基于伺服電機和運動(dòng)控制器的目標仿真實(shí)時(shí)性設計

　　上位機軟件

　　上位機軟件的組成如圖4所示。

　　初始化模塊：實(shí)現零位標定等功能。

　　軌跡和參數設定模塊：根據不同的運動(dòng)功能和軌跡，提供了相應的參數設定界面，其中包括參數合理性判別、缺省值提供等輔助功能。

　　運動(dòng)信息實(shí)時(shí)顯示模塊：通過(guò)與DMC5400實(shí)時(shí)通訊，動(dòng)態(tài)采集負載位置和速度等運動(dòng)信息。然后，借助CB開(kāi)發(fā)的帶有二維坐標系的顯示界面，實(shí)現實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示負載運動(dòng)軌跡，同時(shí)動(dòng)態(tài)顯示左右兩個(gè)軟硬限位狀態(tài)。另外，在界面的右下角還實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示負載的位置和速度數據。

　　故障診斷模塊：內嵌于各功能模塊中，如設定值合理性判別、鍵盤(pán)操作功能保護、界面功能按鈕的連鎖、電機限速保護、位置超速保護等。

　　通訊模塊：利用DMC5400提供的動(dòng)態(tài)鏈接庫編制，實(shí)現上位PC機和下位DMC5400之間的通訊。它內嵌于各功能模塊中，囊括了同DMC5400通訊的所有方式，而且將其主要的函數進(jìn)行分類(lèi)、封裝。所編制的通訊程序實(shí)現了運動(dòng)軌跡程序及設定參數的下載、上位PC機對DMC5400的指令傳輸及DMC5400對PC機的狀態(tài)反饋等通訊功能。

　　下位機軟件

　　控制下位機是運動(dòng)控制系統的直接控制級，構成可控擴束和可控衰減兩個(gè)獨立的伺服控制回路。其功能包括：實(shí)現目標運動(dòng)的實(shí)時(shí)控制;采用相應的控制算法，對系統的運行位置、速度進(jìn)行控制;將檢測到的系統狀態(tài)信號通過(guò)PCI總線(xiàn)傳給上位機。DMC5400的運動(dòng)控制功能十分豐富，可以滿(mǎn)足絕大多數多軸運動(dòng)控制系統的要求[3]。

　　DMC5400運動(dòng)控制卡提供基于Windows 95 /98/Me/NT/2000/XP下32位DLL驅動(dòng)編程。其具體的編程語(yǔ)言可為VB、VC、C++Builder中的任何一種。在運動(dòng)函數庫中所使用到的函數主要有如下幾種：控制卡及軸設置函數，獨立運動(dòng)和插補運動(dòng)函數，制動(dòng)函數，位置和狀態(tài)的設置及查詢(xún)函數，I/O口操作函數，錯誤代碼函數。其函數返回值為0(函數執行正確)或-1(函數執行錯誤)。其控制系統的流程圖如圖5所示。

仿真結果分析

　　圖6~11為半實(shí)物仿真試驗與數學(xué)仿真試驗激光制導炸彈空間三維坐標變化曲線(xiàn)，可見(jiàn)兩種仿真模式下試驗曲線(xiàn)吻合良好。由于在整個(gè)彈道曲線(xiàn)中差別表現不明顯，因此給出了各坐標相應的彈道末端局部顯示曲線(xiàn)。

　　試驗結果表明，數學(xué)仿真的仿真解算穩定，結果精度良好;同時(shí)，在相同投彈條件下，半實(shí)物仿真與數學(xué)仿真試驗過(guò)程相關(guān)性比較好，仿真精度非常高，由此反映出目標仿真系統帶入全系統的誤差極小(目標系統誤差占全系統誤差的90%)，所設計的控制系統實(shí)現了光斑大小和能量的實(shí)時(shí)控制。