伺服控制技术

伺服控制技术

伺服控制的定义

伺服控制概念的提法很多，其实概念的提法并不重要。为满足某种目的，产生运动和对物体运动进行控制是我们人类最重要的活动之一。所谓伺服控制指对物体运动的有效控制，即对物体运动的速度、位置、加速度进行控制。这种控制正在变得随处可见和越来越普遍。

伺服电动机

伺服电动机有两项技术值得注意，一是高密度电机，采用一种叫“大极电机”的设计思想。例如六极九槽电机，定子由九个独立的极构成，在每个极上绕制集中线圈，然后再将九个极拼装起来，形成九个槽的电机铁芯。由于每个极是独立绕制和整形，所以即使采用自动机绕，也能保持槽满率高达90%。这类电机制造工艺好，空间利用和体积都达到了最小化，故称为高密度电机。从运行原理上讲，这类电机不属于旋转磁场电机，它在三相脉振磁场下工作，因此，它的适用性、设计方法和运行方式都有一定特殊性，例如这类电机不适合方波电流驱动。电机界眼光都是一致的，目前，安川、松下、富士、科比、台达等小功率伺服电动机产品中均采用高密度电机设计方案，当然我们也不例外。

另一类是嵌入式磁钢速率伺服电动机，它可利用凸极效应引起的交、直轴电感随位置变化的特点，构成真正意义上的、可*的无位置传感器速率伺服电动驱动系统。

2、传感器

除了各类光电编码器以外，磁编码器值得关注。磁编码器的体积和重量都比光电编码器小几十倍，温度范围更宽，几乎不怕冲击和振动。其工作原理非常简单，它的定子是一颗内嵌霍尔磁敏元件和DSP的芯片，体积可以小到MSOP-24封装，它的转子是一颗两极磁钢。它的分辨率10─12位，精度8─10位。这种磁编码器目前已有供应。

作为空间应用，为了满足-35 0C ─ 80 0C环境要求，几乎难以采用传统的光电编码器，为此我们自行研制了磁编码器，分辨率16位，精度12位。磁编码器信号处理电路共存于驱动控制电路(FPGA)中，形成传感器与驱动控制电路一体化。

电流传感器是伺服控制必不可少的，小功率系统可以采用电阻采样，一般可采用霍尔电流传感器。两种方法都要将模拟信号转换成数字信号，然后参于数字伺服控制。上述A/D转换的输出形式通常是串行数字脉冲或脉宽调制信号。美国IR公司专门为电阻采样设计了一款电流反馈专用芯片IR2175。它具有12位分辨率，600V原副边耐压，使用非常方便。为了提高耐压等级和有效分辨率，我们研制出一种极小体积的，基于霍尔磁平衡原理的电流传感器。它分辨率12位，耐压2500V，脉宽调制信号频率168KHz。

3、伺服单元

2003年美国IR公司推出单芯片速率伺服控制系统，它内部包括：电机矢量FOC控制器、电流PI调节器、速度PI调节器、SVPWM调制器、传感器接口、SPI 和并行通信接口等。IR公司推出的单芯片速率伺服控制系统的最重要特点是，允许用户对上百种参数进行实时的和初始化给定。下图所示速率伺服控制系统是

我们利用IR公司芯片构建的应用系统。

我们在伺服控制系统方面有几十年的积累，并通过与美国IR公司、美国AD 公司等的合作研制出具有自主知识产权的单芯片高精度运动控制系统方案。

该技术在一片FPGA中实现了FOC控制器、电流PI调节器、速度PI调节器、位置PID调节器、速度前馈控制器、IIR滤波器、SVPWM调制器、梯形速度轨迹生成器、位置指令处理器、监控与保护环节、通讯模块、寄存器堆等所有伺服控制模块，并且在内部集成了CPU，可以完成键盘、显示及外部通讯控制，为真正的数字可编程片上系统(SOPC)。

由于所有控制算法均用硬件实现，所以伺服控制器可以达到相当高的性能，其电流环与速度环采样频率均可达到20kHz，位置环采样频率可达10kHz以上，频率指标主要由芯片本身性能限制。通过上位机可以访问所有内部寄存器，能实现各种控制目的。所有参数可以进行在线修改，包括开关频率、死区时间、调节器参数、滤波器参数等。适应于PMSM、IM、BLDCM等不同电机的驱动控制，并兼容霍尔传感器、增量式/绝对式码盘、磁编码器、旋转变压器等各类传感器接口信号。可以接收脉冲指令、模拟指令以及数字指令等各种输入信号，并可通过上位机或控制面板完成所有操作功能。具有控制器识别码接口，易于实现多轴控制。

