伺服系统控制器从单轴到多轴
伺服控制系统(设计)
第一章伺服系统概述伺服系统是以机械参数为控制对象的自动控制系统。
在伺服系统中，输出量能够自动、快速、准确地尾随输入量的变化，因此又称之为随动系统或者自动跟踪系统。
机械参数主要包括位移、角度、力、转矩、速度和加速度。
近年来，随着微电子技术、电力电子技术、计算机技术、现代控制技术、材料技术的快速发展以及机电创造工艺水平的逐步提高，伺服技术已迎来了新的发展机遇，伺服系统由传统的步进伺服、直流伺服发展到以永磁同步机电、感应电机为伺服机电的新一代交流伺服系统。
目前，伺服控制系统不仅在工农业生产以及日常生活中得到了广泛的应用，而且在许多高科技领域，如激光加工、机器人、数控机床、大规模集成电路创造、办公自动化设备、卫星姿态控制、雷达和各种军用武器随动系统、柔性创造系统以及自动化生产线等领域中的应用也迅速发展。
1.1 伺服系统的基本概念1.1.1 伺服系统的定义“伺服系统”是指执行机构按照控制信号的要求而动作，即控制信号到来之前，被控对象时静止不动的；接收到控制信号后，被控对象则按要求动作；控制信号消失之后，被控对象应自行住手。
伺服系统的主要任务是按照控制命令要求，对信号进行变换、调控和功率放大等处理，使驱动装置输出的转矩、速度及位置都能灵便方便的控制。
1.1.2 伺服系统的组成伺服系统是具有反馈的闭环自动控制系统。
它由检测部份、误差放大部份、部份及被控对象组成。
1.1.3 伺服系统性能的基本要求1 )精度高。
伺服系统的精度是指输出量能复现出输入量的精确程度。
2 )稳定性好。
稳定是指系统在给定输入或者外界干扰的作用下，能在短暂的调节过程后，达到新的或者恢复到原来的平衡状态。
3 )快速响应。
响应速度是伺服系统动态品质的重要指标，它反映了系统的跟踪精度。
4)调速范围宽。
调速范围是指生产机械要求机电能提供的最高转速和最低转速之比。
5 )低速大转矩。
在伺服控制系统中，通常要求在低速时为恒转矩控制，电机能够提供较大的输出转矩；在高速时为恒功率控制，具有足够大的输出功率。
伺服系统
加减速时间设定
加减速用加减速时间的长短来设定，加减速时间越短，速度变化大， 系统易引起振荡；反之，系统的响应性变慢。加减速有线性加减速和指 数加减速。在线性加减速中，加速度有突变，应根据负载惯量核算最大 可达到的加速度，从而确定加速到最大速度所需要的时间；在指数加减 速中，加速度变化无突变，速度变化平稳，必须设定加减速总时间和加 减速升降速时间。
以移动部件的位置和速度作为控制量的 自动控制系统。
伺服系统
伺服系统组成
机电一体化技术
伺服系统组成
位置控制 + 位置控制 调节器 — 速度控制
+
—
--
位置 指令
速度控制 调节器
功率 驱动
机械传动机构
实际速度反馈 速度检测 电机 实际位置反馈 位置检测
伺服系统
伺服系统组成
机电一体化技术
基本工作原理
伺服系统
伺服系统参数
机电一体化技术
v、a v a
v、a
v
a
O t O
ta
t1
ta
t2
t
线性加减速
指数加减速
伺服系统
伺服系统参数
机电一体化技术
阻尼
运动中的机械部件易产生振动，其振幅取决于系统的阻尼和固有频率， 系统的阻尼越大，振幅越小，且衰减越快。运动副（特别是导轨）的摩擦阻 尼占主导地位，实际应用中一般将摩擦阻尼简化为粘性摩擦阻尼。系统的粘 性摩擦阻尼越大，系统的稳态误差越大，精度越低。对于质量大、刚度低的 机械系统，为了减小振幅，加速衰减。可增大粘性摩擦阻尼。
位置检测装置将检测到的移动部件的实 际位移量进行位置反馈，与位置指令信号进 行比较，将两者的差值进行位置调节，变换 成速度控制信号，控制驱动装置驱动伺服电 动机以给定的速度向着消除偏差的方向运动，
伺服电机的控制方式和运动控制系统
伺服电机的控制方式和运动控制系统伺服电机是一种能够根据控制信号精确地控制旋转角度、转速和位置的电机，广泛应用于工业自动化领域。
在实际应用中，为了使伺服电机能够实现精准的控制，需要配合合适的控制方式和运动控制系统。
下面将介绍伺服电机的控制方式和运动控制系统。
一、伺服电机的控制方式1. 位置控制位置控制是指通过控制伺服电机的旋转角度或线性位置来控制工件或设备的位置。
在位置控制中，通常需要通过编码器等反馈装置实时监测伺服电机的位置，从而调整控制信号，使电机按照设定的位置参数进行运动。
2. 速度控制速度控制是指通过控制伺服电机的转速来实现控制目标。
通过调节电机的输入电压、电流或脉冲信号，可以实现对电机转速的精准控制。
速度控制广泛应用于需要稳定速度输出的场合，如汽车行驶控制、风机调速等。
