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基于机器学习的多轴联动控制系统设计

内容来源:机械设计与制造工程杂志      浏览次数:110      更新时间:2020-06-01

 

(广东中恒安检测评价有限公司,广东 惠州  516000)

 

摘要:针对多轴联动控制信号同步载入存在偏差导致控制效果较差的问题,设计一种基于机器学习的多轴联动控制系统。选择工控主机作为信息处理平台,设计控制系统硬件结构框架。通过设计DSP2812加密运动控制微处理器为用户提供多个接口。采用交流开环式伺服电机取代直流电机,控制系统负载。采用机器学习算法对数据进行主动学习,并从已知数据中分析出潜在的概率,通过认知回归方程进行同步载入,选择与设置多轴联动信号,通过机器学习算法得到认知回归系数,使多个型号的轴电机开始锁轴运动并同步记录运行速度,从而完成对电机的控制与监测。由实验结果可知,该系统控制效果最高可达99%,属于一种低成本、高性能的控制系统。

关键词:机器学习;多轴联动;控制系统;通信接口

中图分类号:TP273   文献标识码:A   文章编号:2095-509X(2020)03-0039-05

多轴联动控制系统涵盖范围较广,在短短30多年内,已经广泛应用于工业社会,尤其是纺织、印刷、自动化程度高的机械控制设备,采用该控制系统可提高机械制造的质量。由多轴构成的联动控制系统主要由机械机构和控制器两部分组成。目前对于联动控制系统,我国学者大多是通过平面图像来研究机械的运行模式,并以运动方向为指标对伺服电机驱动进行控制。然而,若运动方向上机械轴承承受的负载力较大,通过一台伺服电机驱动,则无法保证控制系统的平稳性。

基于此,本文设计了基于机器学习的多轴联动控制系统。

 

1 控制系统硬件结构设计

多轴联动控制系统硬件结构主要包括运动控制器、伺服系统以及I/O系统,为满足系统稳定控制标准,选择工控主机作为信息处理平台,通过人机交互界面管理与控制系统监控工作。采用DSP(digital signal processor,数字信号处理器)作为系统设计的核心组件,该控制器基于RS-232串行通信工作原理,可用于多轴联动控制。根据负载惯量,主轴升降机选择2kW的伺服驱动器。系统硬件设计框架如图1所示。

该系统硬件结构具有器件少、线路简单的特

1 系统硬件设计框架

点。为确保系统整体稳定运作,需根据硬件结构的基本性能要求选取电机。图1中,通过电机CAN总线连接运动控制器与伺服控制器,且运动控制器与电机开关连接,主要用于控制机械结构运动,考虑到系统运行的安全性,对于运动控制器还需设计相关程序使伺服电机能紧急停止。

 

1.1 DSP运动控制微处理器

DSP运动控制微处理器具有处理大量信息的能力,能对相关数字信号进行高效的修改与删除...


 ......

作者简介:吕娜(1986—),女,工程师,主要研究方向为电气工程及其自动化、电气技术,cesgdchina@163.com.

 

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