伺服驅(qū)動系統(tǒng)設計方案

伺服驅(qū)動系統(tǒng)設計方案伺服電機的原理：伺服的根本概念是準確、準確、快速定位.與一般電機一樣，溝通伺服電機也由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。定子上有兩個繞組,即勵磁繞組和掌握繞組，兩個繞組在空間相差90°電角度.伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動掌握的u／V／W三相電形成電磁場轉(zhuǎn)子在此磁場的，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度打算于編碼器的精度｛線數(shù)).伺服電動機又稱執(zhí)行電動機速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降作用:伺服電機，可使掌握速度,位置精度格外準確。具備一共性能，就是能抑制溝通伺服電機的所謂“自轉(zhuǎn)“現(xiàn)象，即無掌握信號時，它不應轉(zhuǎn)機轉(zhuǎn)動起來以后，如掌握信號消逝，往往仍在連續(xù)轉(zhuǎn)動。溝通伺服電動機的工作原理與分相式單相異步電動機雖然相像得多，所以伺服電動機與單機異步電動機相比，有三個顯著特點：1、起動轉(zhuǎn)矩大由于轉(zhuǎn)子電阻大,312相比,有明顯的區(qū)分.它可使臨界轉(zhuǎn)差率S0＞1，這樣不僅使轉(zhuǎn)矩特性〔機械特性〕更接近于線性，而且具有較大的起動轉(zhuǎn)矩。因此，當定子一有掌握電壓,轉(zhuǎn)子馬上轉(zhuǎn)動，即具有起動快、靈敏度高的特點。3伺服電動機的轉(zhuǎn)矩特性2、運行范圍較寬3所示,較差率S01的范圍內(nèi)伺服電動機都能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。3、無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象壓后，它處于單相運行狀態(tài)，由于轉(zhuǎn)子電阻大,定子中兩個相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個轉(zhuǎn)矩特性〔T1－S1、T2－S2曲線〕以及合成轉(zhuǎn)矩特性〔T－S曲線〕如圖4所示，與一般的單相異步電動機的轉(zhuǎn)矩特性(圖中T′－S曲線〕不同。這時的合成轉(zhuǎn)矩T是制動轉(zhuǎn)矩,從而使電動機快速停頓運轉(zhuǎn)。4伺服電動機單相運行時的轉(zhuǎn)矩特性5是伺服電動機單相運行時的機械特性曲線。負載肯定時，掌握電壓Uc愈高，轉(zhuǎn)速也愈高，在掌握電壓肯定時，負載增加,轉(zhuǎn)速下降。5伺服電動機的機械特性0.1—100W50Hz,電壓有36V110V、220、380V;400Hz20V、26V、36V、115V等多種。溝通伺服電動機運行平穩(wěn)、噪音小。但掌握特性是非線性,并且由于轉(zhuǎn)子電阻大，損耗大，效率低，因此與同容量直流伺服電動機相比,體積大、重量重，所以只適用于0.5-100W的小功率掌握系統(tǒng)。**＊機器手伺服掌握系統(tǒng)設計分析變頻與伺服的關系:目前市場上變頻掌握器的用途要大大的大于伺服機構(gòu)，有必要搞清伺服和變頻兩個系統(tǒng)之間的關系，以便提高可參考設計的途徑，這樣才能以最低的本錢到達設計出自己的伺服掌握的目的。簡潔的說：變頻只是伺服的一個局部，伺服是在變頻的根底上進展閉環(huán)的準確掌握從而到達更抱負的效果。PID算法，最終完成閉環(huán)掌握.固然,這種系統(tǒng)的設計是有難度的，由于簡潔的看假設系統(tǒng)完成僅僅做一個單獨的不是現(xiàn)在的價位!所以正確的分析系統(tǒng)難度是保證系統(tǒng)的正確完成的根底。AC-DC—AC的過DC-ACPWM電機調(diào)速〔400HZ〕三相逆變需要系統(tǒng)處理要有很高的速度。是不行避開的。這中間和生疏的技術(shù)開發(fā)產(chǎn)品的差異是時間的損耗！PID的掌握算法是銷售伺服掌握系統(tǒng)公司的技術(shù)命脈，PID算法的好壞直接打算PID算法都是公司技術(shù)含量最高的局部.這局部包含自動掌握算法、錯誤的處理和動作推斷以及掌握方式的選擇。伺服電機的選擇:400HZ36V三相溝通伺服電機？