第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)質(zhì)課件

第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制1優(yōu)選第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)選第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制26.2直流伺服電機(jī)的控制伺服系統(tǒng)（servomechanism）：由伺服電機(jī)組成的控制系統(tǒng)。其作用是：伺服系統(tǒng)應(yīng)用：船舶駕駛、火炮控制、雷達(dá)控制、導(dǎo)航和制導(dǎo)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等。伺服系統(tǒng)基本概念：運(yùn)動(dòng)規(guī)劃；坐標(biāo)系統(tǒng)；最小運(yùn)動(dòng)增量和分辨率；準(zhǔn)確度或精度；精密度與重復(fù)性；超調(diào)；調(diào)整時(shí)間；跟蹤誤差和穩(wěn)態(tài)誤差；振動(dòng)。以下功率指令信號(hào)去控制大功率負(fù)載。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離同步傳動(dòng)控制。通過(guò)運(yùn)動(dòng)指令對(duì)機(jī)械設(shè)備實(shí)施精確控制。6.2直流伺服電機(jī)的控制伺服系統(tǒng)（servomechan3直流伺服電機(jī)及其控制

直流伺服電機(jī)分電磁式、永磁式、杯型電樞式、無(wú)槽電樞式、圓盤電樞式、無(wú)刷式等。直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)和直流電機(jī)相同。它由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。在定子上裝有磁極，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上繞有勵(lì)磁繞組。

直流伺服電機(jī)可采用電樞控制或磁場(chǎng)控制。

直流伺服電機(jī)及其控制直流伺服電機(jī)分電磁式、永磁式、4PWM晶體管功率放大器，即脈沖寬度調(diào)制晶體管功率放大器，它由兩部分組成：一部分是電壓—脈寬變換器，另一部分是開(kāi)關(guān)式功率放大器。

脈寬調(diào)制PWM原理PWM晶體管功率放大器，即脈沖寬度調(diào)制晶體管功率5（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。（2）控制信號(hào)UI的特性決定了伺服電機(jī)的工作狀態(tài)。UI=0電機(jī)停止；UI>0電機(jī)正轉(zhuǎn)，|UI|越大正轉(zhuǎn)越快；UI<0電機(jī)反轉(zhuǎn)，|UI|越大反轉(zhuǎn)越快。

PWM功率放大器的脈寬調(diào)制波形

（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反6橋式PWM功率放大器橋式PWM功率放大器7伺服電機(jī)的功率接口伺服電機(jī)的功率接口8（1）在同相的幾個(gè)磁極下，定、轉(zhuǎn)子齒應(yīng)同時(shí)對(duì)齊或同時(shí)錯(cuò)開(kāi)，這樣才能使幾個(gè)磁極的作用相加，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩。（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。Ｌ是步進(jìn)電機(jī)的一相繞組電感；最小運(yùn)動(dòng)增量和分辨率；（一）單電壓功率放大電路Tj=L/(RL+RC)回路的時(shí)間常數(shù)典型的伺服系統(tǒng)中，除了PWM功率放大器之外，還有電壓負(fù)反饋、速度負(fù)反饋、位置負(fù)反饋等環(huán)節(jié)。ＲＣ是外接電阻，也是限流電阻；最小運(yùn)動(dòng)增量和分辨率；功率放大電路有單電壓、雙電壓、斬波形、調(diào)頻調(diào)壓型和細(xì)分型等型式的電路。θZ=360°/40=9°在定子上裝有磁極，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上繞有勵(lì)磁繞組。在定子上裝有磁極，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上繞有勵(lì)磁繞組。直流伺服電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)單電壓功率放大電路是步進(jìn)電機(jī)控制中最簡(jiǎn)單的一種驅(qū)動(dòng)電路。在定子上裝有磁極，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上繞有勵(lì)磁繞組。單電壓功率放大電路是步進(jìn)電機(jī)控制中最簡(jiǎn)單的一種驅(qū)動(dòng)電路。UI>0電機(jī)正轉(zhuǎn)，|UI|越大正轉(zhuǎn)越快；標(biāo)準(zhǔn)型的PWM功率放大器（1）在同相的幾個(gè)磁極下，定、轉(zhuǎn)子齒應(yīng)同時(shí)對(duì)齊或同時(shí)錯(cuò)開(kāi)，這9計(jì)算機(jī)和PWM功率放大器的接口

