南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服的三個環(huán)控制

        伺服電機(jī)一般為三個環(huán)控制，所謂三環(huán)就是3個閉環(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)動器內(nèi)部進(jìn)行，通過霍爾裝置檢測驅(qū)動器給電機(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)動器的運(yùn)算，動態(tài)響應(yīng)快。

　　第2環(huán)是速度環(huán)，通過檢測的電機(jī)編碼器的信號來進(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)控制時就包含了速度環(huán)和電流環(huán)，換句話說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系統(tǒng)實(shí)際也在進(jìn)行電流（轉(zhuǎn)矩）的控制以達(dá)到對速度和位置的相應(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個環(huán)的運(yùn)算，此時的系統(tǒng)運(yùn)算量，動態(tài)響應(yīng)速度也慢。

南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服驅(qū)動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，常見于手輪控制）。

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

3.伺服驅(qū)動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定時中斷程序光電編碼器零脈沖捕獲中斷程序、功率驅(qū)動保護(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)動器使用、伺服驅(qū)動器調(diào)試、伺服驅(qū)動器維修都是伺服驅(qū)動器在當(dāng)今比較重要的技術(shù)課題，越來越多工控技術(shù)服務(wù)商對伺服驅(qū)動器進(jìn)行了技術(shù)深層次研究。

驅(qū)動的脈沖指令輸入方式可能有三種：

（1）差分驅(qū)動輸入方式；脈沖輸入頻率500KHZ 　　

（2）集電極開來輸入方式；脈沖輸入量頻率200KHZ 　　

（3）高速差分驅(qū)動輸入方式；脈沖輸入量頻率4MHZ 　

驅(qū)動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)動器的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)是什么？

伺服驅(qū)動器在控制信號的作用下驅(qū)動執(zhí)行電機(jī)，因此驅(qū)動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，因此也是一個自動調(diào)速系統(tǒng)。

驅(qū)動器的核心主控板，驅(qū)動器由繼電器板傳遞控制信號和檢測信號，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)動器的驅(qū)動板從主控板接受信號驅(qū)動功率變換電路，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行電機(jī)的正常工作。

伺服驅(qū)動器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

伺服驅(qū)動器內(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、檢測信號傳遞。

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)動器接收到的脈沖指令個數(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)上通過變頻的PWM方式模仿直流電機(jī)的控制方式來實(shí)現(xiàn)的，也就是說交流伺服電機(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，然后通過可控制門極的各類晶體管（IGBT，IGCT等）通過載波頻率和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極對數(shù)）

二、談?wù)勛冾l器：簡單的變頻器只能調(diào)節(jié)交流電機(jī)的速度，這時可以開環(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，加的時候控制精度和響應(yīng)特性要好很多。

三、談?wù)勊欧候?qū)動器方面：伺服驅(qū)動器在發(fā)展了變頻技術(shù)的前提下，在驅(qū)動器內(nèi)部的電流環(huán)，速度環(huán)和位置環(huán)（變頻器沒有該環(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。通過上位控制器發(fā)送的脈沖序列來控制速度和位置（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)動器里），驅(qū)動器內(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。