伺服原理驱动器位置控制
伺服驱动器原理_伺服驱动器的作用
伺服驱动器原理_伺服驱动器的作用
伺服驱动器原理:伺服驱动器是指驱动伺服电机运动的设备。伺服电
机是由伺服控制器控制的特殊电机,通过伺服驱动器将控制信号转化为电
机所需的功率信号,从而实现精准的位置和速度控制。伺服驱动器主要由
功率电路、控制电路和保护电路组成。
1.实现精准位置控制:伺服驱动器可以根据输入的位置指令控制电机
的转动,精确到毫米级别。通过反馈装置感知电机的转动情况,控制器可
以动态修正指令,从而实现高精度的位置控制。这种能力使得伺服驱动器
在需要精准定位和定点移动的应用中得到广泛应用,比如自动化设备、机
器人、印刷机等。
2.实现精准速度控制:伺服驱动器可以控制电机的转速,实现精准的
速度控制。通过反馈装置感知电机的速度,控制器可以根据输入的速度指令,调整电机的输出功率,使其保持所需的速度。这种能力使得伺服驱动
器在需要精确调节速度的应用中得到广泛应用,比如纺织设备、包装设备、输送带等。
3.实现负载控制:伺服驱动器可以根据负载的变化调整电机的输出功率,保持电机在负载范围内稳定运行。通过反馈装置感知负载的变化,控
制器可以调整电机的输出扭矩和速度,使其适应不同的负载情况。这种能
力使得伺服驱动器在需要处理不同负载的应用中得到广泛应用,比如起重
机械、搬运设备、机床等。
4.提高系统的稳定性和响应速度:伺服驱动器具有良好的动态特性和
响应速度,能够在较短的时间内响应控制信号,实现快速的跟踪和调节。
通过反馈装置感知电机的实际情况,控制器可以及时调整控制信号,使电
机保持稳定运行。这种能力使得伺服驱动器在需要高动态响应和控制精度的应用中得到广泛应用,比如自动调节系统、精密加工设备等。
伺服驱动器的工作原理
伺服驱动器的工作原理
伺服驱动器是现代工业自动化控制系统中的重要组成部分,它通过控制电机的
转速和位置,实现对机械设备的精准控制。那么,伺服驱动器的工作原理是什么呢?接下来,我们将详细介绍伺服驱动器的工作原理。
首先,伺服驱动器的核心部件是伺服电机,它是一种能够精确控制位置、速度
和加速度的电动机。伺服电机内部含有编码器,可以实时反馈电机的转动位置和速度信息,这使得伺服电机能够实现高精度的位置控制。
其次,伺服驱动器内部包含控制电路和功率放大器。控制电路接收来自控制器
的指令信号,并根据编码器反馈的信息计算出电机应该输出的电压和电流信号。功率放大器则将控制电路输出的低功率信号放大成可以驱动电机的高功率信号。
在工作时,控制器发送控制指令信号到伺服驱动器,控制电路根据指令信号计
算出电机应该输出的电压和电流信号,并通过功率放大器放大后送到电机,从而实现对电机的精准控制。同时,编码器实时反馈电机的位置和速度信息到控制电路,控制电路根据反馈信息进行调整,使得电机能够按照预定的轨迹和速度运动。
此外,伺服驱动器还具有闭环控制和开环控制两种工作模式。在闭环控制模式下,伺服驱动器通过编码器实时反馈电机的位置和速度信息,从而可以对电机进行精准控制。而在开环控制模式下,伺服驱动器只能根据控制器发送的指令信号进行控制,无法实时获取电机的位置和速度信息,因此控制精度较低。
综上所述,伺服驱动器的工作原理是通过控制电路和功率放大器对伺服电机进
行精准控制,实现对机械设备的精准位置和速度控制。其核心在于编码器实时反馈电机的位置和速度信息,从而使得伺服电机能够实现高精度的控制。同时,闭环控制和开环控制两种工作模式也为伺服驱动器的应用提供了更多的选择。希望通过本文的介绍,读者能够更加深入地了解伺服驱动器的工作原理。
伺服电机的控制原理有哪些
伺服电机的控制原理有哪些
伺服电机是一种能够实现精确控制和定位的电机。它通常由电机、编码器、控制器和驱动器等组成。伺服电机的控制原理涉及到控制理论和电机驱动技术等多方面知识。下面将介绍几种常见的伺服电机控制原理。1.位置控制原理:
伺服电机的位置控制是指控制电机达到特定位置的能力。在位置控制中,编码器用于检测电机的实际位置,并将其与目标位置进行比较。控制器根据差异信息计算出控制信号,将其发送至驱动器,驱动器根据控制信号驱动电机转动,直到实际位置与目标位置相等。
2.速度控制原理:
伺服电机的速度控制是指控制电机达到特定速度的能力。在速度控制中,编码器用于检测电机的实际速度,并将其与目标速度进行比较。控制器根据差异信息计算出控制信号,将其发送至驱动器,驱动器根据控制信号调整供电电压以调整电机的转速。
3.力/力矩控制原理:
伺服电机的力/力矩控制是指控制电机施加特定力或力矩的能力。在力/力矩控制中,需要将引导反馈的传感器与编码器配合使用。控制器通过对比输入的期望力/力矩信号和传感器反馈的实际力/力矩信息,计算出控制信号,以调整电机的输出力或力矩。
4.增量式控制原理:
5.PID控制原理:
伺服电机的PID控制是指使用PID控制器对电机进行闭环控制。PID 控制器通过比较目标值和反馈值的差异,计算出比例、积分和微分三个方面的控制信号,以调整电机的输出。通过调整PID参数,可以实现快速响应、稳定性和抗干扰能力。
总结:
伺服电机的控制原理涉及到位置、速度、力/力矩、增量式和PID控制等方面。不同的应用场景和要求可能需要采用不同的控制原理。通过合理选择编码器、控制器和驱动器等组件,并设置合适的控制参数,可以实现对伺服电机的精确控制。
如何使用伺服电机进行位置控制
如何使用伺服电机进行位置控制伺服电机是一种广泛应用于工业自动化领域的电动机,它通过反馈
信号实现对位置、速度和力矩的精确控制。在许多机械系统中,伺服
电机的位置控制是至关重要的,本文将介绍如何使用伺服电机进行位
置控制。
一、伺服电机的基本原理
伺服电机由驱动器、编码器和控制器组成。其基本原理是通过控制
器向驱动器发送控制信号,驱动器根据控制信号驱动电机旋转,编码
器实时反馈电机的位置信息给控制器,控制器根据反馈信号进行误差
计算并实施控制算法调整驱动信号,从而使电机准确地达到期望位置。
二、选择适当的伺服电机
在使用伺服电机进行位置控制之前,需要选择适当的伺服电机。选
择伺服电机时需要考虑以下因素:
1. 载荷特性:根据需要控制的载荷特性选择电机的扭矩和功率。
2. 速度要求:根据需要控制的速度范围选择电机的额定速度。
3. 精度要求:根据需要控制的位置精度选择电机的分辨率和精度。
三、位置控制参数设置
在使用伺服电机进行位置控制之前,需要正确设置控制参数。常见
的位置控制参数包括:
1. 比例增益:控制器根据位置误差调整输出信号的增益,从而使电
机快速接近期望位置。
2. 积分时间:控制器根据位置误差的积分量调整输出信号的积分时间,从而进一步减小位置误差。
3. 微分时间:控制器通过位置误差的微分量调整输出信号的微分时间,从而减小系统的振荡和超调。
4. 反馈滤波:通过设置反馈滤波来平滑和增强反馈信号,从而减小
噪声和干扰对控制系统的影响。
四、位置控制算法选择
常见的伺服电机位置控制算法包括位置环控制和速度环控制。位置
环控制主要通过比较电机实际位置和期望位置的差异来产生控制命令,以驱动电机准确地移动到期望位置。速度环控制则通过比较电机实际
伺服的脉冲和方向控制原理
伺服的脉冲和方向控制原理
伺服的脉冲和方向控制原理如下:
伺服驱动器有方向+、方向-和脉冲+、脉冲-四个端子。当上位机给定信号时,控制驱动器上方向、脉冲这两路光藕的通断,来控制伺服驱动器的正转与反转、运行与停止。
伺服电机的工作原理是伺服主要靠脉冲来定位。当伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移。伺服电机本身具备发出脉冲的功能,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到。
