Przedstawiono układ sterowania numerycznego maszyn oparty na komputerze PC, komunikujący się z serwonapędami oraz pomocniczymi układami wejścia i wyjścia poprzez magistralę komunikacyjną EtherCAT. Komputer wyposażono w system operacyjny czasu rzeczywistego Linux RTAI oraz zmodernizowane oprogramowanie sterujące LinuxCNC. Opracowano programowy moduł komunikacyjny magistrali EtherCAT i zintegrowano go z oprogramowaniem LinuxCNC. Przytoczono wyniki badań, ilustrujące możliwości układu sterowania w zakresie wygładzania trajektorii, a także wyniki badań błędów nadążania, przeprowadzonych na stanowisku z modułem ruchu liniowego z serwonapędem PMSM. Zestawiono podstawowe parametry serwonapędu dotyczące możliwości dynamicznych i precyzyjnego pozycjonowania, osiągnięte na stanowisku ruchu liniowego. Omówiony w artykule układ sterowania numerycznego maszyn został wdrożony w maszynie trzyosiowej.
EN
In the article a PC-based CNC machine control system is presented which communicates with servo drives and auxiliary input/output devices via EtherCAT bus. LinuxRTAI real-time operating system and LinuxCNC control software were implemented in the PC controller. A software module implementing EtherCAT communication with the servo drives was developed and integrated with LinuxCNC. Experimental results were presented which show the trajectory smoothing capabilities of the control system. Experimental results were also presented that show following errors obtained by running an example trajectory on a linear motion module. Basic parameters that show the control systems capabilities obtained during the experimental tests have been presented. The CNC control system presented in this article was implemented on a 3-axis machine.
In the article a PC-based numerical machine control system is presented, communicating over EtherCAT bus with servodrives and auxiliary I/O devices. LinuxRTAI real-time operating system was implemented on the PC controller along with the LinuxCNC control software. EtherCAT software communication module was developed and integrated with LinuxCNC. The software module implements CANOpen (CIA301) application layer standard along with device profiles for servodrives (CIA402) and I/O devices (CIA401). This allows for fast bidirectional communication between the PC controller and servodrives or I/O devices. The CNC control system developed by the authors has simple construction and is very flexible. It can be easily adapted to machines of different configuration.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents the results of large eddy simulation/conditional moment closure (LES-CMC) computations of a turbulent flame in oxy-combustion regimes complemented by 0D-CMC analysis. The fuel is pure hydrogen and it issues into a hot oxidiser stream which is a mixture of oxygen and water vapour. The flame is initiated by a spark, then it spreads and propagates through the domain and eventually stabilises as a lifted or attached one. The present problem offers new challenges to combustion modelling as the observed combustion process is strongly unsteady. In cases of large content of oxygen in the oxidiser stream the flame has very high temperature (≈ 3000 K) and large temperature/density variations. Nevertheless, it is shown that LES-CMC simulations are stable in such conditions and can be successfully applied to oxy-combustion studies. We analyse the dependence of the flame temperatures and lift-off height of the flames LH on the oxidiser composition and chemical kinetics. It is shown that both these factors may affect the flame behaviour. We identified the conditions in which LH exhibits a linear dependence on the oxidiser composition independently of applied chemical kinetics, and the regimes where the LH changes in a non-linear manner and strongly depends on the chemical kinetics.
W artykule przedstawiono układ sterowania numerycznego maszyn zbudowany na bazie komputera PC, komunikujący się z serwonapędami i układami wejścia/wyjścia sterującymi wyposażeniem maszyny poprzez magistralę komunikacyjną EtherCAT. W komputerze zaimplementowano system operacyjny czasu rzeczywistego Linux RTAI wraz ze zmodyfikowanym oprogramowaniem sterującym LinuxCNC. Opracowano programowy moduł komunikacyjny magistrali EtherCAT i zintegrowano go z oprogramowaniem LinuxCNC. Opracowany moduł EtherCAT umożliwia komunikację z serwonapędami zgodnie ze standardem CiA 402 oraz modułami wejść/wyjść zgodnie ze standardem CiA 401. Opracowany układ sterowania cechuje się prostą budową i łatwym montażem. Pozwala na bardzo szybką dwukierunkową komunikację z napędami i układami wejścia/wyjścia. Jest układem elastycznym, który można łatwo zaimplementować do sterowania maszynami wieloosiowymi o różnej konfiguracji.