〔緣由〕伺服電機的驅(qū)動原理：溝通伺服的技術(shù)本身就是借鑒并應用了變頻的技術(shù)過變頻的PWM的這一環(huán)節(jié):變頻就是將工頻的50、60HZ的溝通電先整流成直流電，然后通過可掌握門極的各類晶體管〔IGBT，IGCT等)通過載波頻率和PWM調(diào)整逆變?yōu)轭l率可調(diào)的波形類似于正余弦的脈動電,由于頻率可調(diào)，所以溝通電機的速度就可調(diào)了(n=60f/2p，n轉(zhuǎn)速，f頻率，p極對數(shù))。步伺服電動機構(gòu)成的伺服系統(tǒng)，包括方波永磁同步電動機〔無刷直流機)伺服系統(tǒng)和正弦波在于永磁同步電動機伺服系統(tǒng)中需要承受磁極位置傳感器而感應電動機伺服系統(tǒng)中含有滑異步伺服電動機使用同一套伺服放大器。1對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小，具體表現(xiàn)為例如10V5Nm5V2。5Nm2.5Nm2.5Nm2。5Nm〔通常在有重力負載狀況下產(chǎn)生〕?？梢酝ㄟ^即時的轉(zhuǎn)變模擬量定要依據(jù)纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質(zhì)的受力不會隨著纏繞半徑的變化而轉(zhuǎn)變。2、位置掌握：位置掌握模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小，通過脈沖的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)動的角度,也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進展賦值.由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的掌握，所以一般應用于定位裝置。應用領域如數(shù)控機床、印刷機械等等。3、速度模式：通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進展轉(zhuǎn)動速度的掌握，在有上位掌握裝置的外環(huán)PID掌握時速度模式也可以進展定位樣的優(yōu)點在于可以削減中間傳動過程中的誤差，增加了整個系統(tǒng)的定位精度。溝通伺服電動機有以下三種轉(zhuǎn)速掌握方式：幅值掌握掌握電流與勵磁電流的相位差保持90°不變，轉(zhuǎn)變掌握電壓的大小.相位掌握掌握電壓與勵磁電壓的大小,保持額定值不變，轉(zhuǎn)變掌握電壓的相位。幅值—壓相位的反相而轉(zhuǎn)變。一般伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)框圖伺服電機掌握局部框圖系統(tǒng)的設計步驟:制定掌握方案的技術(shù)路線,確定驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動的掌握電路：DSP的廠家型號；找出訪用該信號掌握器驅(qū)動伺服電機的模型〔)繪制掌握局部原理圖和PCB圖通過試驗手段，試驗各種掌握模式下電機的運轉(zhuǎn);封裝硬件及軟件模塊；,制定電機掌握模塊的通訊協(xié)議、掌握模式和PID掌握的指導方案：測試反響信號和處理速度之間的匹配；封裝模塊的適用范圍測試；論證機械手系統(tǒng)適用的伺服電機掌握方式;確認系統(tǒng)整體功能需求.整體系統(tǒng)方案確認階段：機械手綜合掌握單元的功能確認；人機界面：按鍵和顯示單元的模塊試驗；通訊方式的測試和聯(lián)機調(diào)試；逐次增加電機的數(shù)量，測試電機的協(xié)調(diào)性動作和模塊封裝；電路安裝的構(gòu)造方案設計.綜合設計階段:全部硬件的綜合性能調(diào)試；不同掌握模式和不同動作下,細致動作的準確性測試；簡單動作的壓力測試和快速反響的數(shù)據(jù)流量測試;整體功耗測試和烤機測試.聯(lián)機調(diào)試階段:脫機操作的各種動作的穩(wěn)定性測試；EMC測試和硬件電路的抗干擾設計驗證；聯(lián)機狀態(tài)下的綜合動作測試及到位反響；模擬實際現(xiàn)場的烤機測試.第一階段所涉及到技術(shù)細節(jié)及難點分析如上圖首先要通過數(shù)學手段，模擬出三相逆變的溝通400HZ掌握電源;6