3. 力矩控制力矩控制是指通过控制伺服电机的输出扭矩来实现对负载的力矩控制。
在一些需要对工件施加精确力矩的场合，如加工中心、机器人等，力矩控制是非常重要的控制方式。
二、运动控制系统1. 传感器传感器是运动控制系统中的重要组成部分，用于实时监测电机的位置、速度、力矩等参数。
常用的传感器包括编码器、霍尔传感器、压力传感器等，它们可以将实时采集到的数据反馈给控制系统，实现对电机的闭环控制。
2. 控制器控制器是指控制电机运动的核心部件，根据传感器反馈的数据计算出控制信号，并输出给伺服电机，以实现对其位置、速度或力矩的精准控制。
控制器通常可分为单轴控制器和多轴控制器，用于不同数量的电机同时运动的控制。
3. 运动控制算法运动控制算法是指控制系统中用于计算控制信号的算法，包括位置环控制、速度环控制、力矩环控制等。
运动控制算法的设计和优化对系统的性能和稳定性有重要影响，需要根据具体的应用场景选择合适的算法。
综上所述，伺服电机的控制方式和运动控制系统是伺服系统中至关重要的组成部分，直接影响到系统的性能和稳定性。
通过选择合适的控制方式和运动控制系统，可以实现对伺服电机的精准控制，满足不同应用场景的需求。
伺服的历史以及发展
伺服的历史以及发展添加时间：2008-8-22 14:40:42浏览次数：652来源：本站1．历史的角度看电机发展1800 年伏特发明电池，是电气出现的开端，电动机的诞生和发展在这之后可以分成几个阶段。
从1820 年一直到整个19 世纪末叶，发现了电磁现象以及相关的各种法则，诞生了交流电机的原型，并确立了电机的工业运用。
从20 世纪开始一直到1970 年代，是电动机的成长和成熟期，有刷直流电机、感应电动机、同步电动机和步进电动机等各种电机相继诞生，半导体驱动技术和电子控制概念引入，带来变频驱动的实用化。
从1970年代到20 世纪末期，计算技术的飞跃发展为发展高性能驱动带来了机会，随着设计、评价、测量、控制、功率半导体、轴承、磁性材料、绝缘材料、制造加工技术的不断进步，电动机本体经历了轻量化、小型化、高效化、高力矩输出、低噪音振动、高可靠、低成本等一系列变革，相应的驱动和控制装置也更加智能化和程序化。
进入21 世纪，在以多媒体和互联网为特征的信息时代，电动机和驱动装置继续发挥支撑作用，向节约资源、环境友好、高效节能运行的方向发展。
永磁无刷直流电机（Brushless DC Motor）就是随着永磁材料技术、半导体技术和控制技术的发展而出现的一种新型电机。
无刷直流电机诞生于20 世纪50 年代，并在60 年代开始用于宇航事业和军事装备，80 年代以后，出现了价格较低的钕铁硼永磁，研发重点逐步推广到工业、民用设备和消费电子产业。
本质上，无刷直流电机是根据转子位置反馈信息采用电子换相运行的交流永磁同步电机，与有刷直流电机相比具有一系列优势，近年得到了迅速发展，在许多领域的竞争中不断取代直流电机和异步电动机。
进入90 年代之后，永磁电机向大功率、高功能和微型化发展，出现了单机容量超过1000KW，最高转速超过300000rpm，最低转速低于0.01rpm，最小体积只有0.8x1.2mm 的品种。
实际上，永磁无刷直流电机和本文重点论述的永磁交流伺服电机都属于交流永磁同步电机。
欧姆龙 SERVO鼠笼式电机变频伺服控制器 说明书
Cat No.OEZ-DSCO0101SERVO 鼠笼式电机变频伺服控制器操作手册欧姆龙（中国）有限公司DRAGONOMRON注意事项安全注意事项● 接地端子（E：标牌中的标记）一定要可靠地接地。
未接地的情况下，有可能造成触电、误动作 的可能； 2 （请使用 2MM 以上的电线将装置电源端子台上的（E）端子接地） ● 请使用规定的电源电压，本系列的控制器使用单相 AC220V 电源电压； ● 对伺服控制器的安装、拆卸要在切断电源 5 分钟以后，并确认了 P-N 端子间的电压在 24V 以下 时再进行。
否则会造成触电、故障、误动作。
运行中要注意的键盘操作要点● 修改 QMCL 参数、用户参数时，不要超出规定的范围；否则，会由于误动作而造成装置的损坏和 事故； ● 请由熟悉 QMCL 参数、用户参数的内容及操作方法的技术人员进行参数修改的操作； ● 不要改变 QMCL 参数 NO.71（码盘补偿）的设定；否则，会由于误动作而造成装置的损坏和事 故；请根据电机与码盘的脉冲数设定该项参数。