EN
This article presents a PC-based numerical machine control system communicating via EtherCAT with servo drives and input/output devices controlling machine equipment. Linux RTAI real time operating system and LinuxCNC machine control software modified by the authors was implemented on the PC computer. A software EtherCAT communication module was developed and integrated with LinuxCNC. The developed module enabled communication with servo drives according to the CiA 402 standard and with input/output modules according to the CiA 401 standard. The developed control system has simple construction. It allows for very fast fullduplex communication with servo drives and input-output modules. The control system is flexible and easily implemented to controlling machines of different configurations.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono zagadnienia dotyczące budowy i sterowania napędem z silnikiem PMSM i 3-poziomowym falownikiem napięcia z diodami poziomującymi. Opracowany falownik, dzięki zastosowaniu wyjściowego filtra LC, charakteryzuje się sinusoidalnym napięciem wyjściowym. Przedstawiono również bazujący na sprzężeniu od zmiennych stanu dyskretny algorytm sterowania zapewniający uzyskanie sinusoidalnego napięcia wyjściowego o niskiej zawartości harmonicznych w szerokim zakresie pracy napędu. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych potwierdzające poprawne działanie opracowanego układu napędowego.
EN
In this paper designing and control process of the drive with PMSM and 3-level neutral point clamped voltage inverter was discussed. Designed inverter, with the help of an output LC filter, provides true sine wave output voltage. Discrete state feedback control algorithm was used in order to obtain sine wave output voltage of the designed inverter with low harmonics content in a wide range of the drive operation. Proper operation of the designed drive was confirmed in simulation as well as experimental test results.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przekształtniki 3-poziomowe stają się obecnie coraz bardziej popularne ze względu na możliwość generowania przebiegów o mniejszej zawartości harmonicznych. Jest to szczególnie istotne w przypadku wytwarzania sinusoidalnego napięcia na wyjściu przekształtnika. Algorytm modulacji SVM coraz częściej implementowany jest w układach programowalnych FPGA ze względu na dużą szybkość działania i możliwość uzyskania dużych częstotliwości przełączania. W artykule przedstawiono implementację algorytmu 3D-SVM dla przekształtnika 3-poziomowego z sinusoidalnym napięciem wyjściowym w układzie FPGA Spartan 6 LX9. Przedstawione wyniki badań doświadczalnych dowodzą poprawności działania prezentowanej implementacji.
EN
Three level inverters are becoming more popular due to the ability to generate outputs with less harmonic content. This is especially important when sinusoidal inverter output voltage is required. SVM modulation algorithm is frequently implemented in FPGA programmable logic due to high operating speed and ability to achieve high switching frequencies. The article presents an implementation of a 3D-SVM algorithm for a 3-level sinusoidal output inverter on a Spartan 6 LX9 FPGA. Experimental results are presented that prove correct operation of the presented implementation.
This paper presents the design and analysis process of state feedback controllers for NPC type 3-level sine wave inverter. In order to achieve good dynamic features in a state feedback control an internal model of reference input and a feedforward path are introduced. During synthesis process of the state feedback controllers maximum permissible dynamics of voltage control in the linear range of modulation is taken into account. It is shown that initially gains of the controller and feedforward path are non-stationary and depend on the angular velocity. Stationary approximation of a non-stationary state feedback controller is presented in details. Proposed state feedback control structures for continuous voltage shaping NPC type 3-level voltage source inverter are examined in FOC PMSM drive. The novelty of the presented controller lays in a stationary approximated state feedback control structure designed in terms of maximum permissible dynamics of a voltage control system. Simulation and experimental results (at the level of 3 kW) of the designed control algorithms are included.
This paper presents the structure of a flow processing line implemented in domestic industry and designed for thin film deposition over large surfaces in an atmosphere of argon and reactive gases. The design of the line has been developed based on original pumping cycle and magnetron sputtering control systems.
Celem badań było opracowanie prototypowej linii do przemysłowego osadzania cienkich warstw na wielkogabarytowe podłoża. Prototypowe urządzenie wykonano w wersji wsadowej (nanoszenie cienkich warstw w oddzielnych cyklach próżniowych). Opracowano konstrukcję linii wyposażonej w oryginalne układy sterowania cyklem pompowania oraz procesem rozpylania magnetronowego (magnetron planarny prostokątny}.
EN
The aim of this study was to develop a prototype line for the industrial deposition of thin films on large-size substrate. A prototype off-line version of the device was performed (deposition of thin films in a separate vacuum cycles). Developed design a line equipped with the original controls the pumping cycle and the process of magnetron sputtering {planar, rectangular magnetron).
