械台体设计讲解
综合课程设计II项目总结报告题目：单轴速率转台机械台体设计 院（系）机电工程学院 专业机械设计制造自动化 学生 学号 班号 指导教师 填报日期2013.12.05 哈尔滨工业大学机电工程学院制 2013年12月
目录 第1章转台方案拟定 (1) 第2章轴承选择 (2) 2.1 轴承的选型 (2) 2.2 轴承跨距的计算 (2) 2.3 轴承的预紧 (2) 第3章测角元件的选择与计算 (3) 3.1 光电码盘的选型 (3) 3.2 光电码盘的设计 (3) 第4章载荷计算 (5) 第5章电机选取与计算 (6) 第6章机械结构设计 (7) 6.1 轴系部件的设计 (7) 6.2轴上其他零部件的设计 (10) 6.3 框架设计 (10) 参考文献 (12)
第1章转台方案拟定 转台即旋转平台，是用于测控系统元件标校试验的基础平台，位置、速率、加速度可控，可以实现位置、速率、加速度等试验。由于被测对象千差万别，测试条件也各有不同，故虽然市场上已有相对成熟的转台产品，但很多情况下专用的测试转台还需要专门设计。而单轴转台是一个单轴方位旋转机构，是一种重要的转角测试设备，可用于光电跟踪装置的动态角跟踪性能的检测，以及惯性导航系统和惯性元件的检定、标定。其按驱动方式可分为手动和电动两种，在电动的形式下又有开环和闭环两种控制方式，目前单轴转台的转角精度可达到1 角秒。结合本课题设计，进一步掌握如下内容：（1）掌握机械系统的组成规律、设计原则、设计步骤（过程）、设计内容和方法；（2）利用以前学到的有关的基础知识，根据特定的功能来设计机械系统。 任务要求设计分度刻线转台，转台水平旋转，主轴由交流力矩电机直接驱动，转台结构主要由主轴、电机、光电编码器、转台台面以及底座等组成。转台直接与主轴相连，由力矩电机直接驱动，通过轴承座将主轴与壳体的连接传递基准，安装光电编码器，最后将所有结构部件连接在基座上。转台的草图如下：
机电一体化转台设计.
机电一体化 一维转台设计说明书 目录 课程设计的目的1 《机电一体化》设计任务及设计参数1 一、系统总体改造方案的确定2 二、工作台旋转机械部分的改进2 三、工作台升降机械部分改进6 四、最佳方案8 五、其他机械部分改进8 六、控制部分方案设计11 小结14 参考文献14 设计过程 课程设计的目的 1）学习机电一体化系统总体设计方案拟定、分析与比较的方法。 2）通过对机械系统的设计掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算方法与选用原则。齿轮同步带减速装置、蜗杆副、滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨副等。 3）通过对进给伺服系统的设计，掌握常用伺服电动机的工作原理、计算选择方法与控制驱动方式，学会选用典型的位移速度传感器；如交流、步进伺服进给系统，增量式旋转编码器，直线光栅等。 4）通过对控制系统的设计，掌握一些典型硬件电路的设计方法和控制软件的设计思路；如控制系统选用原则、CPU选择、存储器扩展、I/O接口扩展、A/D与D/A配置、键盘与显示电路设计等，以及控制系统的管理软件、伺服电机的控制软件等。 5）培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并初步树立“系统设计”的思路。 6）锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。 设计参数 设计名称 转台的机电一体化设计。 设计任务 机械部分 说明该机构的工作原理、传动支撑方式、导向方式、预紧方式等；若有必要，可在提供的CAD图中按自己认为合理的方式进行修改。 设计限位装置（如接近开关的安装支座） 控制部分 该装置由两台异步电动机驱动，其中一台电机控制工作台在90度范围内往复旋转，另一台电机控制工作台上的托辊转动，完成工件输入、停止和输出的动作。要求用继电器接触器控制系统、或PLC、或单片机完成上述动作的控制。 提交的设计文件 设计说明书（A4）。