DRAGON 伺服控制器外形欧姆龙（中国）有限公司1DRAGONOMRON目第一章、硬件部分 1．1 伺服控制器的功能和特点 1．2 伺服控制器型号、外形尺寸 1．3 三相鼠笼式变频感应电机的参数 1．4 伺服控制器技术规格表 1．5DRAGON 伺服控制器各部分说明 1．6 伺服控制器的信号端说明 1．7 关于 CPU 的电池 1．8 关于伺服控制器控制主板上的跳线开关 1．9 开关量输入/输出检查、编码器输入检查 第二章、软件部分 2．1 伺服控制器的运行 2．2 伺服控制器的程序 2．3 系统参数及用户参数 2．4QMCL 语言祥解 2．5 编程中的注意事项 第三章、伺服控制器操作流程 3．1 操作流程 3．2 快速操作说明录3 4 5 6 7 9 9 9 1011 12 14 27 3436 37第四章、应用例子 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 39 第五章、故障分析 5．1 故障信息 5．2DRAGON 系列伺服控制器的保护功能 5．3 故障分析 第六章、维护及检修 6．1 维护、检修 6．2 故障预防40 40 4142 42欧姆龙（中国）有限公司2DRAGONOMRON第一章、硬件部分1-1 伺服控制器的功能和特点 1．1．1 简介 DRAGON 系列伺服控制器是鼠笼式电机变频伺服控制器，可对鼠笼式电机的位置、 转速、加减速和输出转矩通过编程方便地进行控制。
机电设备中伺服系统作用探析
应用 。
２伺服 驱动产 品概况 由于伺服驱动产品在工业生产 中的应用 十 分广泛 ， 市场上 的相关 产品种类很 多 ， 从普通 电 机 、 电机 、 电机 、 器 、 控制到 运 变频 伺服 变频 伺服 动控制器、 单轴控制器、 多轴控制器、 可编程控 制器 、上位控制单元乃至车 间和 厂级 监控工作 站等一 直俱全。 ２ 伺服 电机 ． １ 随着永磁材料制造工艺的不断完善 。新一 代 的伺 服 电机 大都 采 用 了最新 的 Ｎ ２ ｅ４ ｌ ｄ Ｆ １ｂ （ 铁硼 ） ， 材料的剩余磁密 、 力和最 铷 材料 该 矫顽 大磁能积均好于其他永磁材料 ， 再加 上合理 的 磁极 、 磁路及 电机结构设计 ， 大大地提 高 了电机 的性能 ， 同时又缩小 了电机的外形尺寸 。 新—代
的伺 服 电机大都 采用 了新 型 的位 置编 码器 ， 这 种 位 置 编码 器 的信 号 线数 量 从 ９根减 少 到 ５ 根 ， 持增量型和绝对值 型两种类型 ， 速 并支 通信 率 达 ４ ／ 通 信 周期 为 ６Ｓ ａ数 据 长度 为 １ Ｍｓ ， ２ｐ ， ｓ ２ 位， 编码 器分 辨率 为 ２ｂｈｖ 即每转 生成 １０ ０ｉ－ ， ｔｅ ０ 万 个脉 冲 ， 最高转 速 达 ６０ ｄ ｉ， ０ ０ｍｎ编码 器 电 源 电流仅为 １ｌ 。 ６ Ａ 伺服 电机按 照容量 可以分 为超 ｘ 小 型 （ Ｉ Ｉ ）小 容量 型 、 ＭＮ 型 、 中容量 型和 大容 量 型 。超小 容量型 的功率范 围为 １Ｗ 到 ２ Ｗ， ０ ０ 小 容量 型的功率范围为 ３ Ｗ－５Ｗ，中容量型 的 ０ ７０ 功 率范 围为 ３０ １Ｋ ，大容量 型的功率 范 ０Ｗ～５ Ｗ 围为 ２Ｋ ５ Ｋ ２ Ｗ－５ Ｗ。伺服 电机 的供电电压范 围 从 ｉｏ －ｏ ｖ ￣ 相 ） ｏ ｖ－ ｏ （ ４ 。 ２ ２伺服控制单元 为了提高产品的性能 ，新一代 的伺服控 制 器采 用了多种新技术 、 新工 艺 ， 主要体现在 以下
机器人伺服系统详解(组成-原理框图-执行元件-发展趋势)
机器人伺服系统详解（组成/原理框图/执行元件/发展趋势）若说当下的热门科技，机器人绝对算一个。
机器人作为典型的机电一体化技术密集型产品，它是如何实现运作的呢？
机器人的控制分为机械本体控制和伺服机构控制两大类，伺服控制系统则是实现机器人机械本体控制和伺服机构控制的重要部分。
因而要了解机器人的运作过程，必然绕不过伺服系统。
伺服系统
伺服系统是以变频技术为基础发展起来的产品，是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。
伺服系统除了可以进行速度与转矩控制外，还可以进行精确、快速、稳定的位置控制。
广义的伺服系统是精确地跟踪或复现某个给定过程的控制系统，也可称作随动系统。
狹义伺服系统又称位置随动系统，其被控制量（输出量）是负载机械空间位置的线位移或角位移，当位置给定量（输入量）作任意变化时，系统的主要任务是使输出量快速而准确地复现给定量的变化。
伺服系统的结构组成
机电一体化的伺服控制系统的结构、类型繁多，但从自动控制理论的角度来分析，伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节等五部分。
伺服系统组成原理框图