計(jì)算機(jī)和PWM功率放大器的接口10第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)質(zhì)課件11伺服系統(tǒng)檢測(cè)元件伺服系統(tǒng)檢測(cè)元件12第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)質(zhì)課件13第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)質(zhì)課件14十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)循環(huán)碼000000000100010001200100011300110010401000110501010111601100101701110100810001100910011101101010111111101111101211001010131101101114111010011511111000十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)循環(huán)碼000000000100010001215伺服系統(tǒng)應(yīng)用：船舶駕駛、火炮控制、雷達(dá)控制、導(dǎo)航和制導(dǎo)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等。標(biāo)準(zhǔn)型的PWM功率放大器在定子上裝有磁極，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上繞有勵(lì)磁繞組。它由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。通過(guò)運(yùn)動(dòng)指令對(duì)機(jī)械設(shè)備實(shí)施精確控制。如果轉(zhuǎn)子有40個(gè)齒，那么，轉(zhuǎn)子的齒距角θZ為：在定子上裝有磁極，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上繞有勵(lì)磁繞組。如果轉(zhuǎn)子有40個(gè)齒，那么，轉(zhuǎn)子的齒距角θZ為：Ｌ是步進(jìn)電機(jī)的一相繞組電感；UI<0電機(jī)反轉(zhuǎn)，|UI|越大反轉(zhuǎn)越快。（一）單電壓功率放大電路UI<0電機(jī)反轉(zhuǎn)，|UI|越大反轉(zhuǎn)越快。優(yōu)選第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制標(biāo)準(zhǔn)型的PWM功率放大器在定子上裝有磁極，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上繞有勵(lì)磁繞組。最小運(yùn)動(dòng)增量和分辨率；在伺服控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)除了要控制系統(tǒng)的功率主回路外，同時(shí)還要實(shí)時(shí)檢測(cè)伺服系統(tǒng)的狀態(tài)。UI>0電機(jī)正轉(zhuǎn)，|UI|越大正轉(zhuǎn)越快；（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。伺服系統(tǒng)應(yīng)用：船舶駕駛、火炮控制、雷達(dá)控制、導(dǎo)航和制導(dǎo)、數(shù)控16第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)質(zhì)課件17直流伺服電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

伺服系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。在伺服控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)除了要控制系統(tǒng)的功率主回路外，同時(shí)還要實(shí)時(shí)檢測(cè)伺服系統(tǒng)的狀態(tài)。典型的伺服系統(tǒng)中，除了PWM功率放大器之外，還有電壓負(fù)反饋、速度負(fù)反饋、位置負(fù)反饋等環(huán)節(jié)。

直流伺服電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)伺服系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的自動(dòng)控制系18系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成19系統(tǒng)傳遞函數(shù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)20系統(tǒng)仿真（連續(xù)）系統(tǒng)仿真（連續(xù)）21仿真結(jié)果1、角度響應(yīng)曲線2、速度響應(yīng)曲線3、控制輸出仿真結(jié)果2、速度響應(yīng)曲線3、控制輸出22系統(tǒng)仿真（離散）系統(tǒng)仿真（離散）23角度階躍響應(yīng)曲線角度階躍響應(yīng)曲線24速度響應(yīng)曲線速度響應(yīng)曲線25控制輸出控制輸出266.3步進(jìn)電機(jī)的微機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定子為三對(duì)磁極，每相一對(duì)，相對(duì)的極屬一相，不過(guò)每一個(gè)定子磁極的磁靴上有許多小齒，轉(zhuǎn)子圓周上也有許多小齒，根據(jù)工作要求，定、轉(zhuǎn)子齒寬距必須相等。