三轴转台仿真设计---设计说明书
目录 摘要 (3) Abstract (4) 1 绪论 (6) 1.1 引言 (6) 1.2 国外研究状况 (6) 1.3国内研究状况 (6) 2 三轴转台的机械设计 (8) 2.1 三轴转台的概述 (8) 2.1.1 三轴转台的性能指标 (8) 2.1.2三轴转台工作原理概述 (8) 2.1.3 伺服驱动电机的选择与计算 (9) 2.1.4 直流力矩电机的计算分析 (12) 2.1.5 框架的选材 (13) 2.2 转台结构的设计 (14) 2.2.1 外环装配示意图 (14) 2.2.2 中环装配示意图 (15) 2.2.3 内环装配示意图 (15) 2.2.4 总装配示意图 (16) 2.2.5 零件示意图 (16) 3 伺服系统的总体设计 (17) 3.1伺服系统的组成 (17)
3.2 三轴转台的工作原理 (18) 3.3 伺服系统硬件的选择 (18) 3.3.1 直流电机驱动器的选择 (19) 3.3.2 圆光栅编码器增量式YGM506 的选择 (20) 3.3.3 稳压器的选择 (20) 3.3.4 软件可编程器件的选择 (21) 3.3.5 串口卡的选择 (21) 3.4 伺服控制系统的硬件接线图 (23) 4 三轴转台的运动仿真 (24) 4.1 概述 (24) 4.1.1 主要优点 (25) 4.1.2 研究复杂的实际情况 (25) 4.2 三轴转台仿真过程[20] (26) 5 结论 (28) 6 工作展望 (29) 致谢 (30) 参考文献 (31) 2王伟
摘要 航空、航天工业发展水平是一个国家科技、经济及国防实力的重要标志。在航空航天领域中, 惯性导航和制导技术是一项核心技术, 三轴转台是测试惯性元件及半实物仿真的重要非标设备, 其性能的好坏直接影响仿真和测试的可靠性和置信度。 三轴转台是以控制理论、相似理论、系统技术和信息技术为基础，利用计算机和专用物理设备为工具，为惯性导航和制导系统仿真试验提供平台的关键设备【1】。它能够复现空间质心运动中的转角、角速度、角加速度等物理指标。由此，可以在地面试验室中真实地模拟导弹、飞行器等在空中的各种飞行姿态，以对敏感元件、惯导系统、执行机构等加以测试。将昂贵的实物试验转化为试验室中可预测、可重复性研究，为实物试验提供充分的技术指标和试验数据。 本文先建模设计，对转台的机械结构进行设计，并对一些标准件进行了选择，主要轴的设计，对一些装配关系进行了二维或者三维的建模。 其次，对控制系统进行了分析和选择，包括电机的选型，驱动器的选型，编码器的选型，接口扩充的选型，以及相关元件的选型，详细见附图（电控图）。其中搭建基本的硬件设备，采用软件的控制方法，设置控制系统的各模块选择，实现转台系统的运行功能，完全实现对转台的控制。（尤其是角速度和角位移的测量是本系统成为高精度转台仿真的关键性选择之一）。 关键词：三轴转台伺服系统建模直流电机 3
哈工大综合课程设计――双轴转台设计_图文(精)
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书(论文 课程名称:综合课程设计 设计题目:双轴测试转台设计 院系:机电工程学院 班级:1108110班 设计者:崔晓蒙 学号:1110811005 指导教师:陈志刚 设计时间:2014年12月 哈尔滨工业大学 目录
第1 章概述 (2 1.1 课程设计的目的 (2 1.2 课程设计的内容 (2 1.3 课程设计的方法和步骤 (2 1.4 转台课程设计的要求 (3 第2 章转台总体设计 (4 2.1 转台结构类型选择 (4 2.2 转台驱动元件选择 (8 2.3 转台测量元件选择 (9 第3 章转台机械结构设计 (10 3.1 轴系设计 (10 3.2 轴与框架的连接 (12 3.3 框架设计 (15 3.4 配重设计 (16 3.5 限位与锁紧装置设计 (17 第4 章转台驱动元件设计 (19 4.1 传动部件设计 (19 4.2 转动惯量计算 (19 4.3 电机力矩计算 (26
