基于三维扫描振镜系统音圈电机的离散滑模控制

近20 a来,激光扫描技术被广泛应用于工业加工领域,三维扫描振镜作为一种更高效的激光加工仪器,其核心部件和关键技术主要依靠国外进口。针对国内对三维扫描振镜系统研究较少,且在传统控制方法下,振镜电机普遍存在阶跃响应慢和控制精度低等问题,设计了一种基于新型趋近律与干扰补偿器相结合的离散滑模控制器,该控制方法有效补偿了外部的干扰,具有强鲁棒性。首先,建立基于三维扫描振镜系统的音圈电机线性动力学模型,并对该模型离散化,构建其离散状态空间方程;其次,依据滑模变结构控制理论设计离散系统控制器;最后,通过Simulink搭建控制系统的仿真模型,仿真结果表明:1%和10%的全行程阶跃响应时间分别为2.1 ms和2.4 ms,10%全行程正弦信号位置跟踪的定位精度在3×10^(-4) mm以内,实现了对指令信号的完全跟踪,达到了工程应用要求,为高速三维扫描振镜系统的控制研究提供了新的思路。

基于RS232总线的FPGA端上位机通信程序开发

以基于FPGA芯片的电机控制器与上位机的串口通信为切入点,主要介绍了FPGA芯片与上位机之间通信网络和通信协议的选择与制定,介绍了RS-232协议的物理定义,以及通过RS-232协议传输自定义指令包,从而实现上位机对电机控制器的基本控制以及电机控制器反馈相关数据给上位机,实现信息采集与分析。该设计具有很强的通用性。