伺服如何實(shí)現(xiàn)脈沖控制及優(yōu)缺點(diǎn)

首先我給大家介紹一下作為電氣自動化設(shè)計(jì)者是如何實(shí)現(xiàn)伺服的控制的，下面是一個實(shí)例分析，只有知道控制原理，我們才能夠繼續(xù)延伸更多的知識，所謂“基礎(chǔ)要過硬”，好了，大家先理解一下！

一、實(shí)戰(zhàn)分析

伺服如何實(shí)現(xiàn)脈沖控制，及優(yōu)缺點(diǎn)

一般我們控制伺服電機(jī)正反轉(zhuǎn)，位置控制，或者是位置+速度控制，都是采用控制器發(fā)脈沖的控制方式，比如三菱PLC的FX2N和三菱的伺服驅(qū)動器，就可以利用PLC編輯程序，根據(jù)您所要的當(dāng)量換算，計(jì)算出要發(fā)出的脈沖數(shù)，發(fā)送速度等參數(shù)，然后驅(qū)動設(shè)備運(yùn)行相應(yīng)的距離。當(dāng)然比如西門子，歐姆龍等控制器和不同品牌的伺服，萬變不離其中，原理都是類似的。下面是三菱程序的一部分，參考一下哦！

那么問題來了，總線控制又是什么東東那，接下來我給大家介紹一下：

二、現(xiàn)場總線控制方式應(yīng)用場合及優(yōu)缺點(diǎn)分析

隨著IT產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，工廠內(nèi)設(shè)備的自動化也全面進(jìn)入了要以網(wǎng)絡(luò)來聯(lián)機(jī)的時代，這也使得"PC Based"的控制器在工廠設(shè)備中被運(yùn)用的比例也愈來愈高，在圖一中所展現(xiàn)的是一個開放式架構(gòu)?(Open Architecture)?工廠自動化?(Factory Automation)?的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包含了硬件及各式的通訊協(xié)議。

1. 多軸運(yùn)動控制
機(jī)器設(shè)備因自動化程度提高而使得單一機(jī)器上所需要的軸數(shù)增多，一臺設(shè)備上十幾軸是常見的事情。在軸數(shù)變多后，如何協(xié)調(diào)各軸動作就是一個重要的課題。

2. 體積要小
由于廠房空間的限制，機(jī)器的體積要越小越好，機(jī)器內(nèi)控制器的體積也就被要求愈來愈小，相對地走線空間也愈來愈少。

3. 要更精準(zhǔn)
隨著半導(dǎo)體制程已經(jīng)精密到100nm以下，在制程及檢測相關(guān)設(shè)備所要求的運(yùn)動精度也要更精確。

4. 要更穩(wěn)定

三、傳統(tǒng)AC伺服定位系統(tǒng)

圖二所示是一個傳統(tǒng)「模擬式AC伺服定位系統(tǒng)」的方塊圖，驅(qū)動器的內(nèi)層回路是一個相量控制的電流死循環(huán)系統(tǒng)以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，外圈是轉(zhuǎn)速死循環(huán)控制。運(yùn)動控制卡讀回 encoder 位置來作定位死循環(huán)控制。通常控制卡會利用DA輸出電壓到驅(qū)動器當(dāng)成轉(zhuǎn)速指令。

圖三所示為改良后的「脈沖式AC伺服定位系統(tǒng)」，因?yàn)樗欧?qū)動器的進(jìn)步而將定位死循環(huán)控制移入驅(qū)動器內(nèi)執(zhí)行。(也就是將速度環(huán)移到了驅(qū)動器內(nèi)部)。運(yùn)動控制卡輸出脈沖指令來同時控制馬達(dá)的位置及轉(zhuǎn)速，同時讀回encoder位置以作定位修正之用。

不論是傳統(tǒng)或是改良式的控制架構(gòu)都一定會遇到下列的瓶頸：

3. 偏移誤差（Offset）及噪聲。只要是模擬訊號必定會有所謂偏移誤差的問題，造成傳送指令的位準(zhǔn)誤差，此問題在零轉(zhuǎn)速附近會特別明顯，必須靠校正來補(bǔ)償，另外在高壓大電流的ＡＣ伺服系統(tǒng)必須特別注意噪聲帶來的干擾，否則也很容易引起脈沖指令誤差。

4. 缺乏自我檢測功能。這兩類驅(qū)動器架構(gòu)都很難令外界控制器讀取或?qū)崟r調(diào)整伺服參數(shù),伺服驅(qū)動器內(nèi)的參數(shù)多達(dá)百種,沒有辦法藉由傳統(tǒng)配線方式就讀取這些參數(shù)，如此就沒有辦法在控制器上完全掌握這些參數(shù)，也就沒有辦法進(jìn)行自我檢測及調(diào)試。

四、各式串行式運(yùn)動控制通訊協(xié)議

隨著串行式通訊科技的日新月異，如：Ethernet，運(yùn)用串行式通訊來解決傳統(tǒng)服務(wù)器驅(qū)動問題也有很大的進(jìn)展，就如第一節(jié)中所述，串行式系統(tǒng)的不便之處在于沒有共同遵守的通訊標(biāo)準(zhǔn)，就連在單項(xiàng)的運(yùn)動控制系統(tǒng)目前也沒有大家遵守的標(biāo)準(zhǔn)，不論是在硬件或通訊協(xié)議。

雖然沒有標(biāo)準(zhǔn)，但是技術(shù)內(nèi)涵的需求都是一樣的：

1. 要能在固定周期內(nèi)實(shí)時地傳輸控制指令，
2. 此周期是快速到約0.1ms~5ms之間，
3. 非周期性地收集外圍所有I/O資料，
4. 選擇性地、非周期地傳收伺服參數(shù)數(shù)據(jù)，
5. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上要含數(shù)據(jù)正確性編碼，以防在噪聲干擾時作數(shù)據(jù)修正。

編輯：黃飛

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