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伺服電機是如何實現(xiàn)精準(zhǔn)定位?如何理解它的閉環(huán)特性?

jf_AHleW45b ? 來源:旺材伺服與運動控制 ? 2023-05-09 11:00 ? 次閱讀

伺服系統(tǒng)(servo?mechanism)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動控制系統(tǒng)。

那么伺服電機是如何實現(xiàn)精準(zhǔn)定位,如何理解它的閉環(huán)特性,今天我們就來說說。首先我們看下交流伺服系統(tǒng)的組成,由伺服驅(qū)動器和伺服電機組成。這里我們主要講述伺服驅(qū)動的工作原理,電機只是一個執(zhí)行機構(gòu)。驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)簡圖如下,和變頻器的主電路類似,電源經(jīng)過整流,逆變,實現(xiàn)從ACDC→AC的轉(zhuǎn)換。

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伺服驅(qū)動器結(jié)構(gòu)簡圖

輸入信號/命令可以是位置、速度、扭矩等控制信號,對應(yīng)伺服電機的三種控制模式,每種控制模式都對應(yīng)著環(huán)的控制,扭矩控制是電流閉環(huán)控制,速度模式是速度閉環(huán)控制,位置模式則是三閉環(huán)控制模式(扭矩、速度、位置)。

下面我們對位置模式的三閉環(huán)進行分析:

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位置模式的三閉環(huán)控制

上圖中M表示伺服電機,PG代表編碼器,最外面的藍(lán)色的代表位置環(huán),因為我們最終控制的是位置(定位),內(nèi)環(huán)分別是速度環(huán)和電流環(huán)(扭矩環(huán)),位置模式下速度環(huán)和電流環(huán)作為保護環(huán)防止失速控制和過載以確保電機恒速運轉(zhuǎn)和電機電流恒定。我們重點看下位置環(huán)是如何確保電機能夠準(zhǔn)確旋轉(zhuǎn)給定的角度。

假如我們給定脈沖為1個,此時反饋脈沖為0,脈沖偏差△p=1,輸入到控制器中,這時候驅(qū)動電路控制IPM逆變器產(chǎn)生SPWM波驅(qū)動伺服電機旋轉(zhuǎn),注意這個SPWM波和我們plc發(fā)脈沖的方波是不一樣的,時電機帶動編碼器旋轉(zhuǎn)發(fā)出反饋脈沖,這個時候△p=0,電機停止輸出,1個脈沖定位完成。整個從發(fā)出脈沖到接受反饋脈沖的過程就是一個閉環(huán)過程,從而確保電機能夠準(zhǔn)確定位,脈沖的數(shù)量決定定位的距離,脈沖的頻率決定電機的轉(zhuǎn)速。

審核編輯:湯梓紅

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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原文標(biāo)題:淺談| 伺服電機是如何實現(xiàn)精準(zhǔn)定位?如何理解它的閉環(huán)特性?

文章出處:【微信號:旺材伺服與運動控制,微信公眾號:旺材伺服與運動控制】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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