核心提示：　　在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，交流伺服電機(jī)的作用是把信號(hào)（控制電壓或相位）變換成機(jī)械位移，也就是把接收到的電信號(hào)變?yōu)殡姍C(jī)的一定轉(zhuǎn)速或角位他具有精度高、低頻特性好、額定轉(zhuǎn)速高、速度響應(yīng)時(shí)間短等特點(diǎn)，因而在自動(dòng)控

　　在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，交流伺服電機(jī)的作用是把信號(hào)（控制電壓或相位）變換成機(jī)械位移，也就是把接收到的電信號(hào)變?yōu)殡姍C(jī)的一定轉(zhuǎn)速或角位他具有精度高、低頻特性好、額定轉(zhuǎn)速高、速度響應(yīng)時(shí)間短等特點(diǎn)，因而在自動(dòng)控制系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

　　若用微機(jī)對(duì)交流伺服電機(jī)進(jìn)行控制，現(xiàn)在采用較多的辦法是選用現(xiàn)成的運(yùn)動(dòng)控制卡。微機(jī)通過(guò)對(duì)與控制卡配套的接口板通信，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制=這種控制簡(jiǎn)單可靠，但在一些對(duì)系統(tǒng)各軸聯(lián)動(dòng)要求不高的場(chǎng)合，選用現(xiàn)成的控制卡略顯浪費(fèi)（控制卡價(jià)格在萬(wàn)元左右）下面介紹一種控制方法，他可以較低成本實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)的控制=系統(tǒng)框圖如所示2串口通信系統(tǒng)首先要實(shí)現(xiàn)的任務(wù)是微機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的串口通信。在DOS作環(huán)境下，要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與微機(jī)的串行通信，只要直接對(duì)與微機(jī)接口的通信芯片8250進(jìn)行口地址操作即可。然而在Windows環(huán)境下，由于系統(tǒng)硬件的無(wú)關(guān)性，不再允許用戶直接操作串行口地址如果用戶要進(jìn)行串行通信，可以調(diào)用Windows的API應(yīng)用程序接口函數(shù)，但是由于其專業(yè)化程度較高，因而使用較為復(fù)雜。微軟公司的VisualBasic提供了一個(gè)通訊控件（Mscomm），使用他就可以很容易地解決這一問(wèn)題新一代面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言VisualBasic是將Windows圖形工作環(huán)境與Basic語(yǔ)言編程簡(jiǎn)便性的美妙結(jié)合。他簡(jiǎn)明易用，實(shí)用性強(qiáng)，因而得到了廣泛的應(yīng)6.0提供了一個(gè)名為MSCOMM32.OCX通信控件，他具備基本的串行通信能力：即通過(guò)串行端口傳輸和接收數(shù)據(jù)，為應(yīng)用程序提供串行通訊功旨能該控件可以從VB的TOOLBOX中加入到窗體FORM，若TOOLBOX中沒(méi)有此控件，貝IJ用PROJECT的COMPONENT將他從Windows的SYSTEM目錄中加入到VB 6.0的TOOLBOX中。這樣便可自由地設(shè)置他的屬性，并用VisualBasic語(yǔ)句與串口溝通MSComm控件有許多重要的屬性，主要的有：Settings以子付串的形式設(shè)置并返回波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位、停止位PortOpen設(shè)置并返回通訊端口的狀態(tài)也可以打開(kāi)和關(guān)閉端口。

