toyo电动缸的工作原理及伺服控制器的设计

toyo电动缸的工作原理及伺服控制器的设计

toyo电动缸的工作原理是将电机的旋转运动转换成丝杠的直线运动。电动缸具有传动效率高、环境适应能力强、定位精度高及运行稳定性好等优点，目前广泛应用在各工业领域。toyo电动缸使用时需要伺服控制器来控制电机运转，实现对推力、速度和位置的精密控制。

伺服控制器可以从底层PLC和DSP来设计开发，也可以在运动控制卡或者嵌入式系统的基础上二次开发。前者开发成本较低，开发难度较大，控制器功能局限；后者虽开发成本相对较高，但能大大降低开发难度，控制器功能范围更加全面。toyo电动缸选择的是后一种方式，在NI公司的cRIO（compact-RIO）嵌入式系统上进行伺服控制器系统设计开发。

cRIO是一款工业级嵌入式系统，集成有实时控制器（RT）、底层可编程逻辑门阵列（FPGA）和可配置的I/O模块。RT可方便搭建上层软件操作平台；FPGA能够实现高速采样及快速运算；可配置的I/O模块可使用户根据需求灵活搭建控制系统硬件平台。此外，cRIO以NI旗下的Labview作为开发环境，用户可以通过图形化开发环境访问底层硬件，大大降低了toyo电动缸伺服控制器开发过程中配置硬件的难度。

东佑达公司基于cRIO平台，通过配置AD采集、伺服控制模块，搭建toyo电动缸伺服控制硬件平台。在此基础上设计带前馈的PID控制器实现位移与力的可实时切换的闭环控制。进一步设计系统软件，实现控制器算法，完成toyo电动缸位移与力的直线和循环正弦伺服运动的轨迹规划。最后，通过实际试验验证伺服控制系统的有效性。