这种单片控制器大大减少了系统体积，提高了抗干扰性，加上完善的保护措施，保证了系统运行的可*性。

4、伺服组件

伺服组件指：由伺服电动机、机械减速或耦合机构、伺服控制器、传感器等组成的一体化伺服机构。例如：光驱主轴驱动模块、机器人的关节、汽车电动助力机构等等。对组件的基本要求是：体积小、重量轻（即高密度），一体化独成系统，互换性、可复用性和高可*性等等。伺服组件是我们的重要研究方向。其中三轴和四轴组件更有特色，这些多轴伺服控制器通常可以由一个FPGA运动控制IP核来实现。另外，伺服组件中的电磁兼容、热分析与设计非常重要。

5、微小型CNC加工中心

CNC加工中心是伺服控制技术的大集成。小型CNC加工中心系统由轻巧型机床主体、高密度交流伺服电机、高精度编码器、伺服单元和基于DSP+PC的数控系统五大部分组成，其显著特点是拥有轻巧的外型，除采用自动虚拟刀库外，具有常规CNC加工中心的功能和性能指标。与常规的CNC加工中心相比，该多轴加工系统具有更高的运行效率和更低的使用成本，在操作方便性、产品价格以及功能重组等许多方面都具有竞争力。它是一种能满足计算机数字控制、自动化作业、高精度加工等普遍需求的普及型产品，是生产、教学、个人创造和劳动的有力助手。CNC加工中心是伺服控制技术应用的典范。

小型CNC加工中心的XYZ运动轴的分辨率0.001 (mm)，重复精度0.01 (mm)，主轴（速率控制）转速24000rpm，连动轴数4或5，支持DNC、 AUTO、EDIT等工作方式，支持G代码及 Mastercam、 AutoCAD、 Pro/E 等加工数据。

grasshopper学习手册笔记(中英文注解2018.9.12整理)

一、 Prams[n.参数] 电池组 （1）.Geometry[美[d?i'ɑ?m?tri],n.几何，几何学] 电池组 这一组都是对数据的抓取，电池都有左侧输入端和右侧输出端，都有两种输入数据的方法，一种是把相应数据连接到左侧输入端，另一种是电池上点右键 Set one XXX，新设置一个XXX。Set multipleXXX，[美['m?lt?pl],adj,多种多样的，许多的，n.倍数，关联]，即设置多个。但是Set one curve 只能选取Rhino 中创建好的，[美['ra?no?],n.犀牛] 左侧输入端：任何相应属性数据。右侧输出端：电池所包含的相应属性数据。

Import Coordinates【['?mp?t] 进口，进口货；输入；意思，含义；重要性[k?u'?：dineits] 坐标；相配之衣物】 Import PDB Read Flie 【[rid] 阅读；读懂】 Import 3DM Import Image Import SHP

二、 2、Maths电池组【[m?θs] 数学】

（3）Operators运算电池组【['?p?re?t?z] 操作员；管理者；运算符】这一组电池非常好掌握，学过数学的都明白：

（6）Time 电池组 （7）Trig 三角函数电池组【[tr?g漂亮的；整洁的；良好的】 Cosine：余弦【['ko?sa?n] [数]余弦】 Sinc：辛格函数 sinc函数，又称辛格函数，用sinc(x)表示。（sinc函数不同于Sa函数，Sa函数称为采样函数，或抽样函数，用Sa(x)表示。有两个定义，有时区分为归一化sinc函数和非归一化的sinc函数。 一维sinc函数编辑：函数定义 它们都是正弦函数和单调递减函数 1/x的乘积： 1.在数字信号处理和通信理论中，归一化sinc函数通常定义为;

伺服基础知识

1，伺服驱动器制动电阻选择的问题？ 答：制动电阻的问题，这是个大问题。当然从工程的角度来讲，因为有些东西无法准确的计算，为安全起见，对于频繁启动停止，频繁正反转的场合，可以简单的用能量守恒原理来进行计算。而对于制动电阻的阻值选择的一般规律是制动电阻的阻值不能够太大，也不能够太小，而是有一个范围的。如果阻值太大的话，简单点说，假如是无穷大的话，相当于制动电阻断开，制动电阻不起制动的作用，伺服驱动器还是会报警过电压；如果阻值太小的话，则制动的时候通过该电阻的电流就将非常大，流过制动功率管的电流也会非常大，会将制动功率管烧毁，而制动功率管的额定电流一般是等同于驱动管的，所以制动电阻的最小值是不应当低于710/伺服驱动器的额定电流的（假定伺服驱动器是三相380V电压输入）。另外制动电阻分为两种：铝合金制动电阻和波纹制动电阻。当然网上资料说两种制动电阻各有优劣，但是我想对于一般的工程应用应该是都可以的。另外对于变频器的制动电阻的选择原理上与伺服驱动器是相似的。 2，为什么伺服驱动器加上使能后，所连接的伺服电机的轴用手不能转动？ 答：以伺服驱动器处于位置控制方式为例。运用自动控制的基本原理就可以进行解释。因为伺服驱动器加上使能后，整个闭环系