第5 章转台测量元件设计 (28 5.1 角度传感器设计 (28 5.2 角速度传感器设计 (31 5.3 限位开关设计 (32 5.4 走线与滑环 (33 第6 章转台装配工作图设计 (34 6.1 装配工作图绘制要求 (34 6.2 装配工作图尺寸标注 (34 6.3 装配工作图上零件序号、明细栏和标题栏的编写 (34 第7 章转台零件工作图设计 (35 7.1 对零件工作图的绘制要求 (35 7.2 转台主要零件工作图 (35 第8 章编写设计计算说明书 (36 8.1 设计计算说明书的内容 (36 8.2 设计计算说明书格式要求 (36 第9 章课程设计的总结和答辩 (39 参考文献 (4 第1章转台功能分析 1.1 功能分解
陀螺转台的伺服系统设计
陀螺转台的伺服系统设计 院系自动化学院 专业自动化 班级4407202 学号200403072045 姓名杨林 指导教师张红梅 负责教师 沈阳航空工业学院 2008年6月
摘要 陀螺仪表试验转台是一种航空仪表地面现场测试的专用设备，主要由高精度转台和控制系统组成。本文主要设计了转台的控制系统。首先介绍了陀螺转台的结构及工作原理，然后基于陀螺转台的工作原理设计出转台控制系统的原理图，再根据转台控制系统的原理图，对系统的各组成环节进行建模，最后得出各环节的数学模型。经过分析得出转台控制系统共由五部分组成，分别是：比较环节、校正环节、检测环节、晶闸管整流装置和直流力矩电机。转台控制系统主要完成对角位置信号的跟踪。本次设计的主要目的是提高转台的控制精度，改善系统的动态品质。基于MATLAB/SIMULINK对系统进行仿真研究，并完成软件的调试。仿真结果表明本设计能够完成转台的角位置跟踪。 关键词：陀螺转台；控制系统；SIMULINK仿真
Abstract Gyro testing turntable is the appropriation equipment used to test the special ground aviation equipment, it is made of high accuracy turntable and the control system. The design is mainly about turntable control system. First, it introduces structure and working principle of gyro turntable, then, based on the principle gyro turntable, design a schematic of turntable control system, according to the schematic of turntable control system’s principle, set up the model of system's parts, at last, got the math modeling of each part. After analysis, turntable control system is from a total of five parts. namely: comparing links, links correction, testing links, SCR devices and DC torque motor. The turntable control system to complete the main diagonal position signal tracking. The design of the main purpose is to improve the accuracy of the control table and improve the quality of the dynamic. The system is imitated by the soft ware MATLAB/ SIMULINK and completed software debugging. The simulation results show that the designed system to complete the corner location tracking. Keywords: Gyro platform; control system; SIMULINK simulation