（1）在同相的幾個(gè)磁極下，定、轉(zhuǎn)子齒應(yīng)同時(shí)對(duì)齊或同時(shí)錯(cuò)開(kāi)，這樣才能使幾個(gè)磁極的作用相加，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩。（2）在不同相的磁極下，定、轉(zhuǎn)子齒的相對(duì)位置應(yīng)依次錯(cuò)開(kāi)1/m齒距（m為相數(shù)），這樣才能在連續(xù)改變通電狀態(tài)下，獲得連續(xù)不變的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。

6.3步進(jìn)電機(jī)的微機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理三相反應(yīng)式27步進(jìn)電機(jī)的齒距角θZ

θZ=2π/Nτ如果轉(zhuǎn)子有40個(gè)齒，那么，轉(zhuǎn)子的齒距角θZ為：θZ=360°/40=9°步進(jìn)電機(jī)的齒距角θZθZ=2π/Nτ如果轉(zhuǎn)子有40個(gè)28步進(jìn)電機(jī)的齒距角θZUI<0電機(jī)反轉(zhuǎn)，|UI|越大反轉(zhuǎn)越快。由于這兩種電源電壓分別是高壓和低壓電源，故也稱高低壓功率放大電路。伺服系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)和直流電機(jī)相同。直流伺服電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)伺服系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)（servomechanism）：由伺服電機(jī)組成的控制系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)的功率放大電路UI<0電機(jī)反轉(zhuǎn)，|UI|越大反轉(zhuǎn)越快。Ｌ是步進(jìn)電機(jī)的一相繞組電感；步進(jìn)電機(jī)的齒距角θZ功率放大電路有單電壓、雙電壓、斬波形、調(diào)頻調(diào)壓型和細(xì)分型等型式的電路。（2）控制信號(hào)UI的特性決定了伺服電機(jī)的工作狀態(tài)。（1）在同相的幾個(gè)磁極下，定、轉(zhuǎn)子齒應(yīng)同時(shí)對(duì)齊或同時(shí)錯(cuò)開(kāi)，這樣才能使幾個(gè)磁極的作用相加，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩。（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。直流伺服電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)UI>0電機(jī)正轉(zhuǎn)，|UI|越大正轉(zhuǎn)越快；步進(jìn)電機(jī)的齒距角θZ29步進(jìn)電機(jī)的工作方式為了使步進(jìn)電機(jī)能反向旋轉(zhuǎn)，對(duì)于圖6-22而言就是逆時(shí)針步進(jìn)，對(duì)各相的通電順序采用如下方式：ABC步進(jìn)電機(jī)的工作方式為了使步進(jìn)電機(jī)能反向旋轉(zhuǎn)，對(duì)于圖6-2230步進(jìn)電機(jī)的工作方式步進(jìn)電機(jī)的工作方式31步進(jìn)電機(jī)的工作方式步進(jìn)電機(jī)的工作方式32步進(jìn)電機(jī)的工作方式步進(jìn)電機(jī)的工作方式33步進(jìn)電機(jī)的工作方式步進(jìn)電機(jī)的工作方式34步進(jìn)電機(jī)的工作方式步進(jìn)電機(jī)的工作方式35步進(jìn)電機(jī)的工作方式步進(jìn)電機(jī)的工作方式36步進(jìn)電機(jī)的功率放大電路在實(shí)際應(yīng)用中，脈沖分配回路有各種構(gòu)成的辦法。最常用的是環(huán)行分配器電路，現(xiàn)在已漸漸采用微型計(jì)算機(jī)代替舊式的環(huán)行分配器；而在控制系統(tǒng)中，大量采用的是單片微型機(jī)。功率放大電路的結(jié)構(gòu)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的性能有著十分重要的作用。功率放大電路有單電壓、雙電壓、斬波形、調(diào)頻調(diào)壓型和細(xì)分型等型式的電路。