1、比较环节
比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号的环节，通常由专门的电路或计算机来实现。
2、控制器
控制器通常是计算机或PID（比例、积分和微分）控制电路，其主要任务是对比较元件输。
如何通过伺服系统实现多轴控制
如何通过伺服系统实现多轴控制伺服系统是一种常用于实现多轴控制的技术，它能够准确控制多个电机坐标轴的运动。
在工业自动化领域中，伺服系统广泛应用于机床、机器人、自动化生产线等设备中。
本文将介绍如何通过伺服系统来实现多轴控制。
一、伺服系统概述伺服系统是指由伺服电机、位置传感器、控制器和运动控制算法组成的控制系统。
伺服电机是通过传感器来测量电机的位置，并将位置信号传回给控制器。
控制器利用这些位置信号进行计算，然后输出控制电压来控制电机的运动。
通过对伺服电机的精确控制，可以实现准确、高速、高精度的多轴控制。
二、伺服系统的工作原理伺服系统的工作原理可以分为三个步骤：反馈、比较和控制。
首先，位置传感器测量电机的实际位置，并将位置信号反馈给控制器。
接下来，控制器将实际位置信号与期望位置信号进行比较，计算出控制误差。
最后，控制器根据误差值输出控制信号，使得电机按照期望位置进行运动。
伺服系统的控制算法主要包括位置控制、速度控制和力控制。
位置控制是指通过控制电机的位置来达到期望位置。
速度控制是指通过控制电机的转速来达到期望速度。
力控制则是通过控制电机的扭矩来达到期望力。
三、伺服系统的多轴控制在实际应用中，常常需要控制多个轴的运动。
通过伺服系统，可以实现多轴之间的协调运动。
多轴控制主要包括点位控制、直线插补和圆弧插补。
1. 点位控制点位控制是指控制多个轴同时到达预定位置的控制方法。
在点位控制中，每个轴都有独立的位置控制器。
通过控制器对每个轴的位置进行计算和调整，可以实现多轴同时到达所需位置。
2. 直线插补直线插补是指通过控制多个轴的协同运动，实现直线路径的控制方法。
在直线插补中，每个轴按照给定的速度和加速度进行调整，以保持运动的平滑性和精度。
3. 圆弧插补圆弧插补是指通过控制多个轴的协同运动，实现圆弧路径的控制方法。
在圆弧插补中，通过控制器对多个轴的速度和位置进行调整，使得轴能够按照给定的半径、角度和方向进行协同运动。
新型AC伺服电机／驱动器技术特征与应用
本 文以 Ｓ Ａ Ｔ Ｔ Ｐ Ｃ Ｍ Ｒ Ｓ Ｅ ２Ａ
伺服电机／ 驱动器为例进行阐述。
警／ 维护环节中的数控单元可使驱动器的
异常监视更简单。而图 ７ 中的Ａ Ｃ伺服电
１ 。概 况
该Ａ Ｃ伺服电机／ 驱动器解决了从设
机／ 驱动器Ｓ Ｒ Ｓ Ｅ ２ ＭＡ Ｔ Ｔ Ｐ 系列又可利用
伺
一
研发部 经理 。
，
图７ 中红箭头所示的参数设定／ 编程
型的Ａ Ｃ伺服 电机 ／ 驱动器更加小巧，与 同类产品相比设置面积削减了５ ％。Ａ ２ Ｏ
的环节使用了灵巧的（ 功能块） 程序库使
的关键技术之一，在国内外普遍受到关
编程更简单， 而数据编辑／ 监控环节，利
用运动控制工具包（ Ｘ Ｄ ｉ 型） Ｃ — ｖ ｒ ｅ 可进行 伺服电机的参数编辑、 监控和保存， 其报
及移动量以模拟量来输入 的方式。而指
它有保持２ 种转矩 ｆ ３中Ａ Ｂ 见图 和 ）
限制值的功能， 在挤压成型、 部件插入等
应用中， 可以切换转矩使用， 达到改变推 动力的目的， 见图３ 所示。
通 过 适
令控制模式切换， 可以在位置、 速度、转 矩控制中，选择两种控制模式切换使用。
Ｆ 整合的运动控制工具包对驱动器进行 Ａ
维护。
计到安装、调整启动、 运行、维护各阶段
的技术 问题 ． 别是提供 了整个装置 的开 特
发平台 从而使 Ｐ Ｃ的控制可通过功能 Ｌ
２ 主要 特征 。
（） 灵 巧 １
块变得更加简单。而针对包括 Ｐ Ｃ在内 Ｌ
的元器件的连接与设定及编程的Ｆ 工 Ａ（
其绝对值输出是指控制器通电后， 控制器 读取驱动时绝对位
AC伺服拧紧系统说明-Z40系列
PR0606:SNUG TRQ
准进行角度控制。根据扭矩变化率稳定的区
PR0605:ANG START TRQ
间内的扭矩变化数据，来求出假想的角度起
点，并由这个假想的角度起点开始，以目标 角度为基础演算出追加拧紧的角度进行拧 紧。停止后判定扭矩和角度是否在设定的范 围内。
Virtual angle start point
（12） 螺栓（品质）检知功能：通过对设定区间扭矩变 化的监视可检测出螺栓加工品质不良（毛刺、变 形、打滑等），提高拧紧质量。
（13） 复制备份功能：对于已设定的程序可进行复制和 备份，快速完成各轴的同时设定以及在程序丢失