电气控制电路设计规范
电气控制电路设计规范 计划授课时间：2013.9.12 【引入】电器图以各种图形、符号 和突显等形式来表示电气系统中各电器设备、装置、元器件的相互连接关系。电器图是联系电气设计、生产、维修人员的工程语言，能正确、熟练的识读电器图是从业人员必备的基本技能。 一、电气图的作用与分类 为了表达电气控制系统的设计意图，便于分析系统工作原理、安装、调试和检修控制系统，必须采用统一图形符号和文字符号。 1.电气系统图和框图 2.电气原理图 3.电器布置图 4.电器安装接线图 5.功能图 6.电气元件明细表 二、电器图阅读的基本方法 1.电气图阅读的基本方法 1)主电路分析2)控制电路分析3)辅助电路分析4)联锁和保护环节分析5)总体检查 2.电气图阅读 1)主电路阅读2)阅读控制电路 三、电气控制电路设计规范 1.电气工程制图内容 电气控制系统是由若干电器元件按照一定要求连接而成，从而实现设备或装置的某种控制目的。为了便于对控制系统进行设计、分析研究、安装调试、使用维护以及技术交流，就需要将控制系统中的各电器元件及其相互连接关系用一个统一的标准来表达，这个统一的标准就是国家标准和国际标准，我国相关的国家标准已经与国际标准统一。用标准符号按照标准规定的方法表示的电气控制系统的控制关系的就称为电气控制系统图。 电气控制系统图包括电气系统图和框图、电气原理图、电气接线图和接线表三种形式。各种图都有其不同的用途和规定的表达方式，电气系统图主要用于表达系统的层次关系，系统内各子系统或功能部件的相互关系，以及系统与外界的联系；电气原理图主要用于表达系统控制原理、参数、功能及逻辑关系，是最详细表达控制规律和参数的工程图；电气接线图主要用于表达各电器元件在设备中的具体位置分布情况，以及连接导线的走向。对于一般的机电装备而言，电气原理图是必须的，而其余两种图则根据需要绘制。绘制电气接线图则需要首先绘制电器位置图，在实际应用中电气接线图一般与电气原理图和电器位置图一起使用。 国家标准局参照国际电工委员会（IEC）颁布的标准，制定了我国电气设备有关国家标准。有关的国家标准有GB4728—1984《电气图用图形符号》、GB6988—1986《电气制图》、GB5094—1985《电气技术中的项目代号》和GB7159—1987《电气技术中的文字符号制定通则》。 2.电气工程制图图形符号和文字符号 按照GB4728—1984《电气图用图形符号》规定，电气图用图形符号是按照功能组合图的原则，由一般符号、符号要素或一般符号加限定符号组合成为特定的图形符号及方框符号等。一般符号是用以表示一类产品和此类产品的特征的简单图形符号。 文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。基本文字符号又分单字母文字符号和双字母文字符号两种。单字母符号是按拉丁字母顺序将各种电气设备、装置和元器件划分为23类，每一大类电器用一个专用单字母符号表示，如“K”表示继电器、接触器类，“R”表示电阻器类。当单字母符号不能满足要求而需要将大类进一步划分，以便更为详尽地表述某一种电气设备、装置和元器件时采用双字母符号。双字母符号由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成，组合形式为单字母符号在前、另一个字母在后，如“F”表示保护器件类，“FU”表示熔断器，“FR”表示热继电器。 辅助文字符号用来表示电气设备、装置、元器件及线路的功能、状态和特征，如“DC”表示直流，“AC”表示交流，“SYN”表示同步，“ASY”表示异步等。辅助文字符号也可放在表示类别的单字母符号后面组成双字母符号，如“KT”表示时间继电器，“YB”表示电磁制动器等。为简化文字符号起见，当辅助文字符号由两个或两个以上字母组成时，可以只采用第一位字母进行
