直线电机应用以及伺服控制
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➢ 缺点： • 伺服控制和速度规划分开实现，无法用速度规划的信息做前馈控制，伺服响应较慢，单轴跟随误差大 • 各轴伺服控制分开实现，无法自动实现各轴伺服响应的匹配，得到高精度的轨迹控制。 • 无法补偿反向摩擦力 • 无法主动消除轨迹误差 • 无法进行耦合控制，实现高同步的龙门控制
减小单轴跟随误差对减小轮廓误差有作用，
– 中国大陆：大族、华嶺、维纳、同日等 – 中国台湾：Hiwin等 – 美国：Parker、Copley、GlenTek等 – 以色列：Elmo、Megafabs – 德国：西门子、路斯特（LST）等 – 日本：安川、松下等 – 新加坡：PBA
直线电机选型（引用华嶺机电资料）
• 直பைடு நூலகம்电机选型还要注意 – 温升（冷却） – 工作电流 – 行程
• 然后优化驱动器速度环
• 最后调整FSCUT4000的PID参 数，使用“PID自动调整”
• 自动调整时使用“高级自动 调整”，尽量使用高一些的 刚性等级
– 霍尔元器件（没有霍尔，上电需要驱动器 寻找磁场相序）
调试时与旋转电机注意：
• 电机类型选：直线电机
• 输入直线电机最大速度
• 没有霍尔的直线电机，sv on 时会来回动一下，以搜寻磁 场相序
• 把直线电机模型参数输入驱 动器（例如：电机电感、电 阻、最大平均电流、负载质 量等）
• 先优化驱动器电流环（一般 带宽可达到2000-3000HZ）
– 高精度：（无传动误差，高分辨率光栅尺，全闭环控制）定位 精度（±4um）、重复定位精度（±1um）
– 高速度：高达5m/s （300m/min） – 高加速度：可达5G
– 高刚性（动态响应快），直线电机系统的单轴跟踪误差比传统 旋转电机可以小10倍以上
– 无反向间隙
– 无磨损，寿命长
• 直线电机及驱动器相关品牌
但是也有很多限制。例如上图中，同时减小 XY的跟随误差后，其轮廓误差并没有明显减 少，反倒有可能增大。平且一味的减少单轴 跟随误差还有可能导致系统太灵敏而不稳定。
变增益交叉耦合控制： 以减小轨迹误差为目标的控制算法
Y
圆心（X0，Y0）
θ
R
P* (Rx，Ry)
Ey
ε
Ex
P
(Px，Py)
θ
X
• 直线电机优点（无铁芯无刷直线电机）
减小单轴跟随误差对减小轮廓误差有作用，
– 中国大陆：大族、华嶺、维纳、同日等 – 中国台湾：Hiwin等 – 美国：Parker、Copley、GlenTek等 – 以色列：Elmo、Megafabs – 德国：西门子、路斯特（LST）等 – 日本：安川、松下等 – 新加坡：PBA
直线电机选型（引用华嶺机电资料）
• 直பைடு நூலகம்电机选型还要注意 – 温升（冷却） – 工作电流 – 行程
• 然后优化驱动器速度环
• 最后调整FSCUT4000的PID参 数，使用“PID自动调整”
• 自动调整时使用“高级自动 调整”，尽量使用高一些的 刚性等级
– 霍尔元器件（没有霍尔，上电需要驱动器 寻找磁场相序）
调试时与旋转电机注意：
• 电机类型选：直线电机
• 输入直线电机最大速度
• 没有霍尔的直线电机，sv on 时会来回动一下，以搜寻磁 场相序
• 把直线电机模型参数输入驱 动器（例如：电机电感、电 阻、最大平均电流、负载质 量等）
• 先优化驱动器电流环（一般 带宽可达到2000-3000HZ）
– 高精度：（无传动误差，高分辨率光栅尺，全闭环控制）定位 精度（±4um）、重复定位精度（±1um）
– 高速度：高达5m/s （300m/min） – 高加速度：可达5G
– 高刚性（动态响应快），直线电机系统的单轴跟踪误差比传统 旋转电机可以小10倍以上
– 无反向间隙
– 无磨损，寿命长
• 直线电机及驱动器相关品牌
但是也有很多限制。例如上图中，同时减小 XY的跟随误差后，其轮廓误差并没有明显减 少，反倒有可能增大。平且一味的减少单轴 跟随误差还有可能导致系统太灵敏而不稳定。
变增益交叉耦合控制： 以减小轨迹误差为目标的控制算法
Y
圆心（X0，Y0）
θ
R
P* (Rx，Ry)
Ey
ε
Ex
P
(Px，Py)
θ
X
• 直线电机优点（无铁芯无刷直线电机）