以上内容仅供参考,建议查阅伺服电机相关的专业书籍或咨询专业技术人员,以获取更准确的信息。
伺服驱动器工作原理
伺服驱动器工作原理
伺服驱动器是一种电机控制器,它的工作原理是通过接收来自控制器的指令,控制电机的转速和位置。它的基本工作原理如下:
1. 接收指令:伺服驱动器通过与上位控制器通信,接收指令和信号。这些指令可以是控制电机转速、位置或其他相关参数的命令。
2. 反馈信号:伺服驱动器通常配备了编码器或其他反馈设备,用于测量电机的实际转速和位置。这些反馈信号将被用于闭环控制系统,以确保电机按照预定的方式运行。
3. 控制算法:伺服驱动器内部包含控制算法,它会根据接收到的指令和反馈信号来计算出电机应该采取的行动。这些算法可以根据不同的应用需求进行调整和优化。
4. 电力放大:伺服驱动器通常具备电力放大功能,它可以根据控制算法的计算结果,将所需的电力信号传输给电机。这样,电机就能够以所需的力矩、转速和位置进行运动。
5. 保护功能:伺服驱动器通常还具备各种保护功能,如过载保护、过热保护等。这些保护机制能够确保电机和驱动器在异常情况下,比如过载或温度过高时停止工作,以避免损坏。
总的来说,伺服驱动器的工作原理是通过接收控制指令和反馈信号,并根据内部的控制算法进行计算和处理,最终输出适合
电机工作的电力信号。这样,伺服驱动器能够精确控制电机的运动,满足各种应用需求。
1900伺服电机工作原理
1900伺服电机的工作原理可以概括为:通过电机驱动,实现精准位置控制和速度控制,以完成物体的运动和定位。具体来说,其工作原理如下:
1. 电机驱动:伺服电机采用伺服驱动器进行驱动,伺服驱动器能够提供精准的电压和电流,保证电机按照预设定的程序进行运动。与其他普通电机相比,伺服电机的驱动器更为精密,能够实现精准的速度控制和位置控制。
2. 位置控制:伺服电机可以通过编码器反馈系统,精确地检测电机的位置,从而实现精确的位置控制。当外部指令给伺服电机一个位置命令时,编码器会检测电机的实时位置,通过比较两者的差异,调整电机的转速和转向,以确保电机能够到达指定的位置。
3. 速度控制:伺服电机可以通过控制系统输入的电流信号,实现电机的速度控制。这种控制方式可以保证电机的转速始终保持在设定值,即使在负载波动的情况下,也能保持稳定的运行。
4. 自动调速功能:伺服电机的另一个特点是其良好的调速性能。在运行过程中,伺服电机可以根据实际需要自动调整转速,以满足不同的工作需求。
5. 灵敏的响应速度:伺服电机对外部指令的反应非常灵敏,可以快速响应外部指令的变化。这使得伺服电机在需要快速定位或快速响应的场景中具有独特的优势。
6. 保持功能:伺服电机具有保持功能,即在外部指令不变的情况下,能够保持指定的位置或速度运行。这项功能在需要长时间保持某个位置或速度的场景中非常有用。
7. 锁紧功能:除了保持功能之外,伺服电机还具有锁紧功能。这项功能可以在需要精确位置控制的场景中使用,确保电机的位置始终保持在设定值,即使在受到外力干扰的情况下也不会发生位置偏移。
伺服电机的控制原理
伺服电机的控制原理
伺服电机是一种用于精确控制转速和位置的电机。它由电机本体、编码器、控制器和驱动器组成。伺服电机的控制原理包括位置反馈、
闭环控制和PID控制。
位置反馈是伺服电机控制的基础,在伺服电机中常使用的位置反
馈器件是编码器。编码器能够实时检测电机的实际位置,并将位置信
息反馈给控制器。控制器根据编码器的反馈信号来调整电机的转速和
位置,从而实现精确的控制。编码器通常采用光电传感器原理工作,
通过感知光线的变化来测量位置。
闭环控制是伺服电机控制的核心思想,其基本原理是通过不断地
与编码器进行位置比较,计算误差,并对电机速度和方向进行调整。
闭环控制系统的工作过程如下:
1.接收位置指令:控制器接收到外部发送的位置指令,例如要求
电机转向某个特定位置。
2.比较位置差异:编码器反馈电机的实际位置,控制器将其与接