测试转台伺服系统方案
测试转台伺服分系统方案 1．概述： 本伺服分系统根据转台系统技术要求，主要完成控制和驱动转台方位连续可调的运动，并能定位在任意方位角。 2．主要技术指标： 转台运动范围：0～360° 转台定位精度：≤0.2° 转台运动速度：0～5°/sec 转台运动加速度：0～5°/sec2 3．系统的主要功能 系统的工作方式有待机、手动、连续转动、遥控、外控。可完成转台的连续转动和定位，手动方式是用机箱面板上的手轮控制转台转动，外控方式是在室外用一个控制盒控制转台转动，遥控方式是其它计算机通过串口控制转台转动。 4．伺服分系统组成 伺服分系统由控制单元（ACU）、驱动单元（ADU）、轴角编码单元及安装在转台上的执行元件、测量元件和控保元件组成，如下图1所示。
图1 伺服分系统组成框图 伺服分系统可作成一个4U的全密闭机箱。机箱面板上有操作开关、方位角度显示等。 控制单元ACU是转台控制中心。它完成转台运动的各种控制，各种控制策略的实时实施。 轴角编码器单元将自整角同步机测到的转台转轴的角度转化为数字量，用于转台的位置显示和位置控制。 驱动单元（ADU）由功率放大、环路控制等组成，主要完成对转台转轴的执行电机进行驱动。 转台转轴的执行电机采用交流伺服电机，因其无电刷磨损问题，可靠性高，寿命长，免维护。 4．1 控制单元 控制单元是以单片机为基础，集控制、监视、计算、通讯于一体，对转台实现安全可靠的操控的控制器，它与终端的通讯采用串口通讯。
根据不同的工作方式，ACU产生相应的控制信号，通过驱动单元驱动转台运动，从而使转台转向指定角度。 ACU是操作人员进行操作的中心，具有丰富而简洁的显示和友好的操控界面。 ACU的主要工作方式为：待机，手动，连续转动，遥控，外控等。4．2 轴角编码器 轴角的测量元件采用自整角同步机，这种角度敏感元件较之光电码盘有更高的可靠性和高低温适应能力。 轴角编码器的核心芯片采用大规模集成专用芯片RDC。RDC主要由输入缓冲器、比例乘法器、误差比较器、相敏检波器、积分器、压控振荡器、可逆计数器、三态输出锁存器和控制逻辑等构成。RDC 转换器集成度高、精度高、能够闭环工作，直接将来自测角元件自整角同步机的被角度调制的角度信号转换成二进制数字角度值。轴角编码器与控制单元可集成在一个印制板上，如上图中的印制板就已包括轴角编码器。 4．3 驱动单元 驱动单元ADU将来自ACU的代表速度的信号转换成三相交流电压加给电动机。驱动电机选用交流伺服电动机，电机轴上带有制动器。交流伺服电动机的优点是无碳刷，无换向火花，可靠性高，寿命长。驱动单元还包括控保电路，进行故障联锁保护。 5．工作原理 伺服分系统采用交流伺服电机驱动转台的转轴。ACU输出模拟电
转台控制系统设计要求
转台控制系统设计要求 1、采用西门子PLC设计转台控制系统。 2、通过控制升降电机的启停、正、反转实现转台的上升和下降（正传上升，反转下降），并且具有上升到位和下降到位的自动停止显示功能。 3、通过控制转台驱动电机的启停、正反转实现转台的连续正传、连续反转、点动正传、点动反转等功能，并且要求这四个功能必须互锁，且能够指示是那种工作状态,,能够显示转台转动角度。 4、转台应该具有急停功能，实现紧急情况下的系统停止功能。 5、撰写设计说明书，包括总体设计方案，元器件的选型，PLC输入输出地址分配，PLC的接线图，电机、电源，变频器等其他元件的接线图，PLC程序梯形图。 6、最后出一张A1图纸，主要是控制系统的电器接线图。