　　Input從接收緩沖區(qū)返回和刪除字符。

　　Output向傳輸緩沖區(qū)寫(xiě)一個(gè)字符串。

　　借助這個(gè)控件可以很容易的實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)之間的通信。

　　3控制電路在控制電路中要想實(shí)現(xiàn)高精度伺服控制，其位置反饋裝置必須有4倍頻來(lái)提高碼盤(pán)的分辨率，其輸出的脈沖再由可逆計(jì)數(shù)器進(jìn)行加減計(jì)數(shù)，計(jì)算機(jī)在每個(gè)采樣周期內(nèi)首先讀取可逆計(jì)數(shù)器的值做為坐標(biāo)軸實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置，然后與差補(bǔ)程序所送出的坐標(biāo)軸的期望位置命令相比較，算出當(dāng)前坐標(biāo)軸速度指令電壓，實(shí)現(xiàn)位置控制=這種控制存在很多缺點(diǎn)主要有位置控制的電路采用元器件較多，電路復(fù)雜，調(diào)試比較困難，可靠性不是很高，容易出現(xiàn)脈沖丟失現(xiàn)象；控制算法全部由計(jì)算機(jī)軟件完成，采樣頻率低，多軸控制較難實(shí)現(xiàn)與此相比采用LM628專用控制芯片將會(huì)起到事半功倍的效果公司生產(chǎn)的運(yùn)動(dòng)控制專用芯片，他具有32位的位置、速度、加速度寄存器；帶有16位參數(shù)的可編程數(shù)字PID控制器，并對(duì)位置誤差進(jìn)行PID控制；具有速度與位置兩種工作方式；他支持實(shí)時(shí)讀取設(shè)定的和實(shí)際的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（位置速度加速度）；可以自動(dòng)產(chǎn)生梯形波速度曲線，使得加減速平穩(wěn)并對(duì)碼盤(pán)脈沖自動(dòng)4倍頻；具有可編程微分采樣間隔；支持8位或12位DAC數(shù)據(jù)輸出；具有8位并行異步主機(jī)接口；可實(shí)時(shí)編程的主機(jī)中斷。LM628提供了23條自帶指令，包括速度設(shè)置、加速度設(shè)置、停止運(yùn)動(dòng)、設(shè)置PID參數(shù)等，利用這些指令可簡(jiǎn)化軟硬件的開(kāi)發(fā)過(guò)程控制過(guò)程如下所述，以三軸控制電路為例，89C52根據(jù)指令要求通過(guò)74LS138選定運(yùn)動(dòng)軸，將數(shù)據(jù)發(fā)給74LS245 74LS245再將數(shù)據(jù)發(fā)往LM628的啦雙向數(shù)據(jù)輸入輸出口，LM628將指令處理后，通過(guò)DAC輸出口將電壓信號(hào)的數(shù)字量發(fā)往AD767；最后由AD767將數(shù)字量轉(zhuǎn)為模擬量電壓，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速4軟件開(kāi)發(fā)為了使本控制系統(tǒng)具有一定通用性，使之今后可適用于其他三軸交流伺服電機(jī)控制，采用了開(kāi)發(fā)控制庫(kù)函數(shù)的方法軟件結(jié)構(gòu)框圖如所示與控制電路上的接口相對(duì)應(yīng)，將LM628提供的基本函數(shù)細(xì)化諸如設(shè)置速度、設(shè)置加速度、急停等，這樣在使用時(shí)，僅需將庫(kù)函數(shù)調(diào)入，即可進(jìn)行編程。

