4。3。4 分段PID的S曲线梯形实验结果 41

结论 43

致谢 44

参考文献 45

第一章  绪论

1。1 研究背景

最早在1968年替换继电器控制装置的控制方式的被美国通用汽车公司提出。仅在一年之后，世界上第一台PLC（即第一代可编程逻辑控制器）就被开发出来并在生产线上成功的试用。这是一台由美国的数字设备公司开发的运用程序化手段来控制电器的PLC叫做PDP-1。

PLC在实现实用化发展以及计算机技术的引入实在20世纪的70年代中末期，这一时期的PLC功能出现了大步的发展。具备了之前许多不具有的功能，PLC的体积已经超小型同时具备更高的抗干扰性和更快的计算速度。

到了20世纪的80年代初，PLC已经进入成熟阶段，其产量与日俱增，同时生产PLC的国家越来越多并在许多发张中国家别普遍使用。

到了20世纪末，PLC使用更加具有便利性。PLC发展了出了超小型机以及大型机，同时发展出了许多具有特定功能的单元，人机界面更加优化。PLC更加符合工业发展的需要，使用PLC控制工业设备更加简便。

Allen-Bradley Micro850系列的PLC和PowerFlex525变频器作为罗克韦尔旗下的重要产品，具有结构稳定、性能优越、响应速度快，可以完全适用于小型控制系统。

1。2 研究目的及意义 

本课题的研究目的是为了验证AB PLC以及变频器采用不同的控制方法对滚珠丝杠滑台系统产生的不同响应情况。

为了应对滚珠丝杠在启动和停止过程中产生的冲击、超调和振荡等问题，同时加强滚珠丝杠的柔性，本文中分别采用S曲线理论和分段PID算法，考察滚珠丝杠在开环、单一PID参数闭环和分段PID参数的闭环下丝杠的控制的稳定性以及其作出响应的速度。

1。3 研究现状

自1952年第一台数控系统产生，进过五十多年的发展，现今的数控技术更加数字化以及其功能越来越复合，同时现今的控制系统具有开放性。在航空航天、汽车以及国防工业中，现今数控技术以其运行速度的高速化、控制的智能化、对于产品加工精度高以及在伺服控制中具有很高的性能，数控机床越来越被广泛使用。同时在装备制造业中，数控机床也展现出了其越越明显的重要性。整个社会工业生产中对于中高档的数控机床的需求也急剧增加，这也刺激我国对于中高档的数控机床技术的发展。

1。4 本文的主要内容

本文首先对于滚珠丝杠滑台的组成和控制系统的各个组成部分进行了介绍，硬件部分主要包括Allen-Bradley公司的Micro 850系列PLC构成的控制器和作为三相异步电动机的驱动装置的PowerFlex525变频器以及以来检测电机的转速的增量式的光电编码器和与丝杠相联的三相异步电动机。

其次，对plc程序设计、触摸屏界面设计、程序设计的思想、S曲线加减法以及分段PID算法进行了详细描述。

最后，通过综上所提出的各种算法及程序，分别对于滚珠丝杠进行开环控制实验、单一PID参数的闭环控制实验以及分段PID的闭环控制实验。比较各个实验所得出的实验结果图与理想中的结果图，最后得出采用分段PID闭环控制得到的结果最符合要求。

第二章  滚珠丝杠滑台的结构和控制系统

2。1 滚珠丝杠滑台结构

滚珠丝杠滑台的结构图如下2-1,1为光电编码器与三相异步电机6相连来检测电机的转速，2为滚珠丝杠和5联轴器相连接，4支架用来固定滚珠丝杠，并将其固定在底座7上。工作台3和螺母副相固定，滚珠丝杠2的回转实现工件的直线运 [1-2]。