统就开始工作了，但这个时候伺服系统的给定却为零，假定伺服驱动器处于位置控制方式的话，那么位置脉冲指令给定则为零，如果用手去转动电机轴的话，相当于外部扰动而产生了一个小的位置反馈，因为这个时候的位置脉冲指令给定为零，所以就产生了一个负的位置偏差值，然后该偏差值与伺服系统的位置环增益的乘积就形成了速度指令给定信号，然后速度指令给定信号与内部的电流环输出了力矩，这个力矩就带动电机运转试图来消除这个位置偏差，所以当人试图去转动电机轴的时候就感觉转动不了。 3，伺服驱动器电子齿轮比的设置的问题？ 答：这里首先要区分伺服的控制方式，当然这里假定伺服是以接受脉冲的方式来控制的（伺服如果以总线的方式来控制的话，伺服驱动器就不用设置电子齿轮比了，但是在上位系统中却会有另外一个东西需要设置，这个东西就是脉冲当量，本质上和伺服驱动器的电子齿轮比是一回事），然后还有伺服是位置控制方式还是速度控制方式或力矩控制方式的问题，如果伺服是速度控制方式或力矩控制方式的话，显然电子齿轮比的设置就失去了意义。也就是说电子齿轮比的设置仅在位置控制方式的时候才有效。还有个问题就是伺服是作为直线轴还是作为旋转轴来使用。对于绣花机来说，X轴，Y轴，M轴，SP轴都是直线轴，因为大豪上位认为是1000个脉冲为一转，所以对于这些轴的电子齿轮比的

ASD伺服常见问题处理方式

ASD伺服常见问题处理方式 1,伺服驱动器输出到电机的UVW三相是否可以互换？ 不可以，伺服驱动器到电机UVW的接法是唯一的。普通异步电机输入电源UVW两相互换时电机会反转，事实上伺服电机UVW任意两相互换电机也会反转，但是伺服电机是有反馈装置的，这样就出现正反馈会导致电机飞车。伺服驱动器会检测并防止飞车，因此在UVW接错线后我们看到的现象是电机以很快的速度转过一个角度然后报警过负载ALE06。 2,伺服电机为何要Servo on之后才可以动作？ 伺服驱动器并不是在通电后就会输出电流到电机，因此电机是处于放松的状态（手可以转动电机轴）。伺服驱动器接收到Servo on信号后会输出电流到电机，让电机处于一种电气保持的状态，此时才可以接收指令去动作，没有收到指令时是不会动作的即使有外力介入（手转不动电机轴），这样伺服电机才能实现精确定位。 3,伺服驱动器报警ALE01如何处理？ 检查UVW线是否有短路。如果把UVW线与驱动器断开再通电仍然出现ALE01则是驱动器硬件故障。 4,ALE02过电压/ALE03低电压报警发生时如何处理？ 首先使用万用表测量输入电压是否在允许范围内；再次是通过驱动器或伺服软件示波器监视“主回路电压”，这是直流母线电压，电压伏数应该是输入交流电压的1.414倍，正常来讲应该不会有太大的偏差。如果偏差很大需返厂重新校准。ALE02/ALE03报警是以“主回路电压”来判断的。 5,在高速运行时机台在中途有很明显的一钝，观察发现是中途有ALE03报警产生，但是一闪就消失了，如何解决这个问题？ 在高速运行时会消耗很大能量，母线电压会下降，如果输入电压偏低此时就会出现ALE03报警。报警发生时伺服马上停止，母线电压恢复正常，报警自动消失，伺服会继续运行，因此看起来就是明显的一钝。这种情况多发生在使用单相电源供电时，建议主回路使用三相电源供电。参数P2-65 bit12置ON可使ALE03报警发生时，母线电压恢复后报警不会自动消失。 6,伺服驱动器报警ALE04如何处理？ AB系列伺服驱动器配ECMA马达时功率不匹配上电会报警ALE04，除这种情况外刚一上电就报警ALE04就是电机编码器故障。如果在使用过程中出现ALE04报警是因为编码器信号被干扰，请查看编码器线是否是屏蔽双绞、驱动器与电机间地线是否连接，或者在编码器线上套磁环。通过ALE04.EXE软件可以监测每次Z脉冲位置AB脉冲计数是否变化，有变化则会报

