南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服的三個(gè)環(huán)控制

        伺服電機(jī)一般為三個(gè)環(huán)控制，所謂三環(huán)就是3個(gè)閉環(huán)負(fù)反饋PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)。內(nèi)的PID環(huán)就是電流環(huán)，此環(huán)完全在伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部進(jìn)行，通過(guò)霍爾裝置檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器給電機(jī)的各相的輸出電流，負(fù)反饋給電流的設(shè)定進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，從而達(dá)到輸出電流盡量接近等于設(shè)定電流，電流環(huán)就是控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩的，所以在轉(zhuǎn)矩模式下驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)算，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。

　　第2環(huán)是速度環(huán)，通過(guò)檢測(cè)的電機(jī)編碼器的信號(hào)來(lái)進(jìn)行負(fù)反饋PID調(diào)節(jié)，它的環(huán)內(nèi)PID輸出直接就是電流環(huán)的設(shè)定，所以速度環(huán)控制時(shí)就包含了速度環(huán)和電流環(huán)，換句話說(shuō)任何模式都必須使用電流環(huán)，電流環(huán)是控制的根本，在速度和位置控制的同時(shí)系統(tǒng)實(shí)際也在進(jìn)行電流（轉(zhuǎn)矩）的控制以達(dá)到對(duì)速度和位置的相應(yīng)控制。

　　第3環(huán)是位置環(huán)，它是外環(huán)，可以在驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)編碼器間構(gòu)建也可以在外部控制器和電機(jī)編碼器或終負(fù)載間構(gòu)建，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)定。由于位置控制環(huán)內(nèi)部輸出就是速度環(huán)的設(shè)定，位置控制模式下系統(tǒng)進(jìn)行了所有3個(gè)環(huán)的運(yùn)算，此時(shí)的系統(tǒng)運(yùn)算量，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度也慢。

南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服驅(qū)動(dòng)器需要什么樣的脈沖？

1.正反脈沖控制（CW CCW）；脈沖加方向控制（pulse direction）；AB相輸入（相位差控制，常見(jiàn)于手輪控制）。

2.伺服驅(qū)動(dòng)器主程序主要用來(lái)完成系統(tǒng)的初始化、LO接口控制信號(hào)、DSP內(nèi)各個(gè)控制模塊寄存器的設(shè)置等。

3.伺服驅(qū)動(dòng)器所有的初始化工作完成后，主程序才進(jìn)入等待狀態(tài)，以及等待中斷的發(fā)生，以便電流環(huán)與速度環(huán)的調(diào)節(jié)。

4.中斷服務(wù)程序主要包括四M定時(shí)中斷程序光電編碼器零脈沖捕獲中斷程序、功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)中斷程序、通信中斷程序。

      隨著伺服系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用，伺服驅(qū)動(dòng)器使用、伺服驅(qū)動(dòng)器調(diào)試、伺服驅(qū)動(dòng)器維修都是伺服驅(qū)動(dòng)器在當(dāng)今比較重要的技術(shù)課題，越來(lái)越多工控技術(shù)服務(wù)商對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了技術(shù)深層次研究。

驅(qū)動(dòng)的脈沖指令輸入方式可能有三種：

（1）差分驅(qū)動(dòng)輸入方式；脈沖輸入頻率500KHZ 　　

（2）集電極開(kāi)來(lái)輸入方式；脈沖輸入量頻率200KHZ 　　

（3）高速差分驅(qū)動(dòng)輸入方式；脈沖輸入量頻率4MHZ 　

驅(qū)動(dòng)器的脈沖指令輸入形式也有三種：

（1）方向 脈沖 　　

（2）A，B相正交脈沖 　　

（3）CW/CCW正傳/反轉(zhuǎn)脈沖

南調(diào)機(jī)電設(shè)備有限公司——伺服驅(qū)動(dòng)器的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)是什么？

伺服驅(qū)動(dòng)器在控制信號(hào)的作用下驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電機(jī)，因此驅(qū)動(dòng)器是否能正常工作直接影響設(shè)備的整體性能。在伺服控制系統(tǒng)中，伺服驅(qū)動(dòng)器相當(dāng)于大腦，執(zhí)行電機(jī)相當(dāng)于手腳。

