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教你一分钟了解直流伺服系统的控制原理以及优缺点

返回列表 来源: 发布日期: 2019.05.20

教你一分钟了解直流伺服系统的控制原理以及优缺点

本文主要介绍的是直流伺服系统 的优缺点及控制原理,具体的跟随小编一起来了解一下。


直流伺服系统
    伺服系统(servomechanism)又称随动系统,是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。在很多情况下,伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统,其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角),其结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。伺服系统最初用于国防军工, 如火炮的控制, 船舰、飞机的自动驾驶,导弹发射等,后来逐渐推广到国民经济的许多部门,如自动机床、无线跟踪控制等。

直流伺服系统的优缺点

1、优点

精确的速度控制

转矩速度特性很硬

原理简单、使用方便

价格优势

2、缺点

电刷换向

速度限制

附加阻力

产生磨损微粒(对于无尘室)



  直流伺服系统原理框图

一文看懂直流伺服系统的优缺点及控制原理

直流伺服系统的控制原理

  直流伺服和交流伺服相似,可以采用控制器开环控制方式,控制器半闭环控制和全闭环控制系统。

  直流伺服系统控制面板结构如下,面板右侧为与直流伺服电机接口板的接口,包括电机驱动接口和编码器接口;左侧为与运动控制器面板的接口,包括位置控制模式接口和速度控制模式接口。

一文看懂直流伺服系统的优缺点及控制原理

  M+,M-信号为直流无刷伺服电机的电源线,用于驱动电机的运动。

  A+,A-,B+,B-,C+,C-,5+,0V信号为编码器信号,用于反馈电机轴的实际位置。

  A,/A,B,/B,C,/C,+5V,PUL+,DIR+,OGND,OVCC,GND,DAC,RESET,ALM,ENABLE为与控制器相连的控制信号。

  其含义为:

  A,/A,B,/B,C,/C为驱动器反馈给运动器控制器的编码器信号。

  +5V为电源。

  PUL+,PUL-为脉冲信号,用于位置模式下的电机控制。

  DIR+,DIR-为方向信号,用于位置模式下的电机控制。

  OGND,OVCC,GND分别为模拟地,模拟电源和数字地。

  DAC为驱动器接受的模拟控制信号,范围一般为-10V-10V。

  RESET,ALM,ENABLE为控制信号,分别表示驱动器的复位,报警以及使能功能。

  直流伺服驱动器通常具有速度控制模式和位置控制模式。

  采用位置模式时,输入控制信号为脉冲和方向(或是正负脉冲),采用速度模式时,输入控制信号为模拟量。驱动器将输入信号转化为速度控制信号,经过速度控制器转化为电流控制信号,电流信号通过PWM回路作用于功率扩大模块的输出模块,最后施加给电机。

一文看懂直流伺服系统的优缺点及控制原理

  直流伺服驱动器采用IDM只能伺服驱动器。

  IDM240/640是嵌入式智能、高精密、全数字化的伺服驱动器,可驱动方波或正弦波无刷伺服电机(PMSM),直流有伺服电机,通过CAN或RS-485接口可组成多达256个轴的分布式智能网络运动系统,嵌入的高级可编程运动语言(TML)提供各种高级运动控制和plc专用功能。

  主要特点如下 :

  分布式智能,单轴主控运行或从动轴模式

  控制模式:位置,速度,转矩,电压,外部变量

  运动模式:脉冲+方向,电子齿轮,Profiling,Contouring

  可编程保护:位置误差,过流,过压或欠压,I2t,

  DSP控制技术:基于MotionChipTM 技术

  RS232/485串行接口,波特率可达115KB

  CAN2.0局域总线,兼容CANopen,波特率可达1MHz

  输出电流:连续电流5A/8A,峰值电流16A,

  电源电压:12-48VDC(IDM240) ,12-48VDC(逻辑电源)/80V(电机)(IDM640)

  紧凑结构设计:136 x 84.5 x 26 mm

  控制软件采用Easy Motion Studio,控制软件特点如下:

  高级图形化评估分析编程工具EasyMotion Studio平台快速设置电机、驱动器参数及编程运动程序,TML_LIB函数库是智能化伺服驱动器在 PC上执行运动控制应用的一个函数库,在C/C++、Basic、Delphi、Labview开发的应用程序中调用库中的.DLL文件执行后,能直接与驱动器通信、设置参数、查询状态、传送命令、定义运动事件,测试输入输出口状态等。

  Starter Kit for IDM640:包含驱动器的完整组件,包括一个IDM640驱动器,一个电机,一个I/O板,EasyMotion Studio软件,以及应用程序的帮助和完整文件。是测试您的运动控制程序的理想实验平台。如上所述均包含在一个可立即运行、即插即用的组件中。

一文看懂直流伺服系统的优缺点及控制原理

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