PostgreSQL学习手册：SQL语言函数

PostgreSQL学习手册：SQL语言函数 一、基本概念： SQL函数可以包含任意数量的查询，但是函数只返回最后一个查询(必须是SELECT)的结果。在简单情况下，返回最后一条查询结果的第一行。如果最后一个查询不返回任何行，那么该函数将返回NULL值。如果需要该函数返回最后一条SELECT语句的所有行，可以将函数的返回值定义为集合，即SETOF sometype。 SQL函数的函数体应该是用分号分隔的SQL语句列表，其中最后一条语句之后的分号是可选的。除非函数声明为返回void，否则最后一条语句必须是SELECT。事实上，在SQL函数中，不仅可以包含SELECT查询语句，也可以包含INSERT、UPDATE和DELETE等其他标准的SQL 语句，但是和事物相关的语句不能包含其中，如BEGIN、COMMIT、ROLLBACK和SAVEPOINT 等。 CREATE FUNCTION命令的语法要求函数体写成一个字符串文本。通常来说，该文本字符串常量使用美元符($$)围住，如： CREATE FUNCTION clean_emp() RETURNS void AS $$ DELETE FROM emp WHERE salary < 0; $$ LANGUAGE SQL; 最后需要说明的是SQL函数中的参数，PostgreSQL定义$1表示第一个参数，$2为第二个参数并以此类推。如果参数是复合类型，则可以使用点表示法，即$https://www.sodocs.net/doc/7810011164.html,访问复合类型参数中的name字段。需要注意的是函数参数只能用作数据值，而不能用于标识符，如：INSERT INTO mytable VALUES ($1); --合法 INSERT INTO $1 VALUES (42); --不合法(表名属于标示符之一) 二、基本类型： 最简单的SQL函数可能就是没有参数且返回基本类型的函数了，如： CREATE FUNCTION one() RETURNS integer AS $$ SELECT 1 AS result; $$ LANGUAGE SQL; 下面的例子声明了基本类型作为函数的参数。 CREATE FUNCTION add_em(integer, integer) RETURNS integer AS $$ SELECT $1 + $2; $$ LANGUAGE SQL; # 通过select调用函数。 postgres=# SELECT add_em(1,2) AS answer; answer -------- 3 (1 row) 在下面的例子中，函数体内包含多个SQL语句，它们之间是用分号进行分隔的。CREATE FUNCTION tf1 (integer, numeric) RETURNS numeric AS $$ UPDATE bank SET balance = balance - $2 WHERE accountno = $1; SELECT balance FROM bank WHERE accountno = $1; $$ LANGUAGE SQL;

伺服电动机基本知识讲解

伺服电动机又叫执行电动机，或叫控制电动机。在自动控制系统中，伺服电动机是一个执行元件，它的作用是把信号（控制电压或相位）变换成机械位移，也就是把接收到的电信号变为电机的一定转速或角位移。其容量一般在0.1-100W,常用的是30W以下。伺服电动机有直流和交流之分。 一、交流伺服电动机 交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似，如图1所示。其定子上装有两个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组Rf，它始终接在交流电压Uf上；另一个是控制绕组L，联接控制信号电压Uc。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式，但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性，无“自转”现象和快速响应的性能，它与普通电动机相比，应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式：一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子，为了减小转子的转动惯量，转子做得细长；另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子，杯壁很薄，仅0.2-0.3mm，为了减小磁路的磁阻，要在空心杯形转子内放置固定的内定子，如图2所示。空心杯形转子的转动惯量很小，反应迅速，而且运转平稳，因此被广泛采用。

图1 交流伺服电动机原理图 图2 空心杯形转子伺服电动机结构 交流伺服电动机在没有控制电压时，定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子静止不动。当有控制电压时，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负载恒定的情况下，电动机的

转速随控制电压的大小而变化，当控制电压的相位相反时，伺服电动机将反转。 交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似，但前者的转子电阻比后者大得多，所以伺服电动机与单机异步电动机相比，有三个显著特点： 1、起动转矩大 由于转子电阻大，其转矩特性曲线如图3中曲线1所示，与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比，有明显的区别。它可使临界转差率S0＞1，这样不仅使转矩特性（机械特性）更接近于线性，而且具有较大的起动转矩。因此，当定子一有控制电压，转子立即转动，即具有起动快、灵敏度高的特点。 图3 伺服电动机的转矩特性 2、运行范围较宽 如图3所示，较差率S在0到1的范围内伺服电动机都能稳定运转。 3、无自转现象

