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 推荐:最近看到的一些很不错的关于伺服的帖子

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作者 主题
ltt321


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楼主    2007-09-03 19:45:55
主题:推荐:最近看到的一些很不错的关于伺服的帖子 精华帖 
1.伺服驱动器的问与答
http://bbs.gongkong.com/detail.asp?id=399594
摘录
关于伺服的三种控制方式,一般伺服都有三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式 。想知道的就是这三种控制方式具体根据什么来选择的?
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。具体采用什么控制方式要根据客户的要求,满足何种运动功能来选择。

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,用转矩模式不太方便,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。那么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(比如大部分中高端运动控制器);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干,而且,这时完全不需要使用伺服电机。

2.运动控制卡连接伺服电机的一般步骤
http://bbs.gongkong.com/detail.asp?id=339130
摘录
最近看到不少人提出控制卡与伺服电机连接时的基本问题,这些显然都是应该由控制卡的技术支持人员来解答的。下面是我给我的客户写的《控制卡以速度方式控制伺服电机的一般步骤》,为了避免广告的效果,尽量不涉及卡的具体型号,而且控制卡的品牌型号不同,具体的接线和指令也不同,甚至某些功能,不一定每种控制卡都支持,大家参考吧。

1、初始化参数
在接线之前,先初始化参数。
在控制卡上:选好控制方式;将PID参数清零;让控制卡上电时默认使能信号关闭;将此状态保存,确保控制卡再次上电时即为此状态。
在伺服电机上:设置控制方式;设置使能由外部控制;编码器信号输出的齿轮比;设置控制信号与电机转速的比例关系。一般来说,建议使伺服工作中的最大设计转速对应9V的控制电压。比如,松下是设置1V电压对应的转速,出厂值为500,如果你只准备让电机在1000转以下工作,那么,将这个参数设置为111。

2、接线
将控制卡断电,连接控制卡与伺服之间的信号线。以下的线是必须要接的:控制卡的模拟量输出线、使能信号线、伺服输出的编码器信号线。复查接线没有错误后,电机和控制卡(以及PC)上电。此时电机应该不动,而且可以用外力轻松转动,如果不是这样,检查使能信号的设置与接线。用外力转动电机,检查控制卡是否可以正确检测到电机位置的变化,否则检查编码器信号的接线和设置

3、试方向
对于一个闭环控制系统,如果反馈信号的方向不正确,后果肯定是灾难性的。通过控制卡打开伺服的使能信号。这是伺服应该以一个较低的速度转动,这就是传说中的“零漂”。一般控制卡上都会有抑制零漂的指令或参数。使用这个指令或参数,看电机的转速和方向是否可以通过这个指令(参数)控制。如果不能控制,检查模拟量接线及控制方式的参数设置。确认给出正数,电机正转,编码器计数增加;给出负数,电机反转转,编码器计数减小。如果电机带有负载,行程有限,不要采用这种方式。测试不要给过大的电压,建议在1V以下。如果方向不一致,可以修改控制卡或电机上的参数,使其一致。

3.请教:三环控制原理
http://bbs.gongkong.com/detail.asp?id=280889
摘录
1、首先电流环:电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出,我们称为“电流环给定”吧,然后呢就是电流环的这个给定和“电流环的反馈”值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机,“电流环的输出”就是电机的每相的相电流,“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)反馈给电流环的。
  2、速度环:速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值,我们称为“速度设定”,这个“速度设定”和“速度环反馈”值进行比较后的差值在速度环做PID调节(主要是比例增益和积分处理)后输出就是上面讲到的“电流环的给定”。速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。
  3、位置环:位置环的输入就是外部的脉冲(通常情况下,直接写数据到驱动器地址的伺服例外),外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”,设定和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节(比例增益调节,无积分微分环节)后输出和位置给定的前馈信号的合值就构成了上面讲的速度环的给定。位置环的反馈也来自于编码器。
  编码器安装于伺服电机尾部,它和电流环没有任何联系,他采样来自于电机的转动而不是电机电流,和电流环的输入、输出、反馈没有任何联系。而电流环是在驱动器内部形成的,即使没有电机,只要在每相上安装模拟负载(例如电灯泡)电流环就能形成反馈工作。。。

4.对伺服的整体疑问
http://bbs.gongkong.com/detail.asp?id=270142
摘录
首先,我个人认为做伺服系统首要问题是要有清晰的概念。一套完整的伺服系统,应该完成“电流环”、“速度环”和“位置环”的控制,速度环的输出直接给电流环做为给定,位置环的输出作为速度环的给定。伺服驱动器根据使用条件不同设置了三种工作模式,那么控制器就要根据这三种工作模式做相应的控制。简单来说,当伺服驱动器为位置模式时,其内部需要调节三个环的所有参数,上位控制器只是一个简单的给定,对控制器来说是开环控制,因此也就没有什么控制品质参数需要调整.当伺服驱动器为速度模式时,控制器一般发出+-10v电压作为速度给定传送给伺服驱动器,同时接收编码器反馈构成位置环的闭环控制,此时控制器所调节的参数是与位置相关的控制品质参数,而伺服驱动器此时只要调节速度环与电流环相关的参数即可,驱动器内位置环相关参数没有意义!
   你使用的TRIO控制器,即可以脉冲输出,也可以模拟量输出同时编码器返回.如果你用脉冲输出,那么你需要设定伺服驱动器为位置模式,要调整其位置环、速度环及电流环的PID参数,此外你要设定伺服驱动器的电子齿轮比,此时控制器没有什么PID参数需要调整。
   如果你采用模拟量输出加编码器返回方式控制,伺服驱动器设定为速度模式,需要调节伺服的速度环相关pid参数,控制器侧p_gain,i_gain,d_gain,vff_gain等参数需要调节,以达到好的控制品质,此时伺服驱动器的位置环参数与电子齿轮比参数没有作用。调节pid参数遵循由内到外原则,先调节电流环参数,在速度环参数,最后位置环参数,一般情况,你设定好伺服内的负载惯量比,采用其推荐参数就可使用,细致的控制品质调解方法,在TRIO的软件中,你可以打开其示波器功能,你所调节的任何变化,都可以通过示波器看到,十分方便!
   据此,只用当你用trio控制器模拟量输出加编码器反馈的位置闭环方式时,才有控制器位置环开闭环控制的说法,当servo=0时,控制器为开环控制,此时的运动指令不起作用,只用DAC这个指令有作用,DAC是直接的模拟量输出指令,其直接输出-10v到10v电压,控制伺服转速。(其方式有点像控制变频器)其描述你仔细看一下帮助。当servo=1时,位置环闭环控制,运动指令才有效。
   在TRIO控制器上有直接连接伺服使能的继电器型节点输出。当wdog=1,该输出为ON,使伺服使能,当wdog=0时,断开伺服使能。WDOG与开闭环没有关系。当控制器在运转过程中,系统发生故障,其会自动将wdog=0!

