直流pwm伺服系統(tǒng)在數(shù)控機床中的應(yīng)用-在線瀏覽
2025-08-06 04:31本頁面
【正文】 制單元通常都設(shè)計為智能型產(chǎn)品，它們的智能化特點表現(xiàn)在以下幾個方面:首先他們都具有參數(shù)記憶功能，系統(tǒng)的所有運行參數(shù)都可以通過人機對話的方式由軟件來設(shè)置，保存在伺服單元內(nèi)部，通過通信接口，這些參數(shù)甚至可以在運行途中由上位計算機加以修改，應(yīng)用起來十分方便。除以上特點之外，有的伺服系統(tǒng)還具有參數(shù)自整定的功能。帶有自整定功能的伺服單元可以通過幾次試運行，自動將系統(tǒng)的參數(shù)整定出來，并自動實現(xiàn)其最優(yōu)化。模塊化和網(wǎng)絡(luò)化 在國外，以工業(yè)局域網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的工廠自動化（Factory Automation 簡稱FA）工程技術(shù)在最近十年來得到了長足的發(fā)展，并顯示出良好的發(fā)展勢頭。這些接口的設(shè)置，顯著地增強了伺服單元與其它控制設(shè)備間的互聯(lián)能力，從而與CNC系統(tǒng)間的連接也由此變得十分簡單，只需要一根電纜或光纜，就可以將數(shù)臺，甚至數(shù)十臺伺服單元與上位計算機連接成為整個數(shù)控系統(tǒng)。高度集成化 新的伺服系統(tǒng)產(chǎn)品改變了將伺服系統(tǒng)劃分為速度伺服單元與位置伺服單元兩個模塊的做法，代之以單一的、高度集成化、多功能的控制單元。高度的集成化還顯著地縮小了整個控制系統(tǒng)的體積，使得伺服系統(tǒng)的安裝與調(diào)試工作都得到了簡化。這些先進器件的應(yīng)二、PWM（脈沖寬度調(diào)制）簡介PWM（脈沖寬度調(diào)制）直流伺服系統(tǒng)是主要用于直流有刷電機精確調(diào)速控制；直流電機以其良好的線性特性、優(yōu)異的控制性能等特點成為大多數(shù)變速運動控制和閉環(huán)位置伺服控制系統(tǒng)的最佳選擇。伺服調(diào)速電路通常采用速度、電流串級雙閉環(huán)調(diào)速原理實現(xiàn)；為適應(yīng)小型直流電機的使用需求，各半導(dǎo)體廠商推出了直流電機控制專用集成電路，構(gòu)成基于微處理器控制的直流電機伺服系統(tǒng)。因此脈寬調(diào)制(PWM)直流調(diào)速技術(shù)，實現(xiàn)大功率直流電機驅(qū)動控制。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種PWM技術(shù)。直流電機轉(zhuǎn)速控制可分為勵磁控制法與電樞電壓控制法。大多數(shù)應(yīng)用場合都使用電樞電壓控制法。PWM調(diào)速控制的基本原理是按一個固定頻率來接通和斷開電源，并根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)接通和斷開的時間比(占空比)來改變直流電機電樞上電壓的占空比，從而改變平均電壓，控制電機的轉(zhuǎn)速。只要按照一定的規(guī)律改變通、斷電的時間，即可控制電機轉(zhuǎn)速。電機始終接通電源時，電機轉(zhuǎn)速最大為Vmax，且設(shè)占空比為D=t／T，則電機的平均速度Vd為：Vd=，當改變占空比D=t／T時，就可以得到不同的電機平均速度Vd，從而達到調(diào)速的目的。 在直流電機驅(qū)動控制電路中，PWM信號由外部控制電路提供，并經(jīng)高速光電隔離電路、電機驅(qū)動邏輯與放大電路后，驅(qū)動H橋下臂MOSFET的開關(guān)來改變直流電機電樞上平均電壓，從而控制電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)直流電機PWM調(diào)速。當PWM控制電路工作時，其中H橋一側(cè)的兩路驅(qū)動信號的占空比相同但相位相反，同時隨控制信號改變并具有互鎖功能；而另一側(cè)上臂為低電平，下臂為高電平。設(shè)計的整體模塊見圖1所示。其內(nèi)部原理圖如圖2所示。I8模塊為脈寬鎖存器，可實現(xiàn)對來自微機的控制信號d[7：0]的鎖存,d[7：0]的向量值用于決定PWM信號的占空比。I12計數(shù)器在每個脈沖的上升沿到來時加1，當計數(shù)器的數(shù)值為00H或由0FFH溢出時，它將跳到00H時，cao輸出高電平至I7觸發(fā)器模塊的置位端，I7模塊輸出一直保持高電平。當計數(shù)器再次溢出時，又重復(fù)上述過程。I11為延時模塊，可防止橋路同側(cè)對管的導(dǎo)通，I10模塊為脈沖分配電路，用于輸出四路滿足設(shè)計要求的信號。四、PWM伺服
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