收到的位置指令进行比较,计算出位置误差。
3.计算控制信号:控制器根据位置误差和控制算法,计算出适当
的控制信号,用于调整电机的转速和方向。
4.发送控制信号:控制器将计算出的控制信号发送给驱动器。
5.驱动电机:驱动器接收到控制信号后,通过改变电机的输入电压、电流或脉宽调制等方式,控制电机的转速和方向。
6.反馈调整:电机开始运动后,编码器不断地监测电机的实际位置,并反馈给控制器。控制器根据反馈信号继续进行位置比较和调整,使得电机能够准确地达到指定的位置。
PID控制是常用的闭环控制算法之一,它基于位置误差、误差变化率和误差积分三个因素进行控制。PID控制的基本原理如下:
1.比例(P)控制:根据位置误差的大小,确定电机的输出功率。
伺服多段位置控制实现原理
伺服多段位置控制实现原理
伺服多段位置控制是一种常用的控制技术,用于精确控制运动系统的位置。它广泛应用于各种机械设备、工业生产线以及机器人等领域。实现伺服多段位置控制的原理主要包括位置传感器、控制器和执行机构三个重要组件。
首先,位置传感器是伺服多段位置控制的关键组成部分。它们用于测量物体的实际位置,并将测量结果反馈给控制器。常用的位置传感器包括编码器、激光传感器和陀螺仪等。编码器通过测量旋转角度或线性位移来确定物体的位置。激光传感器则利用激光束的反射或散射来测量距离。陀螺仪则通过测量角速度和重力矢量来确定位置。这些传感器能够提供高精度的位置数据,为控制器提供准确的反馈。
其次,控制器是伺服多段位置控制的核心部分。它接收来自传感器的位置反馈信号,并与预设的目标位置进行比较,计算出误差信号。控制器根据误差信号调整执行机构的输出,使其逐步接近目标位置。常用的控制器包括PID控制器和模糊控制器。PID控制器根据误差信号的比例、积分和微分部分产生控制信号,以达到精确控制位置的目的。模糊控制器则根据输入的模糊规则和模糊逻辑运算来生成控制信号。控制器的设计和参数调整对伺服多段位置控制的性能和稳定性有着重要的影响。
最后,执行机构是实现伺服多段位置控制的执行部分。它们根据控制器的输出信号,通过驱动器将信号转换为机械运动来调整物体的位置。常见的执行机构包括电机、液压缸和气动驱动器等。电机是最常用的执行机构,它可以根据控制信号产生旋转或线性运动,通过传动装置将运动传递给被控制的物体。液压缸和气动驱动器则利用液体或气体压力产生力或位移,实现位置调整。
伺服驱动器的工作原理及其控制方式
伺服驱动器的工作原理及其控制方式
伺服驱动器(servo drives)又称为伺服控制器、伺服放大器,是用来控制伺服电机的一种控制器,其作用类似于变频器作用于普通交流马达,属于伺服系统的一部分,主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制,实现高精度的传动系统定位,目前是传动技术的高端产品。
目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,可以实现比较复杂的控制算法,实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。
功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流,得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电,再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元(AC-DC)主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。
随着伺服系统的大规模应用,伺服驱动器使用、伺服驱动器调试、伺服驱动器维修都是伺服驱动器在当今比较重要的技术课题,越来越多工控技术服务商对伺服驱动器进行了技术深层次研究。