伺服系统在数控机床上的应用

[摘要]伺服电机比步进电机性能更优越，随着现代电机控制理论的发展，伺服电机控制技术成为了机床数控系统的重要组成部分，并正朝着交流化、数字化、智能化方向发展。 [关键词] 数控系统伺服电机直接驱动 近年来，伺服电机控制技术正朝着交流化、数字化、智能化三个方向发展。作为数控机床的执行机构，伺服系统将电力电子器件、控制、驱动及保护等集为一体，并随着数字脉宽调制技术、特种电机材料技术、微电子技术及现代控制技术的进步，经历了从步进到直流，进而到交流的发展历程。本文对其技术现状及发展趋势作简要探讨。 一、数控机床伺服系统 （一）开环伺服系统。开环伺服系统不设检测反馈装置，不构成运动反馈控制回路，电动机按数控装置发出的指令脉冲工作，对运动误差没有检测反馈和处理修正过程，采用步进电机作为驱动器件，机床的位置精度完全取决于步进电动机的步距角精度和机械部分的传动精度，难以达到比较高精度要求。步进电动机的转速不可能很高，运动部件的速度受到限制。但步进电机结构简单、可靠性高、成本低，且其控制电路也简单。所以开环控制系统多用于精度和速度要求不高的经济型数控机床。 （二）全闭环伺服系统。闭环伺服系统主要由比较环节、伺服驱动放大器，进给伺服电动机、机械传动装置和直线位移测量装置组成。对机床运动部件的移动量具有检测与反馈修正功能，采用直流伺服电动机或交流伺服电动机作为驱动部件。可以采用直接安装在工作台的光栅或感应同步器作为位置检测器件，来构成高精度的全闭环位置控制系统。系统的直线位移检测器安装在移动部件上，其精度主要取决于位移检测装置的精度和灵敏度，其产生的加工精度比较高。但机械传动装置的刚度、摩擦阻尼特性、反向间隙等各种非线性因素，对系统稳定性有很大影响，使闭环进给伺服系统安装调试比较复杂。因此只是用在高精度和大型数控机床上。 （三）半闭环伺服系统。半闭环伺服系统的工作原理与全闭环伺服系统相同，同样采用伺服电动机作为驱动部件，可以采用内装于电机内的脉冲编码器，无刷旋转变压器或测速发电机作为位置/ 速度检测器件来构成半闭环位置控制系统，其系统的反馈信号取自电机轴或丝杆上，进给系统中的机械传动装置处于反馈回路之外，其刚度等非线性因素对系统稳定性没有影响，安装调试比较方便。机床的定位精度与机械传动装置的精度有关，而数控装置都有螺距误差补偿和间隙补偿等项功能，在传动装置精度不太高的情况下，可以利用补偿功能将加工精度提高到满意的程度。故半闭环伺服系统在数控机床中应用很广。 二、伺服电机控制性能优越 （一）低频特性好。步进电机易出现低速时低频振动现象。交流伺服电机不会出现此现象，运转非常平稳，交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能，可检测出机械的共振点，便于系统调整。 （二）控制精度高。交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。例如松下全数字式交流伺服电机，对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为 1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。 （三）过载能力强。步进电机不具有过载能力，为了克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩，选型时需要选取额定转矩比负载转矩大很多的电机，造成了力矩浪费的现象。而交流伺服电机具有较强的过载能力，例如松下交流伺服系统中的伺服电机的最大转矩达到额定转矩的三倍，可用

什么是伺服电机,伺服电机知识汇总

什么是伺服电机，伺服电机知识汇总 “伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思。“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机：在控制信号发出之前，转子静止不动；当控制信号发出时，转子立即转动；当控制信号消失时，转子能即时停转。 伺服电机是自动控制装置中被用作执行元件的微特电机，其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。 伺服电机分为交流伺服和直流伺服两大类 交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机（异步电机）相似。在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf，接恒定交流电压，利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化，达到控制电机运行的目的。交流伺服电机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格（要求分别小于10％～15％和小于15％～25％）等特点。 直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。电机转速n＝E ／K1j＝（Ua－IaRa）／K1j，式中E为电枢反电动势，K为常数，j为每极磁通，Ua、Ia为电枢电压和电枢电流，Ra为电枢电阻，改变Ua 或改变φ，均可控制直流伺服电动机的转速，但一般采用控制电枢电压的方法，在永磁式直流伺服电动机中，励磁绕组被永久磁铁所取代，磁通φ恒定。直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时