5。通用伺服和数控专用伺服有什么区别
http://bbs.gongkong.com/detail.asp?id=283832
摘录
简单点说:数控专用伺服是指伺服和数控系统之间是封闭的,数控专用伺服你是不能应用在其它上位机(如发脉冲,模拟量命令)的场合.而通用伺服(讲泛用型伺服更专业)只能接受脉冲或模拟量命令的上位机,通用伺服你是没有办法应用在带专用伺服的数控系统上.举个例子.西门子802C(或S)是能带通用型伺服的,但810,840就不行了,你非得用它自已的专用伺服不可.至于国产的数控系统或台湾产的数控系统,它们发的控制命令一般都是脉冲或模拟量(发脉冲的数控算是最简单的了),所以它们都是(也只能)带通用伺服.
复杂点讲:数控专用伺服是一功率后级伺服.伺服驱动的很多部分已和数控系统做成一体,其发出的信号已是PWM信号,装在外部的驱动部分只是一电源及功率放大器而已.而通用型伺服却不同,其各种回路(如位置,速度,电流)及运算全做在驱动器里.包括电机的参数.
讲几点实际应用上的区别吧:专用伺服的参数调试一般是在数控系统里调试,而通用型伺服需要在伺服驱动器上调试.
专用型伺服电机部分编码器反馈是直接接回数控系统的(因外部只是一电源及放大器而已),而通用型伺服却必需接回驱动器部分.
专用型伺服电机编码器线数很多是上百万线的,可通用型的却差远了,一般也就是2500及17BIT(上百万用得到吗?谁能接受得来呀?)
在高速高精的机床应用场合,非得用专用型伺服及数控不可,台湾及国产的数控系统加通用型伺服可做不了(至少现在不行). 当然便宜多了.东西不在于有多高端,而在于你应用于什么场合嘛. 不过在数控行业,使用专用型伺服是一种趋势.
这就是为什么高端数控系统都带专用型伺服(优点太多.不说了),三菱分CNC及通用伺服两部们也就容易理解了.

6."位置","速度","转矩"
http://bbs.gongkong.com/detail.asp?id=232375
摘录
"位置"、"速度"、"转矩"是伺服系统由外到内的三个闭环控制方式。
  位置控制方式有伺服完成所有的三个闭环的控制,计算机只需要发送脉冲串给伺服单元即可,计算机一侧不需要完成PID控制算法;
  使用速度控制方式时,伺服完成速度和扭矩(电流)两个闭环的控制,计算机需要发送模拟量给伺服单元,计算机一侧需要完成PID位置控制算法,然后通过D/A输出;
  一般来讲,我们的需要位置控制的系统,既可以使用伺服的位置控制方式,也可以使用速度控制方式,只是上位机的处理不同。另外,有人认为位置控制方式容易受到干扰。
  扭矩控制方式是伺服系统只进行扭矩的闭环控制,即电流控制,上位机的算法也简单,只需要发送给伺服单元一个目标扭矩值,是一个模拟量。多用在单一的扭矩控制场合,比如在印刷机系统中,一个电机用速度或位置控制方式,用来确定印刷位置,另一个电机用作扭矩控制方式,用来形成恒定的张力。

7.伺服的三种控制方式
http://bbs.gongkong.com/detail.asp?id=269999
摘录
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,用转矩模式不太方便,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。那么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(比如大部分中高端运动控制器);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干,而且,这时完全不需要使用伺服电机。

8.请问伺服和变频器有什么区别
http://bbs.gongkong.com/detail.asp?id=236382
摘录
一、两者的共同点:
   交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术,在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的,也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节:变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电,然后通过可控制门极的各类晶体管(IGBT,IGCT等)通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电,由于频率可调,所以交流电机的速度就可调了(n=60f/p ,n转速,f频率, p极对数)
  二、谈谈变频器:
   简单的变频器只能调节交流电机的速度,这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定,这就是传统意义上的V/F控制方式。现在很多的变频已经通过数学模型的建立,将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩的两个电流的分量,现在大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩,UVW每相的输出要加霍尔效应的电流检测装置,采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节;ABB的变频又提出和这样方式不同的直接转矩控制技术,具体请查阅有关资料。这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩,而且速度的控制精度优于v/f控制,编码器反馈也可加可不加,加的时候控制精度和响应特性要好很多。
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