| 隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，伺服控制技術(shù)、電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展，伺服運動(dòng)與控制技術(shù)也在不斷走向成熟，電機運動(dòng)控制平臺作為一種高性能的測試方式已經(jīng)被廣泛應用，人們對伺服性能的要求也在不斷提高。
一、三環(huán)控制原理
1、首先是電流環(huán)，此環(huán)完全在伺服驅動(dòng)器內部進(jìn)行，通過(guò)霍爾裝置檢測驅動(dòng)器給電機的各相的輸出電流，負反饋給電流的設定進(jìn)行PID調節，從而達到輸出電流盡量接近等于設定電流，電流環(huán)就是控制電機轉矩的，所以在轉矩模式下驅動(dòng)器的運算最小，動(dòng)態(tài)響應最快。
2、第二環(huán)是速度環(huán)，通過(guò)檢測的伺服電機編碼器的信號來(lái)進(jìn)行負反饋 PID 調節，它的環(huán)內 PID 輸出直接就是電流環(huán)的設定，所以速度環(huán)控制時(shí)就包合了速皮環(huán)和電流環(huán)，換句話(huà)說(shuō)任何棋式都必須使用電流環(huán)，電流環(huán)是控制的跟本，在速度和位置控制的同時(shí)系統實(shí)際也在進(jìn)行電流（轉矩）的控制以達到對速度和位置的相應控制。
3、第三環(huán)是位置環(huán)，它是最外環(huán)，可認在驅動(dòng)器和伺服電機編碼器間構建也可以在外部控制器和電機編碼器或最終負載間構建，要根據實(shí)際情況來(lái)定。由于位置控制環(huán)內部輸出就是速度環(huán)的設定，位置控制模式下系統進(jìn)行了所有 3 個(gè)環(huán)的運算，此時(shí)的系統運算量最大，動(dòng)態(tài)響應速度也最慢。
圖 1.1
二、影響控制的因素
1、速度環(huán)主要進(jìn)行PI（比例和積分），比例就是增益，所以我們要對速度增益和速度積分時(shí)間常數進(jìn)行合適的調節才能達到理想效果。
2、位置環(huán)主要進(jìn)行P（比例）調節。對此我們只要設定位置環(huán)的比例增益就好了。當進(jìn)行位置模式需要調節位置環(huán)時(shí)，最好先調節速度環(huán)，位置環(huán)、速度環(huán)的參數調節沒(méi)有什么固定的數值，要根據外部負載的機械傳動(dòng)連接方式、負載的運動(dòng)方式、負載慣量、對速度、加速度要求以及電機本身的轉子慣量和輸出慣量等等很多條件來(lái)決定，調節的簡(jiǎn)單方法是在根據外部負載的情況進(jìn)行大體經(jīng)驗的范圍內將增益參數從小往大調，積分時(shí)間常數從大往小調，以不出現震動(dòng)超調的穩態(tài)值為最佳值進(jìn)行設定。
圖 1.2
三、MES-100控制方式
1、MES-100運動(dòng)控制平臺由電機及加載系統、電機驅動(dòng)程序調試系統、數據采集和電源系統組成。從電機到驅動(dòng)構建出完整的硬件軟件實(shí)驗環(huán)境，提供全開(kāi)放式的軟硬件接口，具有豐富的可擴展性教學(xué)體驗，可做電機識別，堵轉，電機效率測試，電機參數測定，電機T-N曲線(xiàn)測試，電機運動(dòng)控制及編碼器矢量轉矩，無(wú)感矢量速度分析等測試，測試結果如下圖1.3。
2、伺服電機的速度和轉矩控制都是用模擬量來(lái)控制的，位置控制是通過(guò)發(fā)脈沖來(lái)控制的，如果對電機的速度和位置都沒(méi)有要求可以采用恒轉矩模式，可通過(guò)及時(shí)的改變模擬量的設定來(lái)改變設定的力矩大小，也可以通過(guò)通訊方式改變對應的地址的數值來(lái)實(shí)現。如果對位置和速度有一定的進(jìn)度要求可以采用速度或位置模式，位置控制模式一般是通過(guò)外部輸入的脈沖頻率來(lái)確定轉動(dòng)速度的大小，通過(guò)脈沖的個(gè)數來(lái)確認轉動(dòng)的角度，由于位置模式可以對速度和位置都有很?chē)栏竦目刂�，行業(yè)應用比較廣泛。
圖1.3
|
