伺服系统概述PPT课件

第一节:伺服系统基本概述
从90年代开始，交流伺服驱动系统已走向数字 化，驱动系统中的电流环、速度环的反馈控制 已全部数字化，系统的控制模型和动态补偿均 由高速微处理器实时处理，增强了系统自诊断 能力，提高了系统的快速性和精度。
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伺服概念：
这是英文servo的谐音，念起来与外文的伺服发音 差不多。但伺服这个字就是“侍候”，就是非常 听话，让走到哪，就走到哪。
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随着微电子技术的迅速发展，加之交流伺服电动机材料、 结构及控制理论有了突破性的进展，80年代初期推出了 交流驱动系统，标志着新一代驱动系统的开始。
由于交流驱动系统（特点）保持了直流驱动系统的优越 性，而且交流电动机无需维护（交流伺服比直流伺服一 个显著的优点就是没有电剧及整流子，这样，它的磨损 部件减少，也减少了维修工作量），便于制造，不受恶 劣环境影响，所以目前直流驱动系统已逐步被交流驱动 系统所取代。
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2、速度环也称为中环，这个环是一个非常重 要的环，它的输人信号有两个：
一个是位置环的输出，做为速度环的指令信号 送给速度环；另一个由电动机带动的测速发电 机经反馈网络处理后的信息，做为负反馈送给 速度环。速度环的两个输人信号也是反相的。 一个是加，一个是减。
速度环的翰出就是电流环的指令输人信号。
第一节:伺服系统wk.baidu.com本概述
报替显示 西门子810系统的报警信息显示在显示器的
“报警行”上。“报警行”在屏幕的上面第二 行，如图所示。
报警行 的显示 位置
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西门子810系统报警显示有4种格式， l)格式一如图所示。这种格式适用于报警号
0…..39和，2000…..2999
但是随着科学技术的进步，人们不断从生产实 践中总结经验，一步一步找到了好的控制办法， 这就是三环结构。
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三环结构如图4-1所示。
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这三个环就是位置环、速度环、电流环。 1、位置环也称为外环，其输人信号是计算机
给出的指令和位置检侧器反馈的位置信号。这 个反馈是负反馈，也就是说与指令信号相位相 反。 指令信号是向位置环送去加数，而反馈信号是 送去减数。 位置环的输出就是速度环的输人。
机床的重要组成部分，产生进给脉冲的数控装 置是否能够以足够高的速度与精度进行计算， 关键在于数控伺服系统能以多高的速度与精度 去执行。
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如果说整个系统的可靠性主要取决于数控装置 的话，那么，驱动系统的性能，在较大程度上 决定了现代数控机床的性能，数控机床的最大 移动速度、定位精度等指标主要取决于驱动系 统及CNC位置控制部分的动态和静态性能。另 外，对某些加工中心而言，刀库驱动也可认为 是数控机床的某一伺服轴，用以控制刀库中刀 具的定位。
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使电动机获得一个与计算机指令相关的，并与电动机 位置、速度、电流相关的运行状态。这个运行状态满 足计算机指令的要求。
这三个环都是调节器，其中有时采用比例调节器， 有时采用比例积分调节器，有时还要用比例积分微分 调节器
关于位置反馈网络、速度反馈网络、电流反馈网络到 底是什么样子可以这么说，有时是非常简单的一个电 位器，或者是一个滤波电路，但有时确实是一个复杂 的逻辑关系。在这里不做详细的叙述。
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3、电流环也叫做内环，电流环也有两个输人 信号，一个是速度环抽出的指令信号；另一个
经电流互感器，并经处理后得到的电流信号， 它代表电动机电枢回路的电流，它送人电流环
也是负反馈。 电流环的输出是一个电压模拟信号，用它来控
制PWM电路，产生相应的占空比信号去触发 功率变换单元电路，
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当然，伺服系统的可靠性也很重要，因为随着 微机可靠性的提高，故障主要来自伺服系统。
数控机床的驱动系统主要有两种:进给驱动系统 和主轴驱动系统。从作用看，前者是控制机床 各坐标的进给运动，后者是控制机床主轴旋转 运动。
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概述：
不论是进给驱动系统还是主轴驱动系统，从电 气控制原理来分都可分为直流和交流驱动。直 流驱动系统在20世纪70年代初至80年代中期在 数控机床上占据主导地位，这是由于直流电动 机（特点）具有良好的调速性能，输出力矩大， 过载能力强，精度高，控制原理简单，易于调 整。
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4)格式四：。适用于报警号6000…6163(PLC 错误信息)和报警号7000---7063（PLC操作信 息)。
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通过以前的相关知识，我们知道数控机床由四 个基本部分组成，即控制介质、数控装置(或
计算机)、伺服系统和机床本体。 其中伺服系统是数控系统的执行部件，是数控
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2)格式二：这个格式适用于报警号000….1963
＊代表:“0”---第一轴，“1”~~第二轴，“2”~~第三轴， “3”~~~第四轴，“4”~~第五轴。
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3)格式三：这个格式适用于报警号2000--2999.(部分)和3000---3055(部分)。
在数控机床中，由计算机发出指令脉冲，让哪 一个驱动电动机拖着工作台动，这一台电动机就 动，而且这台电动机的运动速度、运动的距离， 完全按着计算机的指令行事，非常准确无误地完 成指令要求的任务。
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很显然，伺服系统所以能作到这一点，也是非 常不容易的。因为电动机拖着一个重量很重的 工作台，而且摩擦力随着季节、新旧程度、润 滑状态等因素而变化，控制了一个稳定速度， 精确定位，可以想象其难度之大。
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驱动总线
通讯 进给控制
速度控制
电流控制
转换器
Gating unit
驱动模块
电流测量传
电流实际值
感器
速度实际值
位置测量传 感器
位置实际值
通讯 ASIC
电机 M
1FT6
编码器 E
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伺服系统 的控制方 式 (a)开环控 制;(b）半 闭环控 制;(c)全闭 环控制。