伺服驱动器是现代运动控制的重要组成部分,被广泛应用于工业机器人及数控加工中心等自动化设备中。尤其是应用于控制交流永磁同步电机的伺服驱动器已经成为国内外研究热点。当前交流伺服驱动器设计中普遍采用基于矢量控制的电流、速度、位置3闭环控制算法。该算法中速度闭环设计合理与否,对于整个伺服控制系统,特别是速度控制性能的发挥起到关键作用。
伺服驱动器的工作原理
伺服驱动器的工作原理
伺服驱动器是一种控制电机运动的设备,通过对输入信号进行处理,控制电机的转速和位置。其工作原理主要涉及以下几个方面:
1. 反馈系统: 伺服驱动器中的反馈系统能够实时监测电机的转
速和位置。常用的反馈装置有编码器、光电开关等。编码器可以感知电机的转动角度,通过测量旋转位置并转化为电信号输出,从而提供给驱动器。
2. 控制信号处理: 控制信号处理是伺服驱动器的核心部分,负
责将输入信号转化为电机驱动控制指令。这一过程主要包括信号采样、信号滤波、信号解码、速度闭环控制、位置闭环控制等步骤。控制信号处理的目标是根据输入信号实现准确的电机转速和位置控制。
3. 功率放大器: 功率放大器是伺服驱动器中的重要组成部分,
负责将处理后的控制信号转化为适合电机工作的驱动信号。通过放大电压和电流,驱动器能够提供足够的能量给电机,实现高效的电机工作。
4. 供电系统: 伺服驱动器需要提供稳定的电源供电,以确保控
制系统的正常运行。供电系统包括直流电源和交流电源两种形式,用户根据具体情况选择适合的供电方式。
5. 保护功能: 伺服驱动器通常具备多种保护功能,以保证系统
的可靠性和安全性。常见的保护功能包括过流保护、过压保护、
过载保护等。当发生异常情况时,驱动器能够及时采取相应措施,以避免电机或其他部件的损坏。
通过以上的工作原理,伺服驱动器能够实现精确的电机控制,广泛应用于工业自动化、机械加工、机器人等领域。
伺服驱动器工作原理
伺服驱动器工作原理
伺服驱动器是一种用于控制和驱动伺服电机的设备。伺服电机是一种能够根据输入信号实现精确位置控制的电机,广泛应用于自动化和机械设备中。伺服驱动器通过接收来自控制器的指令,将电源信号转换为适合伺服电机的信号,从而控制电机的运动。本文将介绍伺服驱动器的工作原理及其组成部分。
首先,伺服驱动器的工作原理可分为控制器和电机两个部分。控制器负责生成控制信号,而电机则根据控制信号进行精确的位置控制。
伺服驱动器的基本组成部分包括电源模块、信号处理模块、功率放大器和电机保护电路。电源模块为整个系统提供所需的稳定电源,信号处理模块负责接收和处理来自控制器的信号,将其转换为电机能够理解和响应的信号。功率放大器负责将信号放大到足够的功率,以驱动电机。
在工作时,控制器将控制信号发送到信号处理模块。信号处理模块首先将信号进行放大和滤波处理,然后将其转换为电机能够认识和响应的电压信号。通常,信号处理模块还包括一些辅助功能,如位置反馈、速度反馈和力矩控制等。
一旦信号被转换为电机可以识别的信号,它将通过功率放大器传递给电机。功率放大器负责将控制信号放大到足够的功率,以驱动电机。为确保电机正常工作并保护电机不受损坏,通常还会加入一些保护电路,如过载保护、过热保护和过流保护等。
伺服驱动器还可以通过接收来自电机的反馈信号来实现闭环控制。通过将反馈信号与控制信号进行比较,控制器可以实时调整控制信号,从而
实现电机位置的精确控制。这种闭环控制使得伺服驱动器可以在精确控制、快速响应和高重复性方面表现出色。
总之,伺服驱动器通过接收来自控制器的指令,将电源信号转换为适
伺服驱动器的工作原理
伺服驱动器的工作原理
控制电流:伺服电机的转矩与其绕组中通过的电流成正比。伺服驱动
器通过对电流进行控制来实现对电机的转矩控制。控制电流的过程可以分
为三个主要步骤:采集反馈电流、与目标电流进行比较、根据误差调整输
出电流。
