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TRIO运动控制器 激光武器 控制器
摘要：研制模拟目标运动系统，测试激光武器的跟踪效果，测试激光武器的技术指标。
TRIO运动控制器在模拟目标运动控制上的应用
【摘要】：研制模拟目标运动系统，测试激光武器的跟踪效果，测试激光武器的技术指标。
【关键字】：TRIO运动控制器 激光武器
一、 设计原理
目标模拟系统离激光武器距离50m，根据公式V=ωR，10?/s的角速度对应的线速度是8.73m/s，采用常规的运动方式难以达到以上技术指标，因此设计一种独特的绳索机构，完成机械传动上目标物体的运动，设计方案简图如下：【节省30万】Trio运动控制器和MOTEC交流伺服轧辊磨床解决方案
1.jpg由上图可看出，在四个角上有定滑轮，通过4根绳索控制目标在XY平面内完成运动。在运动控制器内部进行坐标变换，可实现有效控制。
二、 技术要求
1）  系统具有上电归位功能；
2）  系统具有应急停止保护功能；
3）  具有断电停止保护功能；
4）  目标可在任何位置启停；
5）  控制箱具有CAN、串口通信接口；
6）  模拟目标有效运动范围：10m?6m；
7）  目标运动控制方式：运动特性软件可设定（匀速、匀加速、变加速），可直线运动；
8）  模拟目标速度范围：0至10?/s；
9）  加速度范围：0至30?/s2 ； 
10） 控制精度：设置标准值的10%；（典型轨迹保证）
11） 模拟目标尺寸：11.5cm?5.75cm；
12） 模拟遮挡尺寸：34.5cm?17.25cm～172.5cm?86.25cm
三、 软件界面
在拉丝、改拔、成缆、成卷等行业，很广泛的应用到收线、排线控制，收线一般来说无怪乎张力控制收线、力矩收线、恒线速度收线。这两种模式主打。收线控制策略我们在另外章节作阐述，下面我将只对特殊排线机控制作以说明：
当前客户遇到的疑难排线控制技术大致包含以下几种：
1、精密排线
2、梯度排线
3、锥度排线
4、斜面排线
5、恒速度收线排线
   精密排线、主要是控制精度一定要紧密排布，困难在及时换向处理上。在设计理念上，排线的过程一定需要线推着线前进，线在前进过程中要有一个滞后角度，这个角度一定要控制好，如果需要取得很好的精密排线效果，那么恒张力主动放线是一个必不可少的环节，只有控制好了张力放线，才能控制好精密排线的滞后角度位置。只有控制好了精密排线的行走进给滞后角度，才可能把精密排线控制的得心应手。圆材线实现精密排布比较容易实现，但是如果是带状材质，那么就必须在极限换向的时候做必要的辅助处理了，因为带材的线，没有半圆形的底面，不具备自动找寻位置的能力。遇到带材排线，必须强制换向定位。带材线很容易叠线，正常行走可以通过排距控制来克服叠线，换向的时候就不能这样处理了，我们可以在带材线的排布起点采样一个原点信号，当这个信号有效的时候，一定是换向的最佳时机，可以预先整定一个汽缸，汽缸的伸展长度等于一个带材的排距，利用换向原点强制换向距离控制就是排布带材的最佳控制方式。
   梯度排线、主要是控制一个整体形状为梯形的收线排线过程，如果需要在直面轴盘上实现梯度排线，那么一定要精确的控制排距，所谓的排距就是在排线过程中线与线之间的有效空格距离，一般是为了提高利用效率，都鼓励三进一排线模式，就是每一周旋转周期的周长交合点的最大空格距离必须是你所排线材直径的２倍。在非精密排线过程中，排距控制是一个很重要的控制量，如果排距控制不住，就没有办法去对其他参量进行很好的控制。具体设计控制梯度排线的设计理念可以这样来计算实现。
关于梯度（锥度）排线的计算原则：
