伺服電機(jī)控制系統(tǒng)

PAGE1PAGE12020年419日伺服電機(jī)控制系統(tǒng)伺服電機(jī)控制系統(tǒng)文檔僅供參考文檔僅供參考PAGE6PAGE62020年419日伺服電機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)于數(shù)字化伺服電機(jī)控制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)矩環(huán)的性能直接影響著系統(tǒng)的控制效果，電流采樣的精度和實(shí)時(shí)性很大程度上決定了系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能，精確的電流檢測(cè)是提高系統(tǒng)控制精度、穩(wěn)定性和快速性的重要環(huán)節(jié)，也是實(shí)現(xiàn)高性能閉環(huán)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。在伺服電機(jī)控制系統(tǒng)中，電流檢測(cè)的方案有多種，常見的一種方案是[1]，將電流信號(hào)經(jīng)過電磁轉(zhuǎn)換，變換為直流電壓信號(hào)輸出，然后，經(jīng)過運(yùn)放和比較器構(gòu)成的處理電路處理后，輸入到處理器；另一種方案是，取采樣電阻兩端的電壓，經(jīng)線性光藕或者隔離放大器進(jìn)行信號(hào)隔離，調(diào)理后接A/D中的A/D[3][4]，也能夠利用根據(jù)原理實(shí)現(xiàn)的模擬量直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的隔離調(diào)制芯片來實(shí)現(xiàn)[2]。本文經(jīng)過對(duì)這三種方案分別進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和具體實(shí)驗(yàn)后所得結(jié)果的比較分析，對(duì)三種方案各自的特點(diǎn)有了清晰的認(rèn)識(shí)，這有利于基于不同的條件選擇合適的方案來提高伺服控制系統(tǒng)的整體性能。伺服電機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介本系統(tǒng)采用交直交電壓型變頻電路，主電路由整流電路、濾波電路及智能功率模塊IPM逆變電路構(gòu)成，控制部分以DSP芯片TMS320LF2812CPLD11DSPPWM變器功率開關(guān)器件；同時(shí)DSP將封鎖信號(hào)，使電機(jī)停機(jī)，并經(jīng)過LEDCPLD并將數(shù)據(jù)以總線方式傳送給DSP；同時(shí)處理鍵盤輸入和顯示輸出，以及開關(guān)量的輸入輸出。機(jī)的三相定子電流并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號(hào)輸入到DSP中，再由DSP的AD統(tǒng)Ia＋I(xiàn)b+Ic=0，因此只要檢測(cè)其中的兩路電流，就能夠得到三相電流。1全閉環(huán)立式加工中心的控制框圖三種電流采樣方案的分析與比較利用霍耳傳感器采樣電流3.3.1 LEM采用霍爾電流傳感器（LEM）－－LA25-NP檢測(cè)。霍爾器件根據(jù)磁補(bǔ)償原理制作而成，它可傳感從直流到數(shù)百千赫茲的信號(hào)。它突出的特點(diǎn)是在整個(gè)工作區(qū)域內(nèi)輸出特性是線性的，功耗小，重量輕，溫度穩(wěn)定性好，測(cè)量頻帶寬，能測(cè)量各種波形的電流，而且電隔離，輸出為電壓信號(hào)或電流信號(hào)，精度普遍較高，因而使用極為方便可靠，是理想的電流傳感器；可是成本較高。3.2.1電流采樣電路設(shè)計(jì)2所示，由于TMS320F2812片內(nèi)的ADC0～3V的單極信號(hào)，必須將LEMDSP。因此，設(shè)計(jì)了如圖2中R1的負(fù)載電阻，考慮到霍爾器件的輸出電流信號(hào)較弱，選用運(yùn)放構(gòu)成反相放大器，反相放大器的輸入阻抗很高，R2的影響能夠忽略，反相端經(jīng)過可調(diào)電阻輸入的參考電壓為2V，設(shè)定電機(jī)的最大啟動(dòng)電流為20A，當(dāng)I=20A時(shí)，對(duì)應(yīng)的ADC3V；當(dāng)I=－20AADC0V；I=0，ADCDSP。23.3.2 電流采樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表1中的數(shù)據(jù)為電流檢測(cè)電路的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從表中數(shù)據(jù)可相對(duì)誤差均小于 1％，說明采用LEM霍爾傳感器檢測(cè)電流具有較高的準(zhǔn)確度。1