间响应。 直流伺服电机的优点和缺点 优点：速度控制精确，转矩速度特性很硬，控制原理简单，使用方便，价格便宜。 缺点：电刷换向，速度限制，附加阻力，产生磨损微粒（无尘易爆环境不宜） 交流伺服电机的优点和缺点 优点：速度控制特性良好，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡，90%以上的高效率，发热少，高速控制，高精确度位置控制（取决于编码器精度），额定运行区域内，可实现恒力矩，惯量低，低噪音，无电刷磨损，免维护（适用于无尘、易爆环境）缺点：控制较复杂，驱动器参数需要现场调整PID参数确定，需要更多的连线。 直流伺服电机分为有刷和无刷电机。 有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对使用环境有要求，通常用于对成本敏感的普通工业和民用场合。 无刷电机体积小重量轻，出力大响应快，速度高惯量小，力矩稳定转动平滑，控制复杂，智能化，电子换相方式灵活，可以方波或正弦波换相，电机免维护，高效节能，电磁辐射小，温升低寿命长，适用于各种环境。 交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控

三洋伺服驱动器常见故障

伺服驱动器常见故障：无显示、缺相、过流、过压、欠压、过热、过载、接地、参数错误、有显示无输出、模块损坏、报错等； AL 21 RL 21 电源故障，电流过大，驱动器的U、V、W相和驱动器电机之间的连线短路或者U、V、W 相接地 AL 22 RL 22 电源检测异常伺服驱动器和电机不匹配 AL 23 RL 23 电源检测异常伺服驱动器内部电路故障 AL 24 RL 24 电源检测异常 AL 41 RL 41 过载伺服驱动器控制板或电源模块有问题，伺服电机编码器电路故障，驱动器与电机不匹配，伺服电机抱闸没有松开，驱动器和电机UVW相接线不正确，驱动器和电机UVW相接线中一相或全部断开 AL 42 RL 42 过载伺服驱动器控制板或电源模块有问题，伺服电机编码器电路故障，驱动器与电机不匹配，伺服电机抱闸没有松开，驱动器和电机UVW相接线不正确，驱动器和电机UVW相接线中一相或全部断开 AL 43 RL 43 再生故障超过内置再生电阻允许的再生功率，负载惯量过大或导电时间太短，再生电阻断线，外置再生电阻阻抗值太大，驱动器的控制电路故障 AL 51 RL 51 驱动器过热驱动器的温度异常，驱动器内部电路故障 AL 52 RL 52 突入防止电阻过热冲入防止电阻过热，伺服驱动器内部故障，周围温度过高 AL 53 RL 53 DB电阻器过热驱动器内电路故障 AL 54 RL 54 内部过热驱动器内部电路故障 AL 55 RL 55 外部过热伺服驱动器控制板故障 AL 61 RL 61 超电压伺服驱动器控制板故障， AL 62 RL 62 主回路电压过低伺服驱动器内部不良 AL 63 RL 63 主电源缺相3相输入R S T中，1相没有输入 AL 71 RL 71 控制电源的电压下降 AL 72 RL 72 +12V电源下降 AL 81 RL 81 编码器A相B相的脉冲信号异常