　　在上位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先建立一個(gè)基本模塊Basic.bas，也就是上文中提到的庫(kù)函數(shù)他包含運(yùn)動(dòng)控制控制軟件的基本結(jié)構(gòu)為了編程方便，再建個(gè)類(lèi)模塊Specific.bas，將Basic.bas模塊中的函數(shù)進(jìn)一步細(xì)化，將命令具體化，使之成為本系統(tǒng)的專用模塊Specific，bas是用VB面向?qū)ο蟮木幊谭绞皆贐asic.bas的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的類(lèi)模塊，其中定義了系統(tǒng)軟件所需的函數(shù)，使得上位機(jī)的軟件的編程無(wú)需直接調(diào)用Basic.bas中較為抽象的函數(shù)例如在系統(tǒng)中需要經(jīng)常用的打開(kāi)伺服函數(shù)這樣編寫(xiě)：即根據(jù)需要輸入字符串打開(kāi)相應(yīng)的I/O口，若伺服開(kāi)關(guān)接在第5個(gè)I/O口上可這樣定義：在需要打開(kāi)伺服時(shí)，直接調(diào)用OpenServe函數(shù)即可，這樣具體的函數(shù)給編程帶來(lái)很大的方便5通信協(xié)議為使上下位機(jī)能很好的通信，制定合理高效的通信協(xié)議十分關(guān)锘通信協(xié)議可采用主從方式，上位PC機(jī)永遠(yuǎn)是主控者，單片機(jī)只是被動(dòng)接收者。上下位機(jī)都采用數(shù)據(jù)幀的形式，按照下述幀的格式發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。對(duì)PC機(jī)協(xié)議規(guī)定如下：PC機(jī)每發(fā)一幀命令，采用如下過(guò)程：清空發(fā)送與接受緩沖區(qū)―發(fā)送命令*等待+超時(shí)錯(cuò)PC機(jī)每發(fā)一幀命令必須收到響應(yīng)幀后才能開(kāi)始與單片機(jī)的下一次通訊PC機(jī)在不發(fā)命令字的期間與非等待響應(yīng)期間，間隔一定時(shí)間間隔向單片機(jī)發(fā)送狀態(tài)查詢命令，顯示當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)。（下轉(zhuǎn)第37頁(yè)）9個(gè)屬性，分三個(gè)階段進(jìn)行訓(xùn)練識(shí)別，各個(gè)階段的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)率均為0.2，因?yàn)檩斎霐?shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)了歸一化處理，訓(xùn)練初始值限制在±2之間。三階段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)階段的識(shí)別率比較如表1所示表1各階段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別率比較第一階段第二階段第三階段識(shí)別率誤判率噪聲誤判為信7%號(hào)遠(yuǎn)震T區(qū)域P 4%誤判為區(qū)域S遠(yuǎn)震T誤判為％區(qū)域S信號(hào)誤判為噪2%聲區(qū)域S誤判為2遠(yuǎn)震T 2區(qū)域P區(qū)域S誤判為％遠(yuǎn)震三個(gè)階段的識(shí)別率分別為9%，93.%，98%.在第一階段信號(hào)與噪聲的識(shí)別率比較低，主要是因?yàn)榈卣鹦盘?hào)的噪聲比較復(fù)雜，在信噪比較低的情況下，噪聲容易被誤判為信號(hào)。

　　在今后的工作中，擬通過(guò)信號(hào)的預(yù)去噪來(lái)提高識(shí)別率經(jīng)過(guò)丫軸號(hào)命令標(biāo)識(shí)響應(yīng)位軸00：讀命令0：指令失敗1：指令成功11：接口電路命令命令標(biāo)識(shí)區(qū)（1 PC機(jī)發(fā)出一條指令給單片機(jī)后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，單片機(jī)應(yīng)返回相應(yīng)的響應(yīng)指令。指令正常完成與否都在命令標(biāo)識(shí)字節(jié)的最后一位表示為了統(tǒng)一幀的格式，單字節(jié)指令的響應(yīng)也需要包含數(shù)據(jù)長(zhǎng)度項(xiàng)，只不過(guò)長(zhǎng)度為0 6結(jié)語(yǔ)采用上述方法可在低成本的前提下實(shí)現(xiàn)通過(guò)微機(jī)串口對(duì)交流伺服電機(jī)的控制1 LM628運(yùn)動(dòng)控制芯片的采用，減少了系統(tǒng)軟硬件開(kāi)發(fā)的工作量故本系統(tǒng)可廣泛適用于在對(duì)多軸聯(lián)動(dòng)要求不高的場(chǎng)合。但其也存在一定缺陷，即在實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)方面有一定難度，特別是在對(duì)多軸進(jìn)行實(shí)時(shí)位置控制時(shí)，本系統(tǒng)就無(wú)法勝任