基于μC-OS-Ⅱ時柵位移傳感器數控轉臺控制系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、加工中心和數控機床旋轉運動由數控回轉工作臺提供，安裝在轉臺中位移傳感器的精度決定了數控轉臺的分度精度，位移傳感器廣泛采用的是感應同步器、光柵等傳感器，這些傳感器都是比較高精度，但是一般難以買到，而且價格不菲。經過十幾年的發(fā)展，時柵位移傳感器已在國家計量部門、國防軍工、制造業(yè)三大領域的應用，展示了時柵位移傳感器較為簡單的加工工藝、比較強的抗干擾能力、誤差小、以及較高的智能化水平等一系列優(yōu)點，這些優(yōu)點如果應用在實際生產中，那將具有非常好的發(fā)

2、展前景。數控系統(tǒng)的主要功能部件是數控轉臺，所以在整個機床行業(yè)中，精密數控轉臺的研發(fā)及應用對機床行業(yè)的發(fā)展有著重大意義。為擺脫我國在機床行業(yè)中精密數控轉臺以及大型數控機床嚴重依賴國外進口的不利局面，開發(fā)出具有自主知識產權的高精度數控產品，提高我國核心競爭力，作者所在的項目研究團隊在各類重要國家項目基金（“國家973計劃”國家自然科學基金等）的資助下，經過大量反復的實驗，將時柵位移傳感器從無到有，從精度低到精度高，這些在時柵位移傳感器的整個

3、研發(fā)過程中積累了豐富的實踐經驗，目前項目組正在更加深入的對時柵位移傳感器數控轉臺進行一系列的研究，以進一步提高數控轉臺的精度與實時性，滿足機械工業(yè)生產的應用需求。
　　本研究主要內容包括：⑴分析工業(yè)生產中數控轉臺常用的角位移傳感器（感應同步器、光柵和時柵）的工作原理，通過對這三類角位移傳感器的優(yōu)缺點進行綜合對比，為時柵位移傳感器在高精度數控轉臺的研究與應用提供了堅實的理論依據。⑵介紹了目前較為流行和常用的嵌入式實時操作系統(tǒng)，分析各

4、自的優(yōu)缺點，選擇以μC/OS-Ⅱ作為高精度時柵位移傳感器數控轉臺的操作系統(tǒng)，為時柵位移傳感器數控轉臺的實時性提供了條件，實現對數控轉臺的有效控制。⑶時柵位移傳感器數控轉臺控制系統(tǒng)的設計，數控轉臺控制系統(tǒng)驅動器與主控制器的選型；速度環(huán)、位置環(huán)的設計；控制系統(tǒng)硬件與軟件的設計；嵌入式操作系統(tǒng)的移植與實時多任務處理，來提高數控轉臺的實時性。⑷時柵位移傳感器數控轉臺控制方法的研究，采用閉環(huán)控制方式和專家式智能自整定PID控制算法，實現對數控轉臺