Estic China Corp. (ECC)
5
Z40 系列 AC 伺服拧紧系统说明
Torque
PR0603:UPPER TRQ
PR0606:SNUG TRQ
PR0604:LOWER TRQ
PR0610:TARGET T/R (Selection unit/deg)
PR0605:ANG START TRQ
Yield point OK range
PR0611:T/R2 FILTER ANG
S enior connection cable
N etw ork C able
M AX. 31 A xis
N ET Term inal C onnector
D isplay connection cable
本系统为一轴一控制的对应方式，出现故障时可迅速查找排除； 一一对应的电缆接头避免了在维修和更换过程中的误连接。
Local Net
MAX 31Spindles
Management Software Data Logger Software
步进电机控制器--说明书
电机,伺服电机可编程控制器AKS-01Z使用说明一、系统特点●控制轴数：单轴；●指令特点：任意可编程（可实现各种复杂运行：定位控制和非定位控制）；●最高输出频率：40KHz(特别适合控制细分驱动器)；●输出频率分辨率：1Hz；●编程条数：99条；输入/1234、5、6一表示按键。
后面板图及信号说明：后面板图为接线端子，包括：1、CP、CW、OPTP为步进电机驱动器控制线，此三端分别连至驱动器的相应端，其中：CP————步进脉冲信号CW————电机转向电平信号OPTO————前两路信号的公共阳端CP、CW的状态分别对应面板上的指示灯2、启动：启动程序自动运行，相当于面板上的启动键。
3、停止：暂停正在运行的程序，相当于面板上的停止键，再次启动后，程序继续运行。
4、A操作和B操作是本控制器的一大特点：对于步进电机，我们一般进行定量定位控制，如控制电机以一定的速度运行一定的位移这种方式很容易解决，只需把速度量和位移量编程即可。
但还有相当多的控制是不能事先定位的，例如控制步进电机从起始点开始朝一方向运行，直到碰到一行程开关后停止，当然再反向运行回到起始点。
再例如要求步进电机在两个行程开关之间往复运行n次，等等。
在这些操作中，我们事先并不知道步进电机的位移量的具体值，又应当如何编程呢？本控制器利用：“中断操作”，我们称之为“A操作”和“B操作”。
以“A操作”为例，工作流程为：当程序在运行时，如果“A操作”又信号输入，电机作降速停止，程序在此中断，程序记住了中断处的座标，程序跳转到“A操作”入口地址所指定的程序处运行程序。
5、输入1和输入2通过开关量输入端。
6、输出1、输出2和输出3通过开关量输出端。
7、C OM+、COM—输入输出开关量外部电源，本电源为DC12V/0.3A,COM+为正端，COM—为负端，此电源由控制器内部隔离提供。
8、成后按参数分两行显示，第一行显示参数的名称，第二行显示参数数据。
参数修改方式：进入参数设定状态后，首先显示第一行[JF-------]。
【雷赛智能头条】伺服系统组成、概述与控制原理（三环控制）
【雷赛智能头条】伺服系统组成、概述与控制原理（三环控制）伺服系统既可以是开环控制方式，也可以是闭环控制方式。
本文按后者叙述。
一、伺服系统简述伺服系统（servomechanism）指经由闭环控制方式达到对一个机械系统的位置、速度和加速度的控制。
一个伺服系统的构成包括被控对象、执行器和控制器（负载、伺服电动机和功率放大器、控制器和反馈装置）。
1.执行器的功能在于提供被控对象的动力，其构成主要包括伺服电动机和功率放大器，伺服电动机包括反馈装置如光电编码器、旋转编码器或光栅等（位置传感器）。
2.控制器的功能在于提供整个伺服系统的闭环控制如转矩控制、速度控制、位置控制等，伺服驱动器通常包括控制器和功率放大器。
3.反馈装置除了位置传感器，可能还需要电压、电流和速度传感器。
下图为一般工业用伺服系统的组成框图，其中红色为伺服驱动器组成部分，黄色为伺服电机组成部分。
“伺服”——词源于希腊语“奴隶”的意思。
人们想把“伺服机构”当成一个得心应手的驯服工具，服从控制信号的要求而动作：在讯号来到之前，转子静止不动；讯号来到之后，转子立即转动；当讯号消失，转子能即时自行停转。
由于它的“伺服”性能，因此而得名——伺服系统。