In the paper the procedures and practical methods of tracking errors compensation in servo-drives are considered. The PID controllers of servo-drives do not decrease tracking errors enough in the case of fast changes of the motion velocity. The good method of decreasing of the tracking errors in cascade servo-drives is to use the feedforward command and feedforward friction compensation. The exemplary results of the test of CNC system based on servo-drives with PMSM motors with proposed control method including the on-line calculation of feedforward loops parameters are presented.
PL
W pracy przedstawiono procedury i praktyczne metody kompensacji błędów śledzenia w serwonapędach. Regulatory PID serwonapędów nie redukują błędów śledzenia wystarczająco w przypadku szybkich zmian prędkości ruchu. Wskazano, że dobrym sposobem na zmniejszenie błędów śledzenia kaskady serwonapędów jest wykorzystanie pętli sprzężenia wyprzedzającego, także do kompensacji tarcia. Przedstawiono przykładowe wyniki badań układu sterowania numerycznego bazującego na serwonapędach z silnikami synchronicznymi o magnesach trwałych PMSM pracujących według proponowanej metody kompensacji za pomocą pętli sprężenia wyprzedzającego.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W serwonapędach o kaskadowej strukturze regulacji momentu, prędkości i położenia, opartej na algorytmach PID, w stanach dynamicznych występują uchyby, które trudno zmniejszyć tylko przez dobór nastaw regulatorów. W artykule zaproponowano metody ich redukcji, oparte na zastosowaniu sprzężenia do przodu. Przedstawiono także modyfikacje algorytmu PID, polegające na dynamicznej adaptacji nastaw do aktualnych wartości uchybu. Omówiono metodę eliminacji wybranych nieidealności przekształtnika. Algorytmy implementowano w prototypowym układzie serwonapędu. Przedstawiono wyniki badan eksperymentalnych.
EN
The practical methods of decreasing the tracking errors of servo-drives are considered. The motor drive control uses the Field Oriented Control method, including built-in motor model in dq-coordinates. The PID control algorithms were implemented with anti-windup function and with feed-forward loops for velocity and torque control. For the hest control quality the adaptive control was provided where the momentary control gains are depend upon actual reference value and control error. Selected non-idealities of the inverter are also compensated. Several test results of CNC system, based on developed prototype of servo-drive with implemented proposed control algorithms, are presented.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono układ sterowania numerycznego maszyn, oparty na komputerze PC i magistrali USB. Przeprowadzono analizę jego przydatności do ciągłego, synchronicznego sterowania czterema serwonapędami z silnikami synchronicznymi prądu przamiennego. Opisano sposób komunikacji, budowę i zasadę działania serwonapędów. Przedstawiono wyniki badań opisywanego układu sterowania.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule dokonano przeglądu wybranych procesorów sygnałowych do sterowania ruchem przeznaczonych do budowy serwomechanizmów położeniowych wieloosiowych układów sterowania maszyn manipulacyjnych i obrabiarek. Omówiono opracowaną przez autorów kartę rozszerzeń komputera PC umożliwiającą budowę 4-osiowych serwomechanizmów do sterowania numerycznego maszyn. Dokonano analizy cech i parametrów procesorów i ich wpływu na parametry statyczne i dynamiczne układu sterowania. Podano parametry, na które należy zwracać uwagę przy wyborze procesora do budowy serwomechanizmów położeniowych maszyn.
EN
This paper gives a review of a few motion controllers used in computer numerical control systems of multi-axis machine tools and robots. The designed by authors four axis motion control card for PC computer has been presented. Made an analysis of a few features and parameters of motion controllers having important influence on static and dynamic parameters of computer numerical control system. The parameters, which ought to be considered choosing motion controller of position control servomechanism, have been presented.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono architekturę i algorytmy sterowania układu serwonapędu. Przedstawiono implementację algorytmu sterowania opartego na metodzie FOC dla silnika PMSM w układzie z mikrokontrolerem DSP. Szczególną uwagę zwrócono na problem ograniczenia pulsacji momentu. Omówiono zastosowanie serwonapędu w układach sterowania nadrzędnego na przykładzie wieloosiowej maszyny sterowanej numerycznie. Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych.
EN
The paper presents the architecture and control algorithms of the AC servodrive. The control algorithm for the PMSM motor, based on the FOC method, was implemented in the DSP microcontroller. In particular the problem of torque ripple minimisation is discussed. The application of the servodrive in the multiaxial numerical controlled machine with programmable moving trajectory is described. The results of tests are presented.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.