1.采集反馈电流:伺服驱动器内部会通过电流传感器或霍尔传感器来
采集电机绕组中通过的电流。这些传感器会将电流信号转换为驱动器能够
理解的数字信号,并传递给驱动器处理。
2.比较目标电流:伺服驱动器会将采集到的反馈电流与设定的目标电
流进行比较。目标电流由控制器提供,可以根据控制系统的需求进行调整。比较的结果通常是一个电流误差。
3.调整输出电流:根据电流误差,伺服驱动器会自动调整输出电流的
大小,以减小电流误差。这个调整过程通常依赖于PID算法,其中比例、
积分和微分参数根据系统的动态特性进行调整。通过这种方式,伺服驱动
器能够控制电机的转矩,达到所需的运动控制效果。
控制位置:除了控制电流,伺服驱动器还可以通过控制位置来实现对
伺服电机的精确控制。这种控制通常可以分为两个步骤:位置反馈和位置
控制。
1.位置反馈:伺服电机通常配备了位置传感器,如编码器。位置传感
器会测量电机旋转的角度或线性位置,并将这些信息反馈给驱动器。驱动
器会将位置信息转换为数字信号,并与控制器提供的目标位置进行比较。
2.位置控制:根据位置误差,伺服驱动器会自动调整输出控制信号,
以减小位置误差。这个位置控制过程通常也依赖于PID算法,其中比例、
积分和微分参数根据系统的动态特性进行调整。通过这种方式,伺服驱动器能够控制电机的位置,实现精确的位置控制。
伺服驱动器工作原理
伺服驱动器工作原理
伺服驱动器是一种控制装置,它通过控制电机的运动,实现对机械设备的精准控制。其工作原理主要包括位置控制、速度控制和力控制三个方面。
首先,我们来看一下位置控制。伺服驱动器通过接收控制信号,控制电机的转动,从而实现对设备位置的精准控制。在位置控制中,伺服驱动器会接收来自控制器的位置指令,然后将电机转动到相应的位置。在实际应用中,通常会使用编码器等装置来反馈电机的实际位置,以便及时调整控制信号,实现精准的位置控制。
其次,是速度控制。伺服驱动器可以根据控制信号,精准地控制电机的转速。在速度控制中,伺服驱动器会接收来自控制器的速度指令,然后调节电机的转速,使其达到指定的速度。通过不断地调整控制信号,伺服驱动器可以实现对电机速度的精准控制,从而满足不同工况下的要求。
最后,是力控制。伺服驱动器可以根据控制信号,精准地控制电机的输出力。在力控制中,伺服驱动器会接收来自控制器的力指令,然后调节电机的输出力,使其达到指定的力值。通过不断地调整控制信号,伺服驱动器可以实现对电机输出力的精准控制,从而满足不同工况下的要求。
总的来说,伺服驱动器通过对电机的位置、速度和力进行精准控制,实现对设备运动的精准控制。它在自动化设备、机器人、数控机床等领域有着广泛的应用,为工业生产提供了强大的支持。希望通过本文的介绍,能够使大家对伺服驱动器的工作原理有更加深入的了解。
伺服驱动原理
伺服驱动原理
伺服驱动原理是一种能够精确控制电机运动的技术。它通过读取反馈信号,实时调整电机的位置、速度和力矩,以实现精确的运动控制。
伺服驱动系统一般由三个主要组件构成:伺服电机、驱动器和控制器。伺服电机是负责产生转动力矩的执行器,驱动器则负责将控制信号转换为电机驱动信号,控制器则负责监测反馈信号并根据设定值进行调整。
在伺服驱动系统中,控制器首先会发送一个设定值给驱动器,控制器根据这个设定值和反馈信号之间的差异来生成一个误差信号。驱动器接收到误差信号后,会根据其大小和方向来生成对应的电流信号,驱动伺服电机进行调整。
伺服电机的转动位置是通过编码器等传感器来获取的。编码器能够实时测量电机的转动角度,并将这个数值返回给控制器。控制器通过与设定值进行比较,计算出误差信号,并根据误差信号调整驱动器的输出信号,以精确控制电机的位置。
伺服驱动系统的优点在于其高精度和稳定性。由于控制器能够实时监测和调整电机的运动状态,所以能够实现非常精确的位置和速度控制。此外,通过闭环控制,系统能够自动调整工作状态,以适应不同的负载和环境变化。