步進(jìn)電機(jī)的功率放大電路在實(shí)際應(yīng)用中，脈沖分配回路有各種構(gòu)成的37（一）單電壓功率放大電路

單電壓功率放大電路是步進(jìn)電機(jī)控制中最簡(jiǎn)單的一種驅(qū)動(dòng)電路。Ｌ是步進(jìn)電機(jī)的一相繞組電感；ＲＬ是繞組電阻；ＲＣ是外接電阻，也是限流電阻；Ｒd是續(xù)流電阻；Ｄ是續(xù)流二極管。

Tj=L/(RL+RC)回路的時(shí)間常數(shù)（一）單電壓功率放大電路單電壓功率放大電路是步進(jìn)電機(jī)控38（二）雙電壓功率放大電路

雙電壓功率放大電路就是采用兩種工作電源電壓的功放電路。由于這兩種電源電壓分別是高壓和低壓電源，故也稱高低壓功率放大電路。（二）雙電壓功率放大電路雙電壓功率放大電路就是采用兩種工作39最小運(yùn)動(dòng)增量和分辨率；如果轉(zhuǎn)子有40個(gè)齒，那么，轉(zhuǎn)子的齒距角θZ為：它由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。步進(jìn)電機(jī)的功率放大電路（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。它由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定子為三對(duì)磁極，每相一對(duì)，相對(duì)的極屬一相，不過(guò)每一個(gè)定子磁極的磁靴上有許多小齒，轉(zhuǎn)子圓周上也有許多小齒，根據(jù)工作要求，定、轉(zhuǎn)子齒寬距必須相等。標(biāo)準(zhǔn)型的PWM功率放大器（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。θZ=360°/40=9°Tj=L/(RL+RC)回路的時(shí)間常數(shù)伺服系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。在伺服控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)除了要控制系統(tǒng)的功率主回路外，同時(shí)還要實(shí)時(shí)檢測(cè)伺服系統(tǒng)的狀態(tài)。為了使步進(jìn)電機(jī)能反向旋轉(zhuǎn)，對(duì)于圖6-22而言就是逆時(shí)針步進(jìn)，對(duì)各相的通電順序采用如下方式：最常用的是環(huán)行分配器電路，現(xiàn)在已漸漸采用微型計(jì)算機(jī)代替舊式的環(huán)行分配器；在定子上裝有磁極，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上繞有勵(lì)磁繞組。在定子上裝有磁極，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上繞有勵(lì)磁繞組。最常用的是環(huán)行分配器電路，現(xiàn)在已漸漸采用微型計(jì)算機(jī)代替舊式的環(huán)行分配器；最小運(yùn)動(dòng)增量和分辨率；40第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)質(zhì)課件41第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)質(zhì)課件42第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)質(zhì)課件43第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)質(zhì)課件44第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)質(zhì)課件45第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)質(zhì)課件46簡(jiǎn)易四相步進(jìn)機(jī)驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)易四相步進(jìn)機(jī)驅(qū)動(dòng)47各種工作方式控制模型表工作方式PB3PB2PB1PB0控制模型單四拍000101H001002H010004H100008H雙四拍001103H011006H11000CH100109H各種工作方式控制模型表工作方式PB3PB2PB1PB0控制模48工作方式PB3PB2PB1PB0控制模型四相八拍000101H001103H001002H011006H010004H11000CH100008H100109H工作方式PB3PB2PB1PB0控制模型四相八拍00010149第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制50優(yōu)選第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)選第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制516.2直流伺服電機(jī)的控制伺服系統(tǒng)（servomechanism）：由伺服電機(jī)組成的控制系統(tǒng)。其作用是：伺服系統(tǒng)應(yīng)用：船舶駕駛、火炮控制、雷達(dá)控制、導(dǎo)航和制導(dǎo)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等。伺服系統(tǒng)基本概念：運(yùn)動(dòng)規(guī)劃；坐標(biāo)系統(tǒng)；最小運(yùn)動(dòng)增量和分辨率；準(zhǔn)確度或精度；精密度與重復(fù)性；超調(diào)；調(diào)整時(shí)間；跟蹤誤差和穩(wěn)態(tài)誤差；振動(dòng)。以下功率指令信號(hào)去控制大功率負(fù)載。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離同步傳動(dòng)控制。通過(guò)運(yùn)動(dòng)指令對(duì)機(jī)械設(shè)備實(shí)施精確控制。6.2直流伺服電機(jī)的控制伺服系統(tǒng)（servomechan52直流伺服電機(jī)及其控制

