伺服运动控制系统1(2009)
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1.交流伺服电机组成:励磁绕组/控制绕组:两绕组相差90度励磁绕组:励磁电压控制绕组:控制电压2.交流伺服电机控制模式:速度模式、位置模式、转矩模式3.控制方式:幅值控制:保持控制电压和励磁电压之间的相位角差β为90,仅仅改变控制电压的幅值,这种控制方式叫幅值控制。
相位控制:保持控制电压的幅值不变,仅仅改变控制电压与励磁电压的相位差β,这种控制方式叫相位控制。
幅值相位控制:在励磁电路中联移相电容,改变控制电压的幅值以引起励磁电压的幅值及其相对于控制电压的相位差发生变化,这种控制方式,叫幅值相位控制(或电容控制)。
4.直流伺服电动机与普通直流电动机基本一样,也是由:1、磁极(定子)2、电枢(转子)、3、电刷4、换向器定子磁极用于产生磁场。
5.直流伺服电机:直流伺服电动机具有起动转矩大、调速范围宽、机械特性和调节特性线性度好、控制方便等优点,被广泛应用在闭环或半闭环控制的伺服系统中。
6.直流伺服电机的分类:按结构分:永磁式、电磁式按励磁分:他励、并励、串励、复励7.直流伺服电机结构与普通电机的区别有三点:(1)转子是光滑无槽的铁芯,用绝缘粘合剂直接把线圈帖在铁心表面上。
(2)转子长而且直径小,这是为了减少转动惯量。
(3)定子结构采用图所示方形,提高了励磁线圈放置的有效面积.但由于无槽结构.气隙较大,励磁和线圈匝数较大,故损耗大,发热厉害,为此采取措施是在极间安放船型挡风板,增加风压,使之带走较多的热量。
而线圈外不包扎形成赤裸线圈。
8.直流伺服电机(1)、能量转换部分直流伺服电机的能量转换部分的结构和工作原理与普通小型直流电动机基本相同。
它的励磁绕组和电枢绕组分别由两个独立电源供电。
通常采用电枢控制,就是励磁电压U f 一定,建立的磁通量Φ也是定值,而将控制电压Uc加在电枢上。
(2)、编码器部分用于返馈电动机转动的角度量。
9.直流伺服电机的速度控制方式:(1)电枢电压控制(恒转矩调速方式)----在定子磁场不变的情况下,通过改变施加在电枢绕组两端的电压来改变电动机的转速,由于负载和定子磁场均不变,电枢电流可以达到额定值,相应的输出转矩也可以达到额定值,由电机学可知,这种调速方式称为恒转矩调速方式。
伺服电机的控制方式和运动控制系统伺服电机是一种能够根据控制信号精确地控制旋转角度、转速和位置的电机,广泛应用于工业自动化领域。
在实际应用中,为了使伺服电机能够实现精准的控制,需要配合合适的控制方式和运动控制系统。
下面将介绍伺服电机的控制方式和运动控制系统。
一、伺服电机的控制方式1. 位置控制位置控制是指通过控制伺服电机的旋转角度或线性位置来控制工件或设备的位置。
在位置控制中,通常需要通过编码器等反馈装置实时监测伺服电机的位置,从而调整控制信号,使电机按照设定的位置参数进行运动。
2. 速度控制速度控制是指通过控制伺服电机的转速来实现控制目标。
通过调节电机的输入电压、电流或脉冲信号,可以实现对电机转速的精准控制。
速度控制广泛应用于需要稳定速度输出的场合,如汽车行驶控制、风机调速等。
3. 力矩控制力矩控制是指通过控制伺服电机的输出扭矩来实现对负载的力矩控制。
在一些需要对工件施加精确力矩的场合,如加工中心、机器人等,力矩控制是非常重要的控制方式。
二、运动控制系统1. 传感器传感器是运动控制系统中的重要组成部分,用于实时监测电机的位置、速度、力矩等参数。
常用的传感器包括编码器、霍尔传感器、压力传感器等,它们可以将实时采集到的数据反馈给控制系统,实现对电机的闭环控制。
2. 控制器控制器是指控制电机运动的核心部件,根据传感器反馈的数据计算出控制信号,并输出给伺服电机,以实现对其位置、速度或力矩的精准控制。
控制器通常可分为单轴控制器和多轴控制器,用于不同数量的电机同时运动的控制。
3. 运动控制算法运动控制算法是指控制系统中用于计算控制信号的算法,包括位置环控制、速度环控制、力矩环控制等。
运动控制算法的设计和优化对系统的性能和稳定性有重要影响,需要根据具体的应用场景选择合适的算法。
综上所述,伺服电机的控制方式和运动控制系统是伺服系统中至关重要的组成部分,直接影响到系统的性能和稳定性。
通过选择合适的控制方式和运动控制系统,可以实现对伺服电机的精准控制,满足不同应用场景的需求。