转台驱动电机为交流异步电动机1.5KW，升降电机大概0.55KW左右。只控制升降电机的启停，正反转。转台电机通过变频器调速，变频功率可选1.5KW开环矢量型变频器。制动器装在减速器的输出轴上，为直流24V驱动，额定电流为6.33A，功率200W,因此需要电流10A左右的直流24V电源，给制动器供电，同时给PLC供电。 旋转编码器安装在减速器的输出轴上。减速器为一轴输入，两轴同速输出型，上面的输出轴接转台，下面的输出轴接旋转编码器，中间通过弹性联轴器连接，调整比较方便。 控制系统的控制对象： 1. 1.5KW变频器，控制转台电机的启动停止以及调速。调速控制可选变频器的多段速，此时根据段速多少，占用PLC两到三个数字量输出点。调速控制也可以选择485接口通信控制，此时速度连续可调，由于226的PLC只有两个485接口，这种情况下考虑跟文本显示器共用一个485接口。同时变频器的启停控制用到PLC的两个数字量输出点。 绝对式旋转编码器用到PLC的10个数字量输入点。 2. 0.55KW的升降电机，控制其启停和正反转。开关量控制。占用PLC两个输出点。上下限位开关占用PLC两个输入点。 3. 制动器的启停。开关量控制，占用PLC一个输出点。 PLC资源的初步分配: 输入数字量点： 按钮：连续运行，点动，自动对中，设定角度运行，正反装模式选择扭子开关，远程操作与现场操作模式选择扭子开关，升降运动的上下限位开关，编码器的10个输出。18个输入点。 输出点：变频器正反转2个，正转指示灯，反转指示灯，运行指示灯，对中到位或设定角度到位指示灯，制动器线圈控制，升降电机控制2个。上下限位指示灯2个。操作模式指示2个。共13个输出点。 另外变频器故障指示，和变频器故障复位不需要占用CPU的输入输出，需用2个按钮。角度设定和当前角度监控，文本显示器。
控制系统招标技术规范
xx电厂市区供热工程 控制系统 招标技术要求
1．工程概况 1.1本工程为邹城市城区循环水集中供热工程，其热源为xx电厂，电厂内热电联产机组抽气后经供热首站进行汽——水换热，换热后以高温水（120/70℃）的形式为邹城城区进行供热。 1.2监控系统由监控中心控制系统、换热站控制系统与数据传输系统组成。二级换热站设置设置PLC控制系统，站内设置触摸屏可对站内设备进行监控。监控中心控制系统通过数据传输系统与各换热站控制系统进行通讯所有二级站通过光纤组网并设置视频监控。 2．换热站控制系统功能要求 控制系统应具有监测、控制、通讯、报警与保护、图像显示等基本功能。中继泵站和隔压站要求监测、控制、通讯、报警与保护等功能。其余换热站一期主要为监测功能，二期实现监测、控制、通讯、报警与保护等所有功能。 2.1监测 检测功能：所有的换热站一期主要监测一次、二次侧供/回水温度和压力，一次侧瞬时及累计流量、热量，室外温度等参数，中继泵站和隔压站还监测循环水泵的运行状态（含开停状态、运行频率、电流等），补水泵的运行状态（含开停状态、运行频率、电流等），补水箱水位，电动阀门的状态（含开关状态、阀位等），变频器工作状态。 2.2控制 A．采暖系统温度控制 1）采暖供水温度控制可分别按照下列四种模式: ·自动：按照所设定的舒适时间表，在相应的时间段和低温时间段内自动
切换。 ·恒定舒适：按照所设定的舒适温度运行，与时间段无关。 ·恒定低温：按照所设定的低温状况运行，与时间段无关。 ·待机状态：仅保持采暖供水温度为防霜冻的10度。 手动操作影响所有控制回路的自动运行，手动操作时所有控制回路均无法自动运行。 2）自动气候补偿控制。温度控制除按固定气候补偿供热曲线设定外，还应实现供热曲线的人工修改，即给定5组以上室外温度与对应的采暖供水温度值，自动形成供热曲线并按其自动运行。 3）用户可自定义供热的日计划、周计划以及假日计划（时间段）。 4）根据建筑物类型、采暖方式、热负荷进行优化控制（优化时间段）。 5）防冻保护功能（温度连锁）。 6）避峰（最大一次流量限制）功能。 7）快速升温或平缓升温功能。 B．对水泵的控制 1）采暖回路循环泵的控制：具有手动、自动和远动功能。 在手动状态下，可以现场手动工频、变频起停循环泵。 在自动状态下，可以根据二次供回水压差变频控制循环泵。 远传控制状态：为中控室上位机对循环泵的直接控制，控制器接受下传的设定值控制循环泵。 2）二次补水泵的控制：具有手动、自动和远动功能。 在手动状态下，可以现场手动工频、变频起停补水泵。