二、常用参数1、伺服电机铭牌参数1.法兰尺寸2.电机极对数3.电机额定输出功率4.电源电压规格：单相/三相5.电机惯量：分为大、中、小惯量，指的是转子本身的惯量，从响应角度来讲，电机的转子惯量应小为好；从负载角度来看，电机的转自惯量越大越好6.电机出轴类型：键槽、扁平轴、光轴、减速机适配…7.电机动力线定义：U: RED V：BLACK W: WHITE8.额定转速9.编码器线数：2500/1250/1000/17B/20B法兰是轴与轴之间相互连接的零件，用于管端之间的连接。
2、伺服驱动器铭牌参数1.额定输出功率2.电源电压规格3.编码器线数3、伺服系统的性能指标1.检测误差：包括给定位置传感器和反馈位置传感器的误差，传感器本身固有，无法克服；2.系统误差：系统类型决定了系统误差。
伺服系统工作原理解读
第一部分：伺服系统的工作原理伺服系统(servo system)亦称随动系统，属于自动控制系统中的一种，它用来控制被控对象的转角(或位移)，使其能自动地、连续地、精确地复规输入指令的变化规律。
它通常是具有负反馈的闭环控制系统，有的场合也可以用开环控制来实现其功能。
在实际应用中一般以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，例如数控机床等。
使用在伺服系统中的驱动电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量较大等特点，这类专用的电机称为伺服电机。
其基本工作原理和普通的交直流电机没有什么不同。
该类电机的专用驱动单元称为伺服驱动单元，有时简称为伺服，一般其内部包括转矩（电流）、速度和/或位置闭环。
其工作原理简单的说就是在开环控制的交直流电机的基础上将速度和位置信号通过旋转编码器、旋转变压器等反馈给驱动器做闭环负反馈的PID调节控制。
再加上驱动器内部的电流闭环，通过这3个闭环调节，使电机的输出对设定值追随的准确性和时间响应特性都提高很多。
伺服系统是个动态的随动系统，达到的稳态平衡也是动态的平衡。
全数字伺服系统一般采用位置控制、速度控制和力矩控制的三环结构。
系统硬件大致由以下几部分组成：电源单元；功率逆变和保护单元；检测器单元；数字控制器单元；接口单元。
相对应伺服系统由外到内的"位置"、"速度"、"转矩" 三个闭环，伺服系统一般分为三种控制方式。
在使用位置控制方式时，伺服完成所有的三个闭环的控制。
在使用速度控制方式时，伺服完成速度和扭矩（电流）两个闭环的控制。
一般来讲，我们的需要位置控制的系统，既可以使用伺服的位置控制方式，也可以使用速度控制方式，只是上位机的处理不同。
另外，有人认为位置控制方式容易受到干扰。
而扭矩控制方式是伺服系统只进行扭矩的闭环控制，即电流控制，只需要发送给伺服单元一个目标扭矩值，多用在单一的扭矩控制场合，比如在小角度裁断机中，一个电机用速度或位置控制方式，用来向前传送材料，另一个电机用作扭矩控制方式，用来形成恒定的张力。
伺服系统介绍 ppt
USB A型
USB mini-B型
USB A型
USB B型
采用运动控制器连接
MR-J3-B型 无需对每根轴进行电缆替换：
多轴参数、多轴显示器
ＳＳＣＮＥＴⅢ
参数统一管理
MR-Configurator和MT-Developer的兼容性提高
多轴参数设定
通过MT-Developer图标启动 MR-Configurator
高性能伺服网络
基于光纤通信方式的50Mbps高速通信 高精度同步系统
快速响应 通信周期 最快0.44ｍｓ
使用MR-J3 系统达到最佳机械性能
◎高性能 ＳＳＣＮＥＴⅢ ◎基本性能
・900Hz 响应速度 ・利用高级控制抑制机器振动 ◎ＨＦ 系列马达 ・低幅度摆动力矩 ・高速 / 大扭矩 ・262144p/rev ABS 标准编码器 ◎ＭＲ-Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｏｒ （伺服设置软件） ・功能更强，操作更方便 ・可以用MT-Developer进行操作
· MR-J2S-B的特点
SSCNETⅡ高速串行总线连接型，指令传输速度为10Mbps 可连接支持SSCNET网络的控制器实现高速复杂精确动作
Q系列定位模块QD75M Q172/173CPU运动控制器 连接方便，便于设备安装调试 集成的控制器软件，方便系统进行参数和定位数据设置
· SSCNET与传统接线方式比较
0
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到位
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4
4.5
5
time[sec]
1000
机器位置 ¬ x w ß [rad/s]
