toyo電動缸的工作原理及伺服控制器的設計

toyo電動缸的工作原理是將電機的旋轉運動轉換成絲杠的直線運動。電動缸具有傳動效率高、環境適應能力強、定位精度高及運行穩定性好等優點，目前廣泛應用在各工業領域。toyo電動缸使用時需要伺服控制器來控制電機運轉，實現對推力、速度和位置的精密控制。

伺服控制器可以從底層PLC和DSP來設計開發，也可以在運動控制卡或者嵌入式系統的基礎上二次開發。前者開發成本較低，開發難度較大，控制器功能局限；后者雖開發成本相對較高，但能大大降低開發難度，控制器功能范圍更加全面。toyo電動缸選擇的是后一種方式，在NI公司的cRIO（compact-RIO）嵌入式系統上進行伺服控制器系統設計開發。

cRIO是一款工業級嵌入式系統，集成有實時控制器（RT）、底層可編程邏輯門陣列（FPGA）和可配置的I/O模塊。RT可方便搭建上層軟件操作平臺；FPGA能夠實現高速采樣及快速運算；可配置的I/O模塊可使用戶根據需求靈活搭建控制系統硬件平臺。此外，cRIO以NI旗下的Labview作為開發環境，用戶可以通過圖形化開發環境訪問底層硬件，大大降低了toyo電動缸伺服控制器開發過程中配置硬件的難度。

東佑達公司基于cRIO平臺，通過配置AD采集、伺服控制模塊，搭建toyo電動缸伺服控制硬件平臺。在此基礎上設計帶前饋的PID控制器實現位移與力的可實時切換的閉環控制。進一步設計系統軟件，實現控制器算法，完成toyo電動缸位移與力的直線和循環正弦伺服運動的軌跡規劃。最后，通過實際試驗驗證伺服控制系統的有效性。