伺服驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1、伺服驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案伺服驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案伺服電機(jī)的原理：伺服的基本概念是 準(zhǔn)確、精確、快速定位。與普通電機(jī)一樣， 交流伺服電機(jī)也由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。定子上有兩個(gè)繞組，即勵磁 繞組和控制繞組，兩個(gè)繞組在空間相差90電角度。伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動控制的u/V/W三相電形成電磁場 轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū) 動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角 度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度 線數(shù)）。伺服電動機(jī)又稱執(zhí)行電動機(jī) ，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元 件，把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機(jī)軸上的角位移或角速度輸 出。其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號電壓為零時(shí)無自

2、轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn) 矩的增加而勻速下降 作用：伺服電機(jī)，可使控制速度，位置精度非 常準(zhǔn)確。交流伺服電機(jī)的工作原理和單相感應(yīng)電動機(jī)無本質(zhì)上的差異?？墒?，交流伺服電機(jī)必須具備一個(gè)性能，就是能克服交流伺服電 機(jī)的所謂“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，即無控制信號時(shí)，它不應(yīng)轉(zhuǎn)動，特別是 當(dāng)它已在轉(zhuǎn)動時(shí)，如果控制信號消失，它應(yīng)能立即停止轉(zhuǎn)動。而 普通的感應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)動起來以后，如控制信號消失，往往仍在繼 續(xù)轉(zhuǎn)動。交流伺服電動機(jī)的工作原理與分相式單相異步電動機(jī)雖然相似，但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多，因此伺服電動機(jī)與單機(jī)異步電動機(jī)相比，有三個(gè)顯著特點(diǎn)：1、起動轉(zhuǎn)矩大由于轉(zhuǎn)子電阻大，其轉(zhuǎn)矩特性曲線如圖3中曲線1所示，與普通異步電動

3、機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲線 2相比，有明顯的區(qū)別。它可使臨界轉(zhuǎn)差率 SO 1,這樣不但使轉(zhuǎn)矩特性（機(jī)械特性）更接近于線 性，而且具有較大的起動轉(zhuǎn)矩。因此，當(dāng)定子一有控制電壓，轉(zhuǎn) 子立即轉(zhuǎn)動，即具有起動快、靈敏度高的特點(diǎn)。圖3伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性2、運(yùn)行范圍較寬如圖3所示，較差率S在0到1的范圍內(nèi)伺服電動機(jī)都能穩(wěn)定運(yùn) 轉(zhuǎn)。3、無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象正常運(yùn)轉(zhuǎn)的伺服電動機(jī)，只要失去控制電壓，電機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)伺服電動機(jī)失去控制電壓后，它處于單相運(yùn)行狀態(tài)，由于轉(zhuǎn)子電阻大，定子中兩個(gè)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(gè)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，與普通的單相異

4、步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性（圖中T' S曲線）不同。這時(shí)的合成轉(zhuǎn)矩 T是制動轉(zhuǎn)矩，從而 使電動機(jī)迅速停止運(yùn)轉(zhuǎn)。圖4伺服電動機(jī)單相運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩特性圖5是伺服電動機(jī)單相運(yùn)行時(shí)的機(jī)械特性曲線。負(fù)載一定時(shí)，控 制電壓Uc愈高，轉(zhuǎn)速也愈高，在控制電壓一定時(shí)，負(fù)載增加，轉(zhuǎn) 速下降。圖5伺服電動機(jī)的機(jī)械特性交流伺服電動機(jī)的輸出功率一般是0.1-100W。當(dāng)電源頻率為50Hz,電壓有 36V、110V、220、380V;當(dāng)電源頻率為 400Hz,電 壓有 20V、26V、36V、115V 等多種。交流伺服電動機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小。但控制特性是非線性，而 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(jī)相比，體積大、重量重，因此只適用于 0.5-100W的小功率控 制系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩指令何版界動靈統(tǒng)的挖耨豺稱梅用*機(jī)器手伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析變頻與伺服的關(guān)系：當(dāng)前市場上變頻控制器的用途要大大的大于 伺服機(jī)構(gòu)，有必要搞清伺服和變頻兩個(gè)系統(tǒng)之間的關(guān)系，以便提 高可參考設(shè)計(jì)的途徑，這樣才能以最低的成本達(dá)到設(shè)計(jì)出自己的 伺服控制的目的。簡單的說：變頻只是伺服的一個(gè)部分，伺服是在變頻的基礎(chǔ)上 進(jìn)行閉環(huán)的精確控制從而達(dá)到更理想的效果。我們的目標(biāo)和步驟要在變頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，首先解決電機(jī)的驅(qū) 動問題，達(dá)到調(diào)速目的，然后加入對反饋的采樣，設(shè)計(jì)自己的 PID算法，最終完成閉環(huán)控制。當(dāng)然，這種系