位置控制斜85高速计数器中图分类号趁文献标识码文章编号一哈it罗五田嗯习h蛇二狠鱿娜刀洲叹别面一s犯一c以坦l姐闹滋肠详嗯盯一，甸吸四词n减三a犯而尸如回弘一s引言在经济型数控机床用电机传动的物料传送系统及其它如棉纺织厂抓棉机等应用设备上，往往应用可靠性较高的来进行电机轴的位置控制，不少产品都配置轴定位模块，来专门控制电机的运转，但这种方式的成本一般都很高。
目前的本身大都带有别85标准串口和高速计数器或可扩展的高速计数器模块，高速计数器模块可用作位置反馈的检测元件，交流电机的变频控制器基本上也都支持泌85串行通讯，因此我们完全可以充分利用强大的控制能力，结合斜85数字驱动和高速计数的方法来实现电机轴的精确定位控制。
位置控制系统的组成一般情况下，电机轴的转动用丝杠等机构转化为工作台等控制对象的直线运动，因此对电机轴的定位控制实际上就是对控制对象的位置控制，典型的位置控制的结构如图所示转通过传动机构转化为控制对象的运动，高速计数器的值记录了电机轴或丝杠的旋转位置，间接或直接地得到了控制对象的实际位置，根据指令值与实际值的差值，利用自动控制理论中闭环反馈控制的原理产生控制信号，再次加到变频器上驱动电机旋转，这一调节过程持续进行直至控制对象的实际位置与指令位置之间的差处于允许的误差范围以内。
位置控制的系统框图如图所示调速系统椒型位里控制器补偿环节图典型的位置控制系统结构我们以控制器交流电机变频器轴脉冲编码器以及高速计数器模块为基本组成，来说明位置控制系统的基本工作过程控制对象（工作台等）的指令位置由忧给出，通过模块或斜接口连接到变频器，变频器调节交流电机的转速，增量型轴脉冲编码器安装在交流电机轴上或丝杠上，编码器的输出脉冲接人的高速可逆计数器模块。
电机的旋图位置控制系统框图调速系统模型由变频器和交流电机组成，作为整体控制对象，其传递函数为阶惯性环节，在固体摩擦很小不会产生稳态位置误差或者是强调响应速度的情况下，一般位置控制器选用算法当由于固体摩擦的影响，在目标值附近存在着不敏感区，会产生固定的定位误差，这时要通过加入积分补偿项构成控制器，来消除这种误差川在工业控制系统中，常常采用（l）式所示的控制规律一卜半了其中凡为比例增益，凡为微分系数，K，为积分系一由于采用计算机控制，控制的实现必须用数值逼近的方法，当闭环控制采样周期相当短时，用差分方程代替微分方程，控制器的控制规律如式（2）所示一。
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式中为闭环采样周期，为采样序号。
反馈环节价为了将反馈结果与指令值的单位进行统一而增加的比例环节，如果在控制程序中选择反馈值的单位作为统一单位的话，则凡二量单位放大了倍，控制精度相应也降低了倍，但仍能达到的控制精度，这对抓棉机打手的位置控制来说，已经完全足够了。
在许多控制系统中，由变频器和交流电机构成的执行机构在控制输人很小时，会出现不动作的情况，这就是控制系统的死区，这种死区会造成控制系统的不稳定和到达稳态的时间加长，使控制动作过于频繁，为了消除这种死区的影响，一般图死区补偿在控制环节中采用死区补偿器，它是典型的非线性环节，如图所示。
死区。
是一个可调参数，其具体数值可根据实际控制对象由实验确定，但有一些基本的原则太小，系统将产生很大的滞太大，调节过于频繁，容易振荡，达不到稳定被调节对象的目的，如果。
二即为常规控制。
经过死区补偿环节的输出就是送往变频器的控制信号，如果采用转换输出，由于计算机中表示数位的精度所限，一般还需要饱和非线性环节，以防止不切实际的控制信号加到变频器端。
控制算法的实现根据以上分析，我们以在某一棉纺厂成功开发的往复式抓棉机的打手位置控制为例，来说明用实现位置控制的具体过程，系统组成一06通讯板（带个斜串口，个串口C卫刃1高速可逆计数器模块（最高计数频率出富士变频器及电机，轴脉冲编码器（脉冲转丝杠导程轴编码器直接安装在丝杠上。
高速计数器议工作在线性模式，最大计数范围在一哪和即内实际打手可移动的距离有限，因此计数范围在到肠，双玉打手移动最达距离对应的计数脉冲个数）之间，切的个单元一起存放当前的计数值，即打手的实际位置（单位为轴编码器的脉冲个数肠和IR的值可以直接用作位置的反馈，倘若如此，表示指令位置的数值必须也用两个通道表示（例如用《联和两个通道）才能与IR肠和R1 07进行双字运算，因为的通道（例如肠幻的）为位，最大能表示的数为显然，要表示到打手的最大移动距离对应的计数器值砧，仅巧，个通道是不够的。
但是，如果采用两个通道表示，在处理后续乘除运算以及计数值从格式到式的互换时算法将相当复杂，而且占用的通道过多。
因此，我们在实际的系统中采用计数器值的十分之一为单位，指令位置和反馈值都以此单位表示，大大简化了程序结构。