פ ÄÞÙ°Ì ß[um]
基于EtherCAT的高性能交流伺服控制系统设计分析
基于EtherCAT的高性能交流伺服控制系统设计分析发布时间：2021-06-23T05:50:28.176Z 来源：《当代教育家》2021年9期作者：翟红云莫毅[导读] 伺服控制系统在现代的机械运动系统中起到了很重要的执行功能，同时伺服控制系统的性能也决定了整体机械系统的性能强度。
广西工业职业技术学院摘要：伺服控制系统在现代的机械运动系统中起到了很重要的执行功能，同时伺服控制系统的性能也决定了整体机械系统的性能强度。
现阶段，新的高性能伺服系统，大多采用了永磁同步电机全数字伺服系统，电子轴转动能够代替传统的机械轴转动，并可以利用工业以太网，同时控制多台电动机运行。
EtherCAT技术突破了传统以太网的瓶颈，能够让伺服系统的性能得到巨大提升，对此，本文对基于EtherCAT的高性能交流伺服控制系统进行了研究，并提出了一定的设计方式，以期达到提高伺服控制系统性能的目的。
关键词：EtherCAT；高性能；伺服控制系统前言：随着科技的进步，现代电子技术与交流驱动技术以及计算机信息技术都得到了飞速的发展，以往交流伺服控制系统中，对电机的控制是十分复杂的，同时性能也比较差，但这种问题已经随着新技术的发展逐渐得到了解决交流，伺服控制系统也在向着高性能方向转变，基于以太网的运动控制器在多方面，的机械设备运行中得到了广泛地使用，并且也能够让系统性能得到极大的提升。
1 基于EtherCAT的高性能交流伺服控制系统概述1.1 伺服运动控制系统伺服运动控制系统能够通过传输指令来对系统的运行动作进行控制，并做出相应的机械运动，通常而言，并不需要太大的功率，但是在制动方面需要满足频繁地切换，同时也要保证定位的精确程度，伺服运动控制系统被广泛运用在控制机器人、导航系统、自动机床等产业中。
位置伺服控制系统指的是将位置信号作为被控制的变量，当变量是速度信号时，该系统则为速度伺服控制系统[1]，在这个系统当中，速度指令会经常发生变化，这也意味着系统对变化的指令，必须能够快速反应，尽量缩短响应时间，同时系统也要有较高的抗干扰能力，从而保障运行的流畅性位置，伺服系统对设备的精确定位有着较高的要求，为了达到对速度的高要求，速度伺服控制也是不可缺少的一部分。
伺服系统的3个控制与3个环
伺服系统的3个控制与3个环伺服系统又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。
今天，让我们一起来详细了解伺服控制的3个控制方式和3个环控制。
1伺服系统组成（自上而下）控制器：PLC，变频器，运动控制卡等其他控制设备，也称为上位机；伺服驱动器：沟通上位机和伺服电机，作用类似于变频器作用于普通交流马达。
伺服电机：执行设备，接受来自驱动器的控制信号；机械设备：将伺服电机的圆周运动（或直线电机的直线运动）转换成所需要的运动形式；各类传感器和继电器：检测工业控制环境下的各种信号送给上位机或驱动器做为某些动作的判断标准。
2伺服控制方式三种控制方式：速度控制方式，转矩控制方式，位置控制方式。
速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的，位置控制是通过发脉冲来控制的。
▶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。
▶如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用速度或位置模式比较好。
▶如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。
▶如果本身要求不是很高，或者基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。
就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。
对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。
如果控制器本身的运算速度很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。
如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么做。
一般说驱动器控制的好坏，有个比较直观的比较方式，叫响应带宽。