伺服控制系统的4种控制方式导语:伺服控制系统的3种控制方式,速度控制和转矩控制,位置控制。
伺服控制系统的3种控制方式,速度控制和转矩控制,位置控制基础知识一、伺服系统组成(自上而下)控制器:plc,变频器,运动控制卡等其他控制设备,也称为上位机;伺服驱动器:沟通上位机和伺服电机,作用类似于变频器作用于普通交流马达。
伺服电机:执行设备,接受来自驱动器的控制信号;机械设备:将伺服电机的圆周运动(或直线电机的直线运动)转换成所需要的运动形式;各类传感器和继电器:检测工业控制环境下的各种信号送给上位机或驱动器做为某些动作的判断标准。
二、伺服控制方式三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式。
速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的,位置控制是通过发脉冲来控制的。
▶如果您对电机的速度、位置都没有要求,只要输出一个恒转矩,当然是用转矩模式。
▶如果对位置和速度有一定的精度要求,而对实时转矩不是很关心,用速度或位置模式比较好。
▶如果上位控制器有比较好的闭环控制功能,用速度控制效果会好一点。
▶如果本身要求不是很高,或者基本没有实时性的要求,用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。
就伺服驱动器的响应速度来看,转矩模式运算量最小,驱动器对控制信号的响应最快;位置模式运算量最大,驱动器对控制信号的响应最慢。
对运动中的动态性能有比较高的要求时,需要实时对电机进行调整。
如果控制器本身的运算速度很慢(比如PLC,或低端运动控制器),就用位置方式控制。
如果控制器运算速度比较快,可以用速度方式,把位置环从驱动器移到控制器上,减少驱动器的工作量,提高效率;如果有更好的上位控制器,还可以用转矩方式控制,把速度环也从驱动器上移开,这一般只是高端专用控制器才能这么做。
一般说驱动器控制的好坏,有个比较直观的比较方式,叫响应带宽。
当转矩控制或速度控制时,通过脉冲发生器给它一个方波信号,使电机不断的正转、反转,不断的调高频率,示波器上显示的是个扫频信号,当包络线的顶点到达最高值的70.7%时,表示已经失步,此时频率的高低,就能说明控制的好坏了,一般电流环能做到1000HZ 以上,而速度环只能做到几十赫兹。
伺服控制系统名词解释 伺服控制系统用来精确地跟随或复现某个过程的系统。
是一种能对试验装置的机械运动按预定要求进行自动控制的操作系统。
在很多情况下,伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统,其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角)。
如防空雷达控制就是一个典型的伺服控制过程。
它是以空中的目标为输入指令要求,雷达天线耍一直跟踪目标,为地面炮台提供目标方位;加工中心的机械制造过程也是伺服控制过程,位移传感器不断地将刀具进给的位移传送给计算机,通过与加工位置目标比较,计算机输出继续加工或停止:加工的控制信号。
绝大部分机电一体化系统都具有伺服功能,机电一体化系统中的伺服控制是为执行机构按设计要求实现运动而提供控制和动力的重要环节。
液压伺服控制系统。
液压伺服控制系统是以电机提供动力基础,使用液压泵将机械能转化为压力,推动液压油。
通过控制各种阀门改变液压油的流向,从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作,完成各种设备不同的动作需要。
液压伺服控制系统按照偏差信号获得和传递方式的不同分为机-液、电-液、气-液等,其中应用较多的是机-液和电-液控制系统。
按照被控物理量的不同,液压伺服控制系统可以分为位置控制、速度控制、力控制、加速度控制、压力控制和其他物理量控制等。
液压控制系统还可以分为节流控制(阀控)式和容积控制(泵控)式。
在机械设备中,主要有机-液伺服系统和电-液伺服系统。
交流伺服控制系统。
交流伺服控制系统包括基于异步电动机的交流伺服系统和基于同步电动机的交流伺服系统。
除了具有稳定性好、快速性好、精度高的特点外,具有一系列优点。
它的性能指标可以从调速范围、定位精度、稳速精度、动态响应和运行稳定性等方面来衡量。