而伺服驅(qū)動(dòng)器在伺服控制系統(tǒng)中的作用就是調(diào)的轉(zhuǎn)速，因此也是一個(gè)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)。

驅(qū)動(dòng)器的核心主控板，驅(qū)動(dòng)器由繼電器板傳遞控制信號(hào)和檢測(cè)信號(hào)，完成上圖的雙閉環(huán)控制，包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和電流調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制和換相控制。

驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)板從主控板接受信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率變換電路，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行電機(jī)的正常工作。

伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)由電源電路、繼電器板電路、主控板電路、驅(qū)動(dòng)板電路及功率變換電路組成。

電源電路作用，將外部輸入的直流電轉(zhuǎn)換為大小不同的直流電輸出，為后續(xù)的繼電器板、驅(qū)動(dòng)板、功率變換電路提供直流電源。繼電器板作用，提供直流電完成控制信號(hào)、檢測(cè)信號(hào)傳遞。

施耐德伺服電機(jī)做位置控制定位不準(zhǔn)，如何處理?

① 首先確認(rèn)控制器實(shí)際發(fā)出的脈沖當(dāng)前值是否和預(yù)想的一致，如不一致則檢查并修正程序;

② 監(jiān)視伺服驅(qū)動(dòng)器接收到的脈沖指令個(gè)數(shù)是否和控制器發(fā)出的一致，如不一致則檢查控制線電纜;

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伺服驅(qū)動(dòng)器和變頻器的區(qū)別和共同點(diǎn)

一、兩者的共同點(diǎn)：交流伺服的技術(shù)本身就是借鑒并應(yīng)用了變頻的技術(shù)，在直流電機(jī)的伺服控制的基礎(chǔ)上通過(guò)變頻的PWM方式模仿直流電機(jī)的控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，也就是說(shuō)交流伺服電機(jī)必然有變頻的這一環(huán)節(jié)：變頻就是將工頻的50、60HZ的交流電先整流成直流電，然后通過(guò)可控制門極的各類晶體管（IGBT，IGCT等）通過(guò)載波頻率和PWM調(diào)節(jié)逆變?yōu)轭l率可調(diào)的波形類似于正余弦的脈動(dòng)電，由于頻率可調(diào)，所以交流電機(jī)的速度就可調(diào)了（n=60f/p ，n轉(zhuǎn)速，f頻率， p極對(duì)數(shù)）

二、談?wù)勛冾l器：簡(jiǎn)單的變頻器只能調(diào)節(jié)交流電機(jī)的速度，這時(shí)可以開(kāi)環(huán)也可以閉環(huán)要視控制方式和變頻器而定，這就是傳統(tǒng)意義上的V/F控制方式。大多數(shù)能進(jìn)行力矩控制的品牌的變頻器都是采用這樣方式控制力矩，UVW每相的輸出要加霍爾效應(yīng)的電流檢測(cè)裝置，采樣反饋后構(gòu)成閉環(huán)負(fù)反饋的電流環(huán)的PID調(diào)節(jié)；ABB的變頻又提出和這樣方式不同的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，具體請(qǐng)查閱有關(guān)資料。這樣可以既控制電機(jī)的速度也可控制電機(jī)的力矩，而且速度的控制精度優(yōu)于v/f控制，編碼器反饋也可加可不加，加的時(shí)候控制精度和響應(yīng)特性要好很多。

三、談?wù)勊欧候?qū)動(dòng)器方面：伺服驅(qū)動(dòng)器在發(fā)展了變頻技術(shù)的前提下，在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的電流環(huán)，速度環(huán)和位置環(huán)（變頻器沒(méi)有該環(huán)）都進(jìn)行了比一般變頻更的控制技術(shù)和算法運(yùn)算，在功能上也比傳統(tǒng)的伺服強(qiáng)大很多，主要的一點(diǎn)可以進(jìn)行的位置控制。通過(guò)上位控制器發(fā)送的脈沖序列來(lái)控制速度和位置（當(dāng)然也有些伺服內(nèi)部集成了控制單元或通過(guò)總線通訊的方式直接將位置和速度等參數(shù)設(shè)定在驅(qū)動(dòng)器里），驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的算法和更快更的計(jì)算以及性能更優(yōu)良的電子器件使之更優(yōu)越于變頻器。