直流伺服電機(jī)分電磁式、永磁式、杯型電樞式、無(wú)槽電樞式、圓盤電樞式、無(wú)刷式等。直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)和直流電機(jī)相同。它由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。在定子上裝有磁極，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上繞有勵(lì)磁繞組。

直流伺服電機(jī)可采用電樞控制或磁場(chǎng)控制。

直流伺服電機(jī)及其控制直流伺服電機(jī)分電磁式、永磁式、53PWM晶體管功率放大器，即脈沖寬度調(diào)制晶體管功率放大器，它由兩部分組成：一部分是電壓—脈寬變換器，另一部分是開(kāi)關(guān)式功率放大器。

脈寬調(diào)制PWM原理PWM晶體管功率放大器，即脈沖寬度調(diào)制晶體管功率54（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。（2）控制信號(hào)UI的特性決定了伺服電機(jī)的工作狀態(tài)。UI=0電機(jī)停止；UI>0電機(jī)正轉(zhuǎn)，|UI|越大正轉(zhuǎn)越快；UI<0電機(jī)反轉(zhuǎn)，|UI|越大反轉(zhuǎn)越快。

PWM功率放大器的脈寬調(diào)制波形

（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反55橋式PWM功率放大器橋式PWM功率放大器56伺服電機(jī)的功率接口伺服電機(jī)的功率接口57（1）在同相的幾個(gè)磁極下，定、轉(zhuǎn)子齒應(yīng)同時(shí)對(duì)齊或同時(shí)錯(cuò)開(kāi)，這樣才能使幾個(gè)磁極的作用相加，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩。（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。Ｌ是步進(jìn)電機(jī)的一相繞組電感；最小運(yùn)動(dòng)增量和分辨率；（一）單電壓功率放大電路Tj=L/(RL+RC)回路的時(shí)間常數(shù)典型的伺服系統(tǒng)中，除了PWM功率放大器之外，還有電壓負(fù)反饋、速度負(fù)反饋、位置負(fù)反饋等環(huán)節(jié)。ＲＣ是外接電阻，也是限流電阻；最小運(yùn)動(dòng)增量和分辨率；功率放大電路有單電壓、雙電壓、斬波形、調(diào)頻調(diào)壓型和細(xì)分型等型式的電路。θZ=360°/40=9°在定子上裝有磁極，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上繞有勵(lì)磁繞組。在定子上裝有磁極，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上繞有勵(lì)磁繞組。直流伺服電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)單電壓功率放大電路是步進(jìn)電機(jī)控制中最簡(jiǎn)單的一種驅(qū)動(dòng)電路。在定子上裝有磁極，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上繞有勵(lì)磁繞組。單電壓功率放大電路是步進(jìn)電機(jī)控制中最簡(jiǎn)單的一種驅(qū)動(dòng)電路。UI>0電機(jī)正轉(zhuǎn)，|UI|越大正轉(zhuǎn)越快；標(biāo)準(zhǔn)型的PWM功率放大器（1）在同相的幾個(gè)磁極下，定、轉(zhuǎn)子齒應(yīng)同時(shí)對(duì)齊或同時(shí)錯(cuò)開(kāi)，這58計(jì)算機(jī)和PWM功率放大器的接口