直流伺服控制系统。
直流伺服控制系统的工作原理是建立在电磁力定律基础上。
与电磁转矩相关的是互相独立的两个变量主磁通与电枢电流,它们分别控制励磁电流与电枢电流,可方便地进行转矩与转速控制。
伺服电机与伺服控制系统原理全伺服电机是一种能够在给定的位置和速度范围内精确控制旋转或线性运动的电机。
它通常由电机本体、编码器和伺服控制器组成。
伺服控制系统则是用来控制伺服电机运动的系统,包括传感器、运动控制器和执行器等。
一、伺服电机的原理伺服电机的主要原理是通过反馈控制来实现精确位置和速度的控制。
伺服电机的控制系统通常由三个主要组件组成,分别是电机本体、编码器和伺服控制器。
1.电机本体:伺服电机通常采用带有内部电脑的电机,可以通过传感器测量其位置和速度。
它具有高速、高精度和高效率等特点。
2.编码器:编码器是一种用来测量电机位置和速度的传感器。
它通常安装在电机的轴上,并通过光电、磁电或电容等方式来检测旋转的位置和速度。
3.伺服控制器:伺服控制器是控制伺服电机运动的关键组件,它接收由编码器测量的位置和速度信息,并根据预定的控制算法计算出驱动电机的控制信号。
控制信号通过控制电流或电压来控制电机转动。
二、伺服控制系统的原理伺服控制系统的主要原理是通过对伺服电机进行闭环控制来实现运动的精确控制。
闭环控制系统由传感器、运动控制器和执行器组成。
1.传感器:传感器用于测量伺服电机的位置和速度,反馈给运动控制器。
传感器通常是编码器,通过检测电机的位置和速度来提供准确的反馈信号。
2.运动控制器:运动控制器接收传感器的反馈信号,并根据控制算法计算出控制信号。
控制信号传输给执行器驱动,以实现对伺服电机位置和速度的控制。
3.执行器:执行器是伺服电机的驱动器,它接收来自运动控制器的控制信号,并转化为适当的驱动电流或电压,以驱动电机转动。
伺服控制系统的工作原理是不断比较期望位置和实际位置之间的差距,并调整控制信号,使得它们尽可能接近。
控制器根据编码器反馈的位置和速度信息,计算出一个修正量,并将其与设定值进行对比。
然后,该修正值将被发送到执行器,以调整电机的转动。
由于伺服电机采用了闭环控制,可以有效地解决电机在负载变化、摩擦和惯性等方面的不确定性。
伺服运动控制系统的工作原理伺服运动控制系统是一种广泛应用于工业自动化领域的控制系统,它能够实现对机械运动的精确控制和定位。
伺服运动控制系统通常由伺服电机、编码器、控制器和传感器等组成,它的工作原理涉及到电子技术、机械技术和控制理论等多个方面。
本文将从整体结构、工作原理以及应用特点等方面介绍伺服运动控制系统的相关知识。
一、伺服运动控制系统的组成1. 伺服电机伺服电机通常采用直流电机或交流电机,它具有高精度、高性能和快速响应的特点。
伺服电机通过控制器输出的电流或电压信号来实现对电机的精确控制,从而实现对机械运动的精确定位和速度调节。
2. 编码器编码器是伺服运动控制系统中的重要传感器,用于检测电机的转动位置和速度。
根据编码器输出的信号,控制器可以实时监测电机的运动状态,并进行相应的调节和控制。
通常使用的编码器有光电编码器、磁性编码器等。
3. 控制器控制器是伺服运动控制系统的核心部件,它通常由数字信号处理器(DSP)或者嵌入式控制器组成,用于接收编码器反馈信号,并根据设定的控制算法计算出控制电流或电压信号,从而实现对伺服电机的精确控制。
4. 传感器传感器用于检测机械系统的位置、速度、力等参数,并将这些参数的信息反馈给控制器。
传感器的种类包括位移传感器、速度传感器、压力传感器等,它们可以帮助控制器获取所需的反馈信息,从而实现对机械系统的闭环控制。
以上是伺服运动控制系统的主要组成部分,这些部件通过协同工作来实现对机械运动的精确控制和定位。
二、伺服运动控制系统的工作原理伺服运动控制系统的工作原理主要包括信号采集、控制计算和执行输出三个主要环节。
1. 信号采集在伺服运动控制系统中,首先需要通过编码器和传感器等设备采集到机械系统的运动参数,如位置、速度等。
编码器会定期采集电机的转角信息,并将这些信息转换成数字信号发送至控制器。
传感器则会实时监测机械系统的运动参数,并将这些参数的信息反馈给控制器。
2. 控制计算控制器接收到编码器和传感器反馈的信息后,会进行控制计算,其主要目的是根据当前的位置、速度和期望的位置、速度等信息来计算出电机需要的控制信号。