如何使用單片機(jī)對(duì)實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)控制的方法說(shuō)明

　　介紹了用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)控制的一種方案 ，能實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)變速、勻速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)控制。該方案在彩色電腦噴印機(jī)上得到了成功應(yīng)用 ，可實(shí)現(xiàn)對(duì)噴印過(guò)程的平穩(wěn)控制 ，并能精確控制噴印位置。

　　伺服電機(jī)屬于一類控制電機(jī) ，分為直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)兩種。由于交流伺服電機(jī)具有體積小、重量輕、大轉(zhuǎn)矩輸出、低慣量和良好的控制性能等優(yōu)點(diǎn) ，故被廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件 ，將控制電信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)軸的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)。由于伺服電機(jī)定位精度相當(dāng)高 ，現(xiàn)代位置控制系統(tǒng)已越來(lái)越多地采用以交流伺服電機(jī)為主要部件的位置控制系統(tǒng) ，本文的設(shè)計(jì)也正是用于噴印機(jī)的位置控制系統(tǒng)之中。

　　本控制系統(tǒng)選用松下 MSMA082A1C 型交流伺服電機(jī) ，通過(guò)以單片機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)的控制。伺服電機(jī)的控制方式主要有位置控制、速度控制兩種 ，為了提高其帶動(dòng)噴頭運(yùn)行的平穩(wěn)性 ， 選用了速度控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)的控制 ，以利用伺服電機(jī)系統(tǒng)自帶的 S 型曲線控制模型 ，達(dá)到理想的控制效果。系統(tǒng)組成框圖如圖 1 所示 ， 其中單片機(jī)控制器向伺服驅(qū)動(dòng)器輸出控制信號(hào) ， 再通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)按要求動(dòng)作 ，同時(shí) ，控制器接收固定在伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的光電編碼盤隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的反饋脈沖信號(hào) ，以實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)帶動(dòng)的噴頭運(yùn)行位置的檢測(cè)控制 ， 形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)噴印位置的精確控制 ，所以選用了分辨率為 2000p/ r 的光電編碼盤作位置傳感單元 ，將伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角位置變換成電脈沖信號(hào) ，以供單片機(jī)控制器對(duì)噴印位置進(jìn)行跟蹤控制。

　　本系統(tǒng)選用了松下 MINAS A 系列全數(shù)字式交流伺服驅(qū)動(dòng)器 MSDA083A1A （其主要性能指標(biāo)為 ： 電源電壓為三相 200V ，適配電機(jī)的額定功率為 750W ，編碼器類型為 3000p/ r） 。伺服驅(qū)動(dòng)器連接器 CN I/ F（50 腳）信號(hào)作為外部控制信號(hào)輸入/ 輸出 ，連接器 CN SIG（20 腳） 作為伺服電機(jī)編碼器的連接線。