來源:伺服與(yu) 運動控製
一、伺服如何實現控製?伺服主要靠脈衝(chong) 來定位。基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個(ge) 脈衝(chong) ,就會(hui) 旋轉1個(ge) 脈衝(chong) 對應的角度,從(cong) 而實現位移,因為(wei) ,伺服電機本身具備發出脈衝(chong) 的功能,所以伺服電機每旋轉一個(ge) 角度,都會(hui) 發出對應數量的脈衝(chong) ,這樣,和伺服電機接受的脈衝(chong) 形成了呼應,或者叫閉環,如此一來,係統就會(hui) 知道發了多少脈衝(chong) 給伺服電機,同時又收了多少脈衝(chong) 回來,這樣,就能夠很精確的控製電機的轉動,從(cong) 而實現精確的定位,可以達到0.001mm。
直流伺服電機分為(wei) 有刷和無刷電機。有刷電機成本低,結構簡單,啟動轉矩大,調速範圍寬,控製容易,需要維護,但維護方便(換碳刷),產(chan) 生電磁幹擾,對環境有要求。因此它可以用於(yu) 對成本敏感的普通工業(ye) 和民用場合。
無刷電機體(ti) 積小,重量輕,出力大,響應快,速度高,慣量小,轉動平滑,力矩穩定。控製複雜,容易實現智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護,效率很高,運行溫度低,電磁輻射很小,長壽命,可用於(yu) 各種環境。
交流伺服電機也是無刷電機,分為(wei) 同步和異步電機,目前運動控製中一般都用同步電機,它的功率範圍大,可以做到很大的功率。大慣量,最高轉動速度低,且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩運行的應用。 伺服電機內(nei) 部的轉子是永磁鐵,驅動器控製的U/V/W三相電形成電磁場,轉子在此磁場的作用下轉動,同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器,驅動器根據反饋值與(yu) 目標值進行比較,調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決(jue) 定於(yu) 編碼器的精度(線數)。
二、調試步驟
1、初始化參數
在接線之前,先初始化參數。在控製卡上:選好控製方式;將PID參數清零;讓控製卡上電時默認使能信號關(guan) 閉;將此狀態保存,確保控製卡再次上電時即為(wei) 此狀態。
在伺服電機上:設置控製方式;設置使能由外部控製;編碼器信號輸出的齒輪比;設置控製信號與(yu) 電機轉速的比例關(guan) 係。一般來說,建議使伺服工作中的最大設計轉速對應9V的控製電壓。
2、接線
將控製卡斷電,連接控製卡與(yu) 伺服之間的信號線。以下的線是必須要接的:控製卡的模擬量輸出線、使能信號線、伺服輸出的編碼器信號線。複查接線沒有錯誤後,伺服電機和控製卡(以及PC)上電。此時電機應該不動,而且可以用外力輕鬆轉動,如果不是這樣,檢查使能信號的設置與(yu) 接線。用外力轉動電機,檢查控製卡是否可以正確檢測到電機位置的變化,否則檢查編碼器信號的接線和設置。
3、試方向
對於(yu) 一個(ge) 閉環控製係統,如果反饋信號的方向不正確,後果肯定是災難性的。通過控製卡打開伺服的使能信號。這是伺服應該以一個(ge) 較低的速度轉動,這就是傳(chuan) 說中的“零漂”。一般控製卡上都會(hui) 有抑製零漂的指令或參數。使用這個(ge) 指令或參數,看電機的轉速和方向是否可以通過這個(ge) 指令(參數)控製。
如果不能控製,檢查模擬量接線及控製方式的參數設置。確認給出正數,電機正轉,編碼器計數增加;給出負數,電機反轉轉,編碼器計數減小。如果電機帶有負載,行程有限,不要采用這種方式。測試不要給過大的電壓,建議在1V以下。如果方向不一致,可以修改控製卡或電機上的參數,使其一致。