計(jì)算機(jī)和PWM功率放大器的接口59第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)質(zhì)課件60伺服系統(tǒng)檢測(cè)元件伺服系統(tǒng)檢測(cè)元件61第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)質(zhì)課件62第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)質(zhì)課件63十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)循環(huán)碼000000000100010001200100011300110010401000110501010111601100101701110100810001100910011101101010111111101111101211001010131101101114111010011511111000十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)循環(huán)碼000000000100010001264伺服系統(tǒng)應(yīng)用：船舶駕駛、火炮控制、雷達(dá)控制、導(dǎo)航和制導(dǎo)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等。標(biāo)準(zhǔn)型的PWM功率放大器在定子上裝有磁極，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上繞有勵(lì)磁繞組。它由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。通過(guò)運(yùn)動(dòng)指令對(duì)機(jī)械設(shè)備實(shí)施精確控制。如果轉(zhuǎn)子有40個(gè)齒，那么，轉(zhuǎn)子的齒距角θZ為：在定子上裝有磁極，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上繞有勵(lì)磁繞組。如果轉(zhuǎn)子有40個(gè)齒，那么，轉(zhuǎn)子的齒距角θZ為：Ｌ是步進(jìn)電機(jī)的一相繞組電感；UI<0電機(jī)反轉(zhuǎn)，|UI|越大反轉(zhuǎn)越快。（一）單電壓功率放大電路UI<0電機(jī)反轉(zhuǎn)，|UI|越大反轉(zhuǎn)越快。優(yōu)選第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制標(biāo)準(zhǔn)型的PWM功率放大器在定子上裝有磁極，電磁式伺服電機(jī)的定子磁極上繞有勵(lì)磁繞組。最小運(yùn)動(dòng)增量和分辨率；在伺服控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)除了要控制系統(tǒng)的功率主回路外，同時(shí)還要實(shí)時(shí)檢測(cè)伺服系統(tǒng)的狀態(tài)。UI>0電機(jī)正轉(zhuǎn)，|UI|越大正轉(zhuǎn)越快；（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。伺服系統(tǒng)應(yīng)用：船舶駕駛、火炮控制、雷達(dá)控制、導(dǎo)航和制導(dǎo)、數(shù)控65第六章電動(dòng)機(jī)的微機(jī)控制優(yōu)質(zhì)課件66直流伺服電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

伺服系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。在伺服控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)除了要控制系統(tǒng)的功率主回路外，同時(shí)還要實(shí)時(shí)檢測(cè)伺服系統(tǒng)的狀態(tài)。典型的伺服系統(tǒng)中，除了PWM功率放大器之外，還有電壓負(fù)反饋、速度負(fù)反饋、位置負(fù)反饋等環(huán)節(jié)。

直流伺服電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)伺服系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的自動(dòng)控制系67系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成68系統(tǒng)傳遞函數(shù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)69系統(tǒng)仿真（連續(xù)）系統(tǒng)仿真（連續(xù)）70仿真結(jié)果1、角度響應(yīng)曲線2、速度響應(yīng)曲線3、控制輸出仿真結(jié)果2、速度響應(yīng)曲線3、控制輸出71系統(tǒng)仿真（離散）系統(tǒng)仿真（離散）72角度階躍響應(yīng)曲線角度階躍響應(yīng)曲線73速度響應(yīng)曲線速度響應(yīng)曲線74控制輸出控制輸出756.3步進(jìn)電機(jī)的微機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定子為三對(duì)磁極，每相一對(duì)，相對(duì)的極屬一相，不過(guò)每一個(gè)定子磁極的磁靴上有許多小齒，轉(zhuǎn)子圓周上也有許多小齒，根據(jù)工作要求，定、轉(zhuǎn)子齒寬距必須相等。

（1）在同相的幾個(gè)磁極下，定、轉(zhuǎn)子齒應(yīng)同時(shí)對(duì)齊或同時(shí)錯(cuò)開(kāi)，這樣才能使幾個(gè)磁極的作用相加，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩。（2）在不同相的磁極下，定、轉(zhuǎn)子齒的相對(duì)位置應(yīng)依次錯(cuò)開(kāi)1/m齒距（m為相數(shù)），這樣才能在連續(xù)改變通電狀態(tài)下，獲得連續(xù)不變的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。

6.3步進(jìn)電機(jī)的微機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理三相反應(yīng)式76步進(jìn)電機(jī)的齒距角θZ

