智能小車設(shè)計(jì)1機(jī)器人硬件系統(tǒng)(文件)
【正文】 路組成的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng) ,既簡(jiǎn)單、廉價(jià) ,又非?？煽?,同時(shí) ,它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。 6）步進(jìn)電機(jī)存在振蕩和失步現(xiàn)象 ,必須對(duì)控制系統(tǒng)和機(jī)械負(fù)載采取相應(yīng)措施。 55 伺服電機(jī)工作原理 伺服主要靠脈沖來(lái)定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到 1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn) 1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)?，伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來(lái)，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái)，這樣，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到 。雙通道編碼器輸出脈沖之間相差為 90度。 單圈絕對(duì)值編碼器把軸細(xì)分成規(guī)定數(shù)量的測(cè)量步，最大的分辨率為 13位，這就意味著最大可區(qū)分 8192個(gè)位置 +多圈絕對(duì)值編碼器不僅能在一圈內(nèi)測(cè)量角位移，而且能用多步齒輪測(cè)量圈數(shù)。 61 步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的區(qū)別 一、控制精度不同 兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為 176。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)步距角更小。、 176。、 176。以松下全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例，對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn) 2500線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為360176。是步距角為 176。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。 步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的區(qū)別 63 三、矩頻特性不同 步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在 300～ 600RPM。以松下交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過(guò)載和轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過(guò)沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。 因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合 。 68 有刷電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 69 問(wèn)題 如何克服兩相混合式步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)和噪聲 ? 步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲大是其固有的缺點(diǎn)，一般可采用以下方案來(lái)克服： ，可通過(guò)改變減速比等機(jī)械傳動(dòng)避開(kāi)共振區(qū)； ，這是最常用的、最簡(jiǎn)便的方法； ，如三相或五相步進(jìn)電機(jī)； ，幾乎可以完全克服震動(dòng)和噪聲，但成本較高； ，市場(chǎng)上已有這種產(chǎn)品，但機(jī)械結(jié)構(gòu)改變較大。 控制復(fù)雜 ， 容易實(shí)現(xiàn)智能化 ， 其電子換相方式靈活 ， 可以方波換相或正弦波換相 。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下 MSMA 400W交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速 3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆](méi)有這種過(guò)載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。 步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的區(qū)別 64 四、過(guò)載能力不同 步進(jìn)電機(jī)一般不具有過(guò)載能力。 交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。 62 二、低頻特性不同 步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。對(duì)于帶 17位編碼器的電機(jī)而言，驅(qū)動(dòng)器每接收 2^17=131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為360176。，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角。、 176。；德國(guó)百格拉公司（ BERGER LAHR）生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置為 176。五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為 176。總的分辨率可達(dá)到 25位測(cè)量步數(shù)。 59 絕對(duì)值角度編碼器 60 絕對(duì)值角度編碼器工作原理 絕對(duì)值編碼器為每一個(gè)軸的位置提供一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的編碼數(shù)字值。 周期性的測(cè)量或者單位時(shí)間內(nèi)的脈沖計(jì)數(shù)可以用來(lái)測(cè)量移動(dòng)的速度。如果使用細(xì)
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