总而言之,伺服驱动原理是一种能够通过实时反馈信号来实现
精确控制的技术。它能够通过驱动器和控制器的配合,实现电机位置、速度和力矩的精确控制,具有高精度和稳定性的特点。
伺服驱动器的控制方式
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
伺服驱动器的控制方式
【中国技术前沿】一般伺服都有三种控制方式:位置控制方式、转矩控制方式、速度控制方式。伺服驱动器的控制方式
1、位置控制:位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来
确定转动速度的大小,通过脉冲的个数来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值,由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。
2、转矩控制:转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地
址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小,可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小,也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。
应用主要在对材质的手里有严格要求的缠绕和放卷的装置中,例如
绕线装置或拉光纤设备,转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。
3、速度模式:通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速
度的控制,在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位,但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号,此时的电机轴端的编码器只检测电机转速,位置信号就由直接的终负载端的检测装置来提供了,这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差,增加了整个系统的定位精度。
如果对电机的速度、位置都没有要求,只要输出一个恒转矩,当然
是用转矩模式。
专注下一代成长,为了孩子
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馬達
傳動機構
控制裝置
驅動器
伺服原理(驅動器)
控制系統的構成(3/3)
◎全閉迴路控制(FULL-CLOSE LOOP) 利用光學尺等位置檢出器,直接將物體的位移量隨時的回 授到控制系統。
傳動機構
馬達
回授信號
位置檢出器(光學尺)
控制裝置
驅動器
伺服原理(驅動器)
※依據不同的控制系統之需求,在驅動 器中有三種控制模式可供選擇 扭矩控制 速度控制
伺服原理(驅動器)
控制系統的構成(1/3)
◎開迴路控制(OPEN LOOP) 由控制器輸出指令訊號,用來驅動馬達依指令值位移並且 停止在所指定的位置。
馬達
傳動機構
控制裝置
驅動器
伺服原理(驅動器)
控制系統的構成(2/3)
◎半閉迴路控制(SEMI-CLOSE LOOP) 將位置或速度檢出器,裝置於馬達軸上以取得位置迴授信 號及速度回授信號。
速度迴路 Kp Kiwk.baidu.com
位置比例Gain
當機械剛性高 --> Kv可調小 當機械剛性低 --> Kv可調大
伺服原理(驅動器)
常用參數設定說明(5/6)
位置比例增益(Kp)
位置比例增益依馬達轉子慣量值調整 調整原則:在馬達停止時不震動的範圍內,調高Kp。