θZ=2π/Nτ如果轉(zhuǎn)子有40個(gè)齒，那么，轉(zhuǎn)子的齒距角θZ為：θZ=360°/40=9°步進(jìn)電機(jī)的齒距角θZθZ=2π/Nτ如果轉(zhuǎn)子有40個(gè)77步進(jìn)電機(jī)的齒距角θZUI<0電機(jī)反轉(zhuǎn)，|UI|越大反轉(zhuǎn)越快。由于這兩種電源電壓分別是高壓和低壓電源，故也稱高低壓功率放大電路。伺服系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)和直流電機(jī)相同。直流伺服電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)伺服系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)（servomechanism）：由伺服電機(jī)組成的控制系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)的功率放大電路UI<0電機(jī)反轉(zhuǎn)，|UI|越大反轉(zhuǎn)越快。Ｌ是步進(jìn)電機(jī)的一相繞組電感；步進(jìn)電機(jī)的齒距角θZ功率放大電路有單電壓、雙電壓、斬波形、調(diào)頻調(diào)壓型和細(xì)分型等型式的電路。（2）控制信號(hào)UI的特性決定了伺服電機(jī)的工作狀態(tài)。（1）在同相的幾個(gè)磁極下，定、轉(zhuǎn)子齒應(yīng)同時(shí)對(duì)齊或同時(shí)錯(cuò)開(kāi)，這樣才能使幾個(gè)磁極的作用相加，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩。（1）伺服電機(jī)在PWM功率放大器驅(qū)動(dòng)下可以處于停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)三種狀態(tài)。直流伺服電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)UI>0電機(jī)正轉(zhuǎn)，|UI|越大正轉(zhuǎn)越快；步進(jìn)電機(jī)的齒距角θZ78步進(jìn)電機(jī)的工作方式為了使步進(jìn)電機(jī)能反向旋轉(zhuǎn)，對(duì)于圖6-22而言就是逆時(shí)針步進(jìn)，對(duì)各相的通電順序采用如下方式：ABC步進(jìn)電機(jī)的工作方式為了使步進(jìn)電機(jī)能反向旋轉(zhuǎn)，對(duì)于圖6-2279步進(jìn)電機(jī)的工作方式步進(jìn)電機(jī)的工作方式80步進(jìn)電機(jī)的工作方式步進(jìn)電機(jī)的工作方式81步進(jìn)電機(jī)的工作方式步進(jìn)電機(jī)的工作方式82步進(jìn)電機(jī)的工作方式步進(jìn)電機(jī)的工作方式83步進(jìn)電機(jī)的工作方式步進(jìn)電機(jī)的工作方式84步進(jìn)電機(jī)的工作方式步進(jìn)電機(jī)的工作方式85步進(jìn)電機(jī)的功率放大電路在實(shí)際應(yīng)用中，脈沖分配回路有各種構(gòu)成的辦法。最常用的是環(huán)行分配器電路，現(xiàn)在已漸漸采用微型計(jì)算機(jī)代替舊式的環(huán)行分配器；而在控制系統(tǒng)中，大量采用的是單片微型機(jī)。功率放大電路的結(jié)構(gòu)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的性能有著十分重要的作用。功率放大電路有單電壓、雙電壓、斬波形、調(diào)頻調(diào)壓型和細(xì)分型等型式的電路。

步進(jìn)電機(jī)的功率放大電路在實(shí)際應(yīng)用中，脈沖分配回路有各種構(gòu)成的86（一）單電壓功率放大電路

單電壓功率放大電路是步進(jìn)電機(jī)控制中最簡(jiǎn)單的一種驅(qū)動(dòng)電路。Ｌ是步進(jìn)電機(jī)的一相繞組電感；ＲＬ是繞組電阻；ＲＣ是外接電阻，也是限流電阻；Ｒd是續(xù)流電阻；Ｄ是續(xù)流二極管。

Tj=L/(RL+RC)回路的時(shí)間常數(shù)（一）單電壓功率放大電路單電壓功率放大電路是步進(jìn)電機(jī)控87（二）雙電壓功率放大電路

雙電壓功率放大電路就是采用兩種工作電源電壓的功放電路。由于這兩種電源電壓分別是高壓和低壓電源，故也稱高低壓功率放大電路。