当转矩控制或速度控制时，通过脉冲发生器给它一个方波信号，使电机不断的正转、反转，不断的调高频率，示波器上显示的是个扫频信号，当包络线的顶点到达最高值的70.7%时，表示已经失步，此时频率的高低，就能说明控制的好坏了，一般电流环能做到1000HZ 以上，而速度环只能做到几十赫兹。
双轴角度同步控制的实现与应用
Technological Innovation40双轴角度同步控制的实现与应用张宝伟（中国电子科技集团第四十一研究所，安徽 蚌埠 233006）摘要：工业现场中传统的单轴控制逐渐无法满足工业生产现状的需要，为节约成本，提高运行可靠性，采用多轴同步控制已成为发展趋势。
本文以某烟支包装线改进项目为应用背景，介绍了以伺服电机控制为基础的同步控制技术，实现了多轴的相位同步控制，经实际应用，很好的满足了现场的使用情况。
关键词：同步控制；伺服控制；PLC1 简介工业现场中传统的单轴控制逐渐无法满足工业生产现状的需要，为节约成本，提高运行可靠性，采用多轴同步控制已成为发展趋势。
实现多轴同步控制一般有两种方案：（1）采用单电机通过齿轮、连杆等机械结构来实现多轴驱动同步，但这种方法机械结构复杂，传动效率低、成本高且系统整个功率受限于电机功率，一般单电机适用于中小系统。
（2）采用多轴多电机控制根据需求加入反馈机制，组成闭环来实现多轴同步控制，多电机控制精度高、机械结构简单、控制难度大，适用于大中功率系统。
本文涉及的同步控制应用于某烟支包装线改进项目中，原烟支包装生产线引进于九十年代中期，缺少烟支断支、缺支、空头等相关检测，为提高烟支包装质量，降低工人劳动强度，对原烟支包装线增加相关检测，并增加烟支储烟库。
增加烟支存储库和相关检测后，若采用单电机控制，需对原烟支包装线主轴及传动系统进行重新设计，更换大功率电机，原机组结构改动大、难度高；采用增加从动轴与原机主轴进行相位同步控制的控制方案，原机主轴部分不需改动，只需增加从动轴、烟支存储及相关检测位即可，通过主轴与从动轴的同步控制即可保证烟支由从动轴的传输皮带准确进入主动轴的烟支包装处，实现烟支的准确传输。
因此同步控制中采用多轴同步的方案进行实现。
2 方案设计方案设计中涉及到的硬件主要包括：PLC、伺服电机及伺服控制器、绝对编码器等单元。
通过绝对值编码器采集原机主轴位置信息，将采集获得的位置信息作为伺服控制器的输入控制量，伺服控制器与编码器的数据通信采用HIPERFACE总线实现。
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伺服系统控制器从单轴到多轴伺服系统概述
伺服系统是一种能够控制特定输出的闭环系统。
它利用传感器反馈
来控制输出并保持其稳定性，并通过调整信号使其符合所需输出值。
伺服系统广泛应用于各种行业中，以实现高精度，高速度和高可靠性。
伺服系统通常由驱动器和控制器两部分组成，其中控制器用于控制驱
动器产生特定的运动控制。
单轴伺服系统
单轴伺服系统是最基本的伺服系统形式，其通常用于控制机械运动，例如包装机械和印刷机械。
伺服驱动器与电动机相连，接收控制信号
并输出电压和电流。
控制器接收传感器反馈信号并根据其输出控制信号，以控制电动机并实现所需的运动。
单轴伺服系统的优点是易于掌握和使用，实现成本较低，对于一些
简单的机械运动控制具有很强的适用性。
然而，单轴伺服系统也存在
很大的局限性，特别是在需要控制多轴系统时，使用单轴伺服系统会
面临很多挑战。
多轴伺服系统
多轴伺服系统是在单轴伺服系统的基础上发展而来的一种伺服系统
形式。
它由多个单轴伺服系统组成，能够同时控制多个电机并实现高
度复杂的机械运动控制。
多轴伺服系统需要使用更复杂的控制器和计
算机算法，并依赖于控制器的同步性和大量数据的传输。
多轴伺服系统的优点是可以控制多个电机和多种运动轨迹，可实现更复杂的机械运动控制，适用于需要高精度和高速度的运动。
然而，多轴伺服系统也存在一些挑战，例如控制器同步性和大量的数据传输可能会导致控制延迟或者数据错乱等问题。
此外，多轴伺服系统的成本也相对较高。
中央控制器
中央控制器是多轴伺服系统中的重要组成部分，它负责控制所有电机和协调它们之间的运动。
通常，中央控制器具有更大的处理能力，并能够控制更多的电机和外设。
中央控制器需要具备很高的同步性和数据处理能力，以确保多轴伺服系统的稳定性和可靠性。
总结
随着工业自动化的发展，伺服系统的应用越来越广泛，从单轴伺服系统到多轴伺服系统，其可以控制的运动方式也逐渐同步增加。
多轴伺服控制器由于其更为灵活、高效的控制方式，更加适用于需要高精度和高速度运动的场合。
虽然多轴伺服系统存在较高的技术门槛和成本，但其优越的性能和广泛的应用前景已经得到了越来越多的认可。