當馬達轉子慣量大 或 機構剛性高
-->Kp可調高-->定位剛性大
伺服原理(驅動器)
常用參數設定說明(6/6)
伺服馬達與 伺服驅動器之間的回授LOOP(2/4)
2、電流LOOP 伺服馬達在驅動時由於負載的關係 而產生扭矩的緣故,使得流進馬達 的電流增大,一旦流進馬達的電流 過大時會造成馬達燒毀的情形。為 防止此一情形發生,在馬達的輸出 位置加入電流感測裝置,當馬達電 流超過一定電流時,切斷伺服驅動 器以保護馬達。
伺服原理(驅動器)
位置控制
位置指令輸入方式
CCW/CW 脈衝列
A/B相位 脈衝列
Pulse+Dir
依據輸入的脈波數目、達到 控制馬達定位的目的。
伺服原理(驅動器)
位置控制
CCW/CW 脈衝列
CCW
PP PN DP DN
CW
伺服原理(驅動器)
位置控制
A/B相位 脈衝列
CCW
PP PN DP DN
電子齒輪比
在位置控制時,可將指令脈波以分子及分母比值方式加 以放大解析或分周,而電子齒輪比和指令脈波的關係式 如下:
Pi ×G = N ×Pe ×4
Pi =輸入指令脈波數 G =電子齒輪比 N =馬達轉速 Pe=編碼器脈波數
伺服原理(驅動器)
組成伺服系統試運轉時Gain調整順序
確定控制迴路
位置迴路 先調整速度迴路Kp,Ki
位置控制
伺服原理(驅動器)
扭矩控制
扭矩指令輸入範圍
0 ~ ±10V【正電壓->CCW扭力】 0 ~ 額定扭力
依據輸入電壓的大小、達到 控制馬達輸出扭力的目的。
伺服原理(驅動器)
速度控制
速度指令輸入範圍
0 ~ ±10V【正電壓->CCW回轉】 0 ~ 額定轉速
依據輸入電壓的大小、達到 控制馬達輸出轉速的目的。
回生電阻保護 為了保護驅動器內部回生阻抗不受燒毀, 可在平均容許電力及所使用阻抗值關係式 下設定其保護水準。計算式如下:
設定值(﹪)=
阻抗值(Ω)×平均容許電力值(W)×100
133225
伺服原理(驅動器)
常用參數設定說明(3/6)
速度比例增益(Kp)
速度比例增益依馬達轉子慣量值調整 調整原則:在馬達運動時不震動的範圍內,調高比例增益。 速度比例增益大 ---> 伺服系統愈安定
伺服原理(驅動器)
伺服馬達與 伺服驅動器之間的回授LOOP(3/4)
3、速度LOOP 此LOOP是用來檢測馬達的旋轉速度 是否依照指令旋轉之用,相對於控制 裝置所提供之指令,速度LOOP控制 馬達的旋轉速度。
伺服原理(驅動器)
伺服馬達與 伺服驅動器之間的回授LOOP(4/4)
4、位置LOOP 此LOOP是用來檢測由控制器所輸出 位置控制指令之後,伺服馬達是否移 動至指令位置。相對於位置指令值, 當檢測值過大或過小時,控制伺服馬 達移動其誤差值的部份,達到定位之 目的。
CW
伺服原理(驅動器)
位置控制
Pulse+Dir
CCW
PP PN DP DN
CW
伺服原理(驅動器)
常用參數設定說明(1/6)
控制模式設定
扭矩控制 速度控制 位置控制
位置指令輸入方式 CW/CCW A/B Phase Pulse/Dir
依照不同的控制器來設定控制器的控制方式
伺服原理(驅動器)
常用參數設定說明(2/6)
速度比例增益調整和機械剛性關係
Kp=
(馬達轉子慣量+負載轉子慣量)×100
馬達轉子慣量
伺服原理(驅動器)
常用參數設定說明(4/6)
速度積分增益(Kv)
速度積分增益依馬達剛性調整 調整原則:在馬達運動時不震動的範圍內,調低比例增益。 速度積分增益小 ---> 負載運動追蹤性愈好
速度積分增益調整和機械剛性關係
伺服原理(驅動器)
伺服馬達與 伺服驅動器之間的回授LOOP(1/4)
1、磁極LOOP AC伺服馬達的轉子由於是磁極的緣故, 在所在的位置時,如果無法檢測出磁場 的N極及S極的話,將無法提供磁場給馬 達,因此利用馬達後面的解碼器(Encoder) 檢測其磁極,再依檢測出的磁極,提供磁極 給馬達。
伺服原理(驅動器)