基于PLC的運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)及其在工業(yè)CT中的應(yīng)用.pdf

1、我國的工業(yè)CT技術(shù)發(fā)展迅速，并取得一定的成就，但由于諸多客觀因素的限制，我國工業(yè)CT技術(shù)產(chǎn)品模塊化、產(chǎn)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化相對(duì)還比較低，尤其現(xiàn)有的工業(yè)CT機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)普遍采用集成式控制策略，這種控制方式不僅對(duì)控制計(jì)算機(jī)的性能要求比較高，而且降低了各運(yùn)動(dòng)軸的自由度，給工業(yè)CT控制系統(tǒng)的器件和線路布局也帶來了諸多不利，當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)也不利于系統(tǒng)檢修。為簡化控制系統(tǒng)的復(fù)雜度，如何設(shè)計(jì)一套既能滿足工業(yè)CT的各項(xiàng)控制要求，又可以從主控系統(tǒng)獨(dú)立出

2、來的單軸運(yùn)動(dòng)控制器，同時(shí)又不失其通用性、可擴(kuò)展性和靈活構(gòu)架的特點(diǎn)，成為工業(yè)CT模塊化設(shè)計(jì)工作的重要內(nèi)容。
　　鑒于上述需求，本文首先介紹了課題的背景和意義，分析了工業(yè)CT運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。針對(duì)工業(yè)CT機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)集成控制產(chǎn)生的弊端，提出了主控制計(jì)算機(jī)只完成對(duì)分度、分層和平移三個(gè)聯(lián)動(dòng)軸的控制，其他可獨(dú)立控制的運(yùn)動(dòng)軸選用總線控制結(jié)構(gòu)的控制策略。為了最大限度的釋放CT系統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的壓力，本文將致力于完成獨(dú)立軸運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)以

3、及其在實(shí)際工程中的應(yīng)用，在系統(tǒng)構(gòu)成上采用以PLC為核心的控制器與主控計(jì)算機(jī)相結(jié)合的控制方式，主控計(jì)算機(jī)和獨(dú)立軸只有通信要求，主要完成發(fā)送控制指令和檢測(cè)狀態(tài)信息，下位機(jī)是以PLC為核心的運(yùn)動(dòng)控制器，可對(duì)獨(dú)立軸實(shí)時(shí)控制，從而使獨(dú)立軸的控制從主控計(jì)算機(jī)中脫離出來，運(yùn)動(dòng)軸的增減不僅不影響系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的通用性，同時(shí)也降低了主控制系統(tǒng)集成的復(fù)雜度。最后以某CT機(jī)為平臺(tái)，測(cè)試所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制器在CT控制系統(tǒng)中的應(yīng)用效果，驗(yàn)證結(jié)果表明控制裝置基本滿足了工業(yè)

4、CT系統(tǒng)性能要求。
　　工業(yè)CT對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的精度要求很高，以此來保證成像圖像的精度和質(zhì)量。本文針對(duì)CT運(yùn)動(dòng)高精度的要求，首先研究了伺服系統(tǒng)面板參數(shù)的調(diào)整方法，以實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)的最優(yōu)化；由于現(xiàn)場(chǎng)干擾和硬件條件的影響，系統(tǒng)存在穩(wěn)定波動(dòng)的誤差，從控制策略上，利用前饋控制算法進(jìn)一步優(yōu)化了系統(tǒng)性能。另一方面，為克服被控對(duì)象參數(shù)變化導(dǎo)致控制精度降低的問題，提出了一種BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)控制算法，借助最小二乘遞推算法在線及時(shí)預(yù)測(cè)系統(tǒng)模型參數(shù)，利用