伺服驱动器常见故障的原因及对策

伺服驱动器常见故障的原因及对策 伺服驱动器由于长时间的使用，难免会出现故障，最重要的是及时查找出原因，对应解决故障，及早恢复正常使用。小编在这整理伺服驱动器常见的故障原因及对策供大家参考。 1、伺服电机在有脉冲输出时不运转，如何处理 ①监视控制器的脉冲输出当前值以及脉冲输出灯是否闪烁，确认指令脉冲已经执行并已经正常输出脉冲; ②检查控制器到驱动器的控制电缆，动力电缆，编码器电缆是否配线错误，破损或者接触不良; ③检查带制动器的伺服电机其制动器是否已经打开; ④监视伺服驱动器的面板确认脉冲指令是否输入; ⑤ Run运行指令正常; ⑥控制模式务必选择位置控制模式; ⑦伺服驱动器设置的输入脉冲类型和指令脉冲的设置是否一致; ⑧确保正转侧驱动禁止，反转侧驱动禁止信号以及偏差计数器复位信号没有被输入，脱开负载并且空载运行正常，检查机械系统。 2、伺服电机高速旋转时出现电机偏差计数器溢出错误，如何处理 ①高速旋转时发生电机偏差计数器溢出错误; 对策： 检查电机动力电缆和编码器电缆的配线是否正确，电缆是否有破损。 ②输入较长指令脉冲时发生电机偏差计数器溢出错误; 对策： a.增益设置太大，重新手动调整增益或使用自动调整增益功能; b.延长加减速时间; c.负载过重，需要重新选定更大容量的电机或减轻负载，加装减速机等传动机构提高负荷能力。 ③运行过程中发生电机偏差计数器溢出错误。 对策： a.增大偏差计数器溢出水平设定值; b.减慢旋转速度; c.延长加减速时间; d.负载过重，需要重新选定更大容量的电机或减轻负载，加装减速机等传动机构提高负载能力。 3、伺服电机做位置控制定位不准，如何处理 ①首先确认控制器实际发出的脉冲当前值是否和预想的一致，如不一致则检查并修正程序; ②监视伺服驱动器接收到的脉冲指令个数是否和控制器发出的一致，如不一致则检查控制线电缆; ③检查伺服指令脉冲模式的设置是否和控制器设置得一致，如CW/CCW还是脉冲+方向; ④伺服增益设置太大，尝试重新用手动或自动方式调整伺服增益; ⑤伺服电机在进行往复运动时易产生累积误差，建议在工艺允许的条件下设置一个机械原点信号，在误差超出允许范围之前进行原点搜索操作; ⑥机械系统本身精度不高或传动机构有异常(如伺服电机和设备系统间的联轴器部发生偏移等)。 4、伺服电机做位置控制运行报超速故障，如何处理

交流异步电机伺服控制技术的应用

交流异步电机伺服控制技术的应用 摘要对交流异步电机实现伺服控制是电机控制技术的一大突破，交流异步伺服控制技术在几种控制技术中具有明显的优势，控制功能和精度已经达到了同步伺服的水平，在各行业自动控制领域，特别是中、大功率运动控制系统有很好的应用前景。采用滑差频率矢量控制原理、系统级芯片SOC 和“软伺服”技术的时光全数字化交流伺服控制器，可应用于需要对位置、速度、加速度和转矩进行控制的各种领域。 关键词交流异步电机伺服控制应用 1 交流异步电动机伺服控制系统 1.1交流异步电动机 交流异步电动机是应用最广的驱动设备，占总动力负载的85 % 左右。三相交流异步电机具有效率较高、结构简单、牢固耐用、经济可靠以及成本较低等优点，在工业、农业和国民经济的各个部门中，具有极其重要的地位。三相交流异步电动机是由流过定子线圈的电流产生旋转磁场而令转子转动，旋转磁场和转子转动之间的速度差称为转差。转子的感应电流与转差成比例关系。为保证旋转磁场与感应电流保持正交关系，需要进行AC矢量控制。但与直流电机和交流同步电机的励磁（或永久）磁场相比，对交流异步电机的控制难度要大得多。在调速性能和改善功率因数，尤其是高精度伺服控制方面，技术上一直未取得突破。 随着微电子、电力电子与计算机技术的发展，变频技术出现，变频器不需改变电机结构，通过改变电机输入电压及频率，扩大了电机的调速范围。但变频技术满足不了“高、精、尖”产品对于工业控制技术的要求。自动控制技术要求对电机的输出参数如位置、速度、加速度、转矩进行控制，即伺服控制。 时光科技有限公司自主研发了具有完全知识产权的全数字化交流伺服控制技术，实现了对三相交流异步电机的高精度伺服控制。对交流异步电机实现伺服控制是电机控制技术的一大突破，使得交流异步电机在发挥固有的优势的基础上，大大扩展了应用领域。 伺服系统又称为随动系统，它的基本功能就是按照指令要求实现对执行机构运动的控制，使系统的输出精确地跟随指令值变化。其特点是：宽的调速范围，转速、转向可控；线性的机械特性和调节特性；快速响应；无自转现象（零速锁定）。 1.2交流伺服控制系统 伺服控制器伺服电动机组 伺服系统控制的方式有：位置控制、速度控制、转矩控制以及混合控制，即前三者之间的切换。近几年来，伺服控制的优势已经被广泛认识，交流伺服技术在各个领域得到广泛应用。 2 几种电机控制方式的比较

