0 引言

進(jìn)氣道風(fēng)洞試驗?zāi)Ｐ椭惺褂?a style='color: blue;display:inline;border:none;' target='_blank' href='http://m.risewear.cn/motor/' onclick="HitLog('電機(jī)','http://m.risewear.cn/motor/')" >電機(jī)實現(xiàn)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)，以往一直都使用步進(jìn)電機(jī)，隨著試驗技術(shù)的進(jìn)步，模型結(jié)構(gòu)越來越精細(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)備只能實現(xiàn)一路或兩路的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動控制，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)動控制系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1實現(xiàn)功能

(1) 可實現(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個通道獨立工作，但通道之間有時序配合，要求系統(tǒng)的視覺同步精度達(dá)到毫秒級。

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

(3) 可進(jìn)行靜態(tài)試驗，動態(tài)試驗，保存曲線，并能保存為位圖。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計

基本配置：

控制系統(tǒng)采用Trio ME309獨立控制器，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，采集信號，電位器信號等都單獨做成航插，方便連接。上位機(jī)使用本公司通過VC開發(fā)的系統(tǒng)軟件。

2 工作過程及試驗流程

2.1工作過程

計算機(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)動器發(fā)送驅(qū)動信號，驅(qū)動器根據(jù)收到的信息驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動運(yùn)動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)所需的部件運(yùn)動。在控制過程中，安裝在電機(jī)軸或運(yùn)動機(jī)構(gòu)上的反饋裝置將位置信息提供給控制器，計算機(jī)可讀取反饋信息用于計算和監(jiān)視。

2.2 試驗流程

(1)手動調(diào)試

啟動手動調(diào)試à設(shè)置通道參數(shù)à檢驗方向設(shè)置à檢驗限位開關(guān)à計算控制變量à手動運(yùn)行并檢測à結(jié)束。

(2)穩(wěn)態(tài)試驗

啟動穩(wěn)態(tài)試驗流程à設(shè)置流程控制參數(shù)à運(yùn)行試驗自動控制à所有通道歸零à系統(tǒng)初始à等待開始（風(fēng)洞流場穩(wěn)定，提供1個觸發(fā)信號并計時）à所有通道到位置1(錄像)à延時T(給風(fēng)洞信號，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T(給風(fēng)洞信號，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T(給風(fēng)洞信號，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(計時完成，錄像結(jié)束)。

(2)動態(tài)試驗

  啟動動態(tài)試驗流程à設(shè)置通道控制參數(shù)à運(yùn)行試驗自動控制à所有通道歸零à系統(tǒng)初始à等待開始（風(fēng)洞流場穩(wěn)定，提供1個觸發(fā)信號并計時）à自動運(yùn)行(按文件)—>結(jié)束(計時完成，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) 手動調(diào)試功能：

可任意通道選擇，啟停通道，起終點設(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；手動方向移動，調(diào)試參數(shù)單獨保存與讀取。

(6) 穩(wěn)態(tài)試驗功能：

 導(dǎo)入手動調(diào)試中的速度/加速度參數(shù)，自動輸入控制點數(shù)量(0~200)，可方便設(shè)置每個軸的速度加速度，控制點位置，延時等參數(shù)。采集延時設(shè)為0，當(dāng)前點不進(jìn)行采集，直接移動到下一點。并能將參數(shù)單獨保存與讀取。

試驗運(yùn)行時，能顯示總控制點數(shù)，當(dāng)前點數(shù)，當(dāng)前延時，采集等的顯示?？蛇M(jìn)行啟動，暫停，繼續(xù)，停止等操作。

(7) 動態(tài)試驗功能：

通過記事本編輯數(shù)據(jù)文件，格式第一數(shù)據(jù)為時間，各通道位置。數(shù)據(jù)之間通過空格區(qū)分，一行作為一組數(shù)據(jù)。軟件通過各點時間與位置自動規(guī)劃運(yùn)動軌跡，保證對應(yīng)時間移動到相應(yīng)位置處，進(jìn)行平滑運(yùn)動。時間間隔必須相等，否則各點運(yùn)動不平滑。

試驗運(yùn)行時，能顯示錄像采集，數(shù)據(jù)采集，試驗計時等的顯示。可進(jìn)行啟動，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)：

實時顯示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，顯示手動調(diào)試中設(shè)置的通道名稱。反饋值，實時顯示測試的通道位置。目標(biāo)值，顯示穩(wěn)態(tài)試驗和動態(tài)試驗時將要移動到的位置。起始/終止，顯示起始與終止限位狀態(tài)，觸發(fā)時顯示紅色，平時灰色。

曲線顏色，選擇/取消顯示8通道測試曲線顏色。 

右邊曲線顯示區(qū)：

進(jìn)行穩(wěn)態(tài)試驗與動態(tài)試驗時顯示選擇通道的時間與行程曲線。橫坐標(biāo)為試驗時間，縱坐標(biāo)顯示移動的行程。試驗前要正確設(shè)置行程與時間，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、手動調(diào)試、穩(wěn)態(tài)試驗、動態(tài)試驗、系統(tǒng)參數(shù)、退出系統(tǒng)。這些功能實現(xiàn)在功能介紹中以介紹。

4 結(jié)束語

此系統(tǒng)已成功應(yīng)用，并且各項指標(biāo)達(dá)到或超過客戶要求，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。