伺服驅(qū)動器的要求

　　伺服進(jìn)給系統(tǒng)的要求

　　1. 調(diào)速范圍寬

　　2. 定位精度高

　　3. 有足夠的傳動剛性和高的速度穩(wěn)定性

　　4. 快速響應(yīng)，無超調(diào)

　　為了保證生產(chǎn)率和加工質(zhì)量，除了要求有較高的定位精度外，還要求有良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令信號的響應(yīng)要快，因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)在啟動、制動時，要求加、減加速度足夠大，縮短進(jìn)給系統(tǒng)的過渡過程時間，減小輪廓過渡誤差。

　　5. 低速大轉(zhuǎn)矩，過載能力強(qiáng)

　　一般來說，伺服驅(qū)動器具有數(shù)分鐘甚至半小時內(nèi)1.5倍以上的過載能力，在短時間內(nèi)可以過載4～6倍而不損壞。

　　6. 可靠性高

　　要求數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)可靠性高、工作穩(wěn)定性好，具有較強(qiáng)的溫度、濕度、振動等環(huán)境適應(yīng)能力和很強(qiáng)的抗干擾的能力。

　　對電機(jī)的要求

　　1、從zui低速到zui高速電機(jī)都能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動要小，尤其在低速如0.1r/min或更低速時，仍有平穩(wěn)的速度而無爬行現(xiàn)象。

　　2、電機(jī)應(yīng)具有大的較長時間的過載能力，以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。一般直流伺服電機(jī)要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載4～6倍而不損壞。

　　3、為了滿足快速響應(yīng)的要求，電機(jī)應(yīng)有較小的轉(zhuǎn)動慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并具有盡可能小的時間常數(shù)和啟動電壓。

　　4、電機(jī)應(yīng)能承受頻繁啟、制動和反轉(zhuǎn)。

伺服驅(qū)動器控制電路結(jié)構(gòu)

　　DSP是整個系統(tǒng)的核心，主要完成實(shí)時性要求較高的任務(wù)，如矢量控制、電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)控制以及PWM信號發(fā)生、各種故障保護(hù)處理等。

　　MCU完成實(shí)時性要求比較低的管理任務(wù)，如參數(shù)設(shè)定、按鍵處理、狀態(tài)顯示、串行通訊等。

　　FPGA實(shí)現(xiàn)DSP與 MCU之間的數(shù)據(jù)交換、外部I/O信號處理、內(nèi)部I/O信號處理、位置脈沖指令處理、第二編碼器計(jì)數(shù)等。

　　功率電路采用模塊式設(shè)計(jì)，三相全橋整流部分和交-直-交電壓源型逆變器通過公共直流母線連接。三相全橋整流部分由電源模塊來實(shí)現(xiàn)，為避免上電時出現(xiàn)過大的瞬時電流以及電機(jī)制動時產(chǎn)生很高的泵升電壓，設(shè)有軟啟動電路和能耗泄放電路。逆變器采用智能功率模塊來實(shí)現(xiàn)。

伺服驅(qū)動器的接線

　　1. 主回路接線：

　　1）.R、S、T電源線的連接；

　　2）伺服驅(qū)動器U、V、W與伺服電動機(jī)電源線U、V、W之間的接線；

　　2. 控制電源類接線：

　　1）. r 、t控制電源接線；

　　2）I/O口控制電源接線；

　　3. I/O接口與反饋檢測類接線：

伺服驅(qū)動器有關(guān)參數(shù)

　　位置比例增益

　　①設(shè)定位置環(huán)調(diào)節(jié)器的比例增益。

　?、谠O(shè)置值越大，增益越高，剛度越大，相同頻率指令脈沖條件下，位置滯后量越小。但數(shù)值太大可能會引起振蕩或超調(diào)。

　?、蹍?shù)數(shù)值由具體的伺服系統(tǒng)型號和負(fù)載情況確定。

　　位置前饋增益

　　①設(shè)定位置環(huán)的前饋增益。

　?、谠O(shè)定值越大時，表示在任何頻率的指令脈沖下，位置滯后量越小

　　③位置環(huán)的前饋增益大，控制系統(tǒng)的高速響應(yīng)特性提高，但會使系統(tǒng)的位置不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生振蕩。

　?、懿恍枰芨叩捻憫?yīng)特性時，本參數(shù)通常設(shè)為0表示范 圍：0~100%

　　速度比例增益

　?、僭O(shè)定速度調(diào)節(jié)器的比例增益。

　　②設(shè)置值越大，增益越高，剛度越大。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動系統(tǒng)型號和負(fù)載值情況確定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大。

　?、墼谙到y(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設(shè)定較大的值。

　　速度積分時間常數(shù)

　?、僭O(shè)定速度調(diào)節(jié)器的積分時間常數(shù)。

　　④設(shè)置值越小，積分速度越快。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動系統(tǒng)型號和負(fù)載情況確定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大。

　?、谠谙到y(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設(shè)定較小的值。

　　速度反饋濾波因子

　　①設(shè)定速度反饋低通濾波器特性。

　　②數(shù)值越大，截止頻率越低，電機(jī)產(chǎn)生的噪音越小。如果負(fù)載慣量很大，可以適當(dāng)減小設(shè)定值。數(shù)值太大，造成響應(yīng)變慢，可能會引起振蕩。

　?、蹟?shù)值越小，截止頻率越高，速度反饋響應(yīng)越快。如果需要較高的速度響應(yīng)，可以適當(dāng)減小設(shè)定值。

　　zui大輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)置

　?、僭O(shè)置伺服電機(jī)的內(nèi)部轉(zhuǎn)矩限制值。

　　②設(shè)置值是額定轉(zhuǎn)矩的百分比，

　?、廴魏螘r候，這個限制都有效定位完成范圍

　?、僭O(shè)定位置控制方式下定位完成脈沖范圍。

　?、诒緟?shù)提供了位置控制方式下驅(qū)動器判斷是否完成定位的依據(jù)，當(dāng)位置偏差計(jì)數(shù)器內(nèi)的剩余脈沖數(shù)小于或等于本參數(shù)設(shè)定值時，驅(qū)動器認(rèn)為定位已完成，到位開關(guān)信號為 ON，否則為OFF。

　?、墼谖恢每刂品绞綍r，輸出位置定位完成信號，加減速時間常數(shù)

　?、僭O(shè)置值是表示電機(jī)從0~2000r/min的加速時間或從2000~0r/min的減速時間。

　?、诩訙p速特性是線性的到達(dá)速度范圍

　?、僭O(shè)置到達(dá)速度

　　②在非位置控制方式下，如果電機(jī)速度超過本設(shè)定值，則速度到達(dá)開關(guān)信號為ON，否則為 OFF。

　?、墼谖恢每刂品绞较?，不用此參數(shù)。

　?、芘c旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)。