可以人为的设置梯度的高值。设高值为：H
可以人为的设置线材的直径。设线材直径为：Ф
可以人为的设置收线盘的长度：L
通过系统机械自学习收线盘长度的脉冲个数：M
可以人为的设置排线的节距，也就是稀疏程度，此值很重要，关系到控制精度。一般是三进一，也可以精排，就是线挨着线，线与线之间没有间隙。如果是三进一，控制系数设“3”如果是精排设置控制系数为“1”。
取需要控制的梯度高值：H 除以线材的直径Ф 等于梯度形成的排线层数。H/Ф=F
F*3=实际需要的梯度形成层数，根据就是如果你的线材稀疏节距是3，可以理解为两根相邻的线之间还可以夹两根线，此为节距等于3。如果是精排，就等于1。取收线盘的总长度脉冲个数除以梯度形成的层数，可以得出每层排线的往返虚拟换向距离。举例总盘子长度的脉冲个数为12000个。线材的直径为0.3毫米。梯度的最大高度为10毫米。计算这个梯度形成的初始排线层数为10/0.3=33层。那么如果排线很稀疏，你必须排3层才能折算成一根线的直径高度，一般排线是三进一计算，如果是精排则可以不乘3这个系数。假设是三进一，则需要99层线才能把这个梯度形成。
   用盘子总长度的脉冲个数12000除以梯度形成的基本层数99就等于每层排线在一个方向向另一个方向行走时的往返换向条件，12000/99=121 
   第一层从左走向右排线，当走到121个脉冲距离的时候必须返回，第二层排线从左走向右排线，当走到242个脉冲距离的时候必须返回，如此类推，当第99层走道12000个脉冲的时候梯度排线完毕，正式切换到正常排线模式。梯度的一端比另一端刚好高出我们的设置值10毫米。
   当梯度排线完毕，切换换向条件可以不做脉冲控制，直接撞限位信号立即返回。如果是锥度则要计算锥度的延长距离。
如果需要控制收线的恒定速度，则需要计算卷径，那就是在初始卷径的基础上每排一层线，盘子的直径增加2Ф，然后求出盘子绕好线的周长，用设定的线速度除以机械传动比例系数再除以电动机的极对数等于要运行的频率速度。
那么锥度和斜面排线的设计计算参考范畴可以这样计算：
1. 锥型工字轮
image001.jpg 
任意锥型工字轮及排线示意图如上图所示。锥型工字轮左边的长度为L1，高度为H1；右边的长度为L2、高度为H2，所需不规则排线的高度为D1、长度为D2，圆型排线的
D1=D2=φ。S1和S2为左右限位开关，限位开关可为机械换向开关或电子开关。排线机撞上限位开关后，并不立即反向，而要根据排线机的速度、排线的层数、排线的线径等参数确定一个延迟时间，排线机继续原方向运行该延迟时间后再反向。不同的排线层、不同的排线速度，延迟时间也不同。即延迟时间不是一个固定值，而是一个不断变化的数值。排线机每撞一次限位开关S1或S2，排线的层数N加1。
排线机每转一周，其丝杆位移C（mm）。
排线机的额定频率为Fe，同步转速为N0（rpm 转/分）。
Fe=排线机的额定频率。     N0=同步转速（rpm 转/分）。
排线机的运行频率为F，收卷机的运行频率为F1。两者之间的联动关系为F=D2/C*F1。
F=排线机的运行频率。            D2=线材的宽度，如果是圆材为直径。
C=派线机旋转一周的位移距离。    F1=收线电机的运行频率。
第N层排线撞左限位开关后还需继续移动的距离M1=N*D1*L1/H1
M1=撞左限位开关后的位移距离。       N=排线层数，也就是撞限次数。
D1=线材的高度，圆材线为直径。       L1=左锥度的总长度。
H1=左排线锥度的总高度。

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