Photoshop经典学习手册

第一章Photoshop岗位培训基础知识Photoshop是Adobe公司最为出名的图像处理软件之一，集图像扫描、编辑修改、图像制作、广告创意，图像输入与输出于一体的图形图像处理软件。 一、基本概念 1、图像类型 （1）位图（点阵图、光栅图、像素图）：最小单位由像素构成的图，缩放会失真。 位图的构成单位是像素，位图就是由像素阵列的排列来实现其显示效果，每个像素有自己的颜色信息。对位图图像进行编辑操作时，操作的对象是每个像素，从而达到改变图像的色相、饱和度和透明度的显示效果。 常见的格式有JPEG、TIFF、GIF等。制作软件有：photoshop、painter等。 （2）矢量图（向量图）：通过多个对象的组合生成的图像，对其中的每一个对象以数学函数来纪录元素形状及颜色的算法，缩放不会失真。 制作矢量图的软件有：Auto CAD等。 （3）分辩率：单位长度内含有的点（dot）或像素（pixel）的多少，单位：“dpi”或“ppi” 分辨率一般有：图像分辨率、屏幕分辨率、输出分辨率、位分辨率。 图像尺寸与图像大小及分辩率的关系：如图像尺寸大，分辩率大，文件较大，所占内存大，电脑处理速度会慢，相反，任意一个因素减少，处理速度都会加快。 2、通道 在PS中，通道是指色彩的范围，一般情况下，一种基本色为一个通道。如RGB颜色，R 为红色，所以R通道的范围为红色，G为绿色，B为蓝色。 3、图层 在PS中，一般都是用到多个图层制作每一层好象是一张透明纸，叠放在一起就是一个完整的图像。对每一图层进行修改处理，对其它的图层不会造成任何的影响。 二、图像的色彩模式 1、RGB彩色模式：是屏幕显示的最佳颜色，由红、绿、蓝三种颜色组成，每一种颜色可以有0-255的亮度变化。 2、CMYK彩色模式：由品蓝，品红，品黄和黑色组成，颜色范围0%-100%。一般打印输出及印刷都是这种模式，故打印图片一般都采用CMYK模式。 3、HSB彩色模式：是将色彩分解为色调、饱和度及亮度。通过调整色调，饱和度及亮度得到颜色和变化。 4、Lab彩色模式：这种模式通过一个光强和两个色调来描述一个色调叫a，另一个色调叫b。它主要影响着色调的明暗。一般RGB转换成CMYK都先经Lab的转换。 5、索引颜色：这种颜色下图像像素用一个字节表示它最多包含有256色的色表储存并索引其所用的颜色，它图像质量不高，占空间较少。 6、灰度模式：即只用黑色和白色显示图像，像素0值为黑色，像素255为白色。 7、位图模式：每个像素是1bits来表示，即黑色和白色由二进制表示，从而占磁盘空间最小。 三、选择工具 Photoshop的工具众多，全部放在工具栏中，工具栏会变得很长。性质相近的工具被放到一起，

伺服系统介绍.doc

一、相关概念 伺服系统（servomechanism）又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。 在机器人中，伺服驱动器控制电机的运转。驱动器采用速度环，位置环，电流环三环闭环电路，内部还设有错误检出和保护电路。驱动器通过通信连接器，控制连接器，编码连接器跟外部输入信号和输出信号相连。通信连接器主要用于跟电脑或控制器通信。控制连接器用于跟伺服控制器联接，驱动器所需的输入信号、输出信号、控制信号和一些方式选择信号都通过该控制连接器传输，它是驱动器最为关键的连接器。编码连接器跟电机编码器连接，用于接收编码器闭环反馈信号，即速度反馈和换向信号。 伺服电机主要用于驱动机器人的关节。关节越多，机器人的柔性和精准度越高，所需要使用的伺服电机的数量就越多。机器人对伺服电机的要求非常高，必须满足快速响应、高起动转矩、动转矩惯量比大、调速范围宽，要适应机器人的形体做到体积小、重量轻，还必须经受频繁的正反向和加减速运行等苛刻的条件，做到高可靠性和稳定性。伺服电机分为直流、交流和步进，工业机器人用的较多的是交流。 机器人用伺服电机

二、伺服系统的技术现状 2.1视觉伺服系统 随着机器人技术的迅猛发展,机器人承担的任务更加复杂多样,传统的检测手段往往面临着检测范围的局限性和检测手段的单一性.视觉伺服控制利用视觉信息作为反馈，对环境进行非接触式的测量,具有更大的信息量，提高了机器人系统的灵活性和精确性,在机器人控制中具有不可替代的作用。 视觉系统由图像获取和视觉处理两部分组成,图像的获取是利用相机模型将三维空间投影到二维图像空间的过程,而视觉处理则是利用获取的图像信息得到视觉反馈的过程。基本的相机模型主要包括针孔模型和球面投影模型,统一化模型是对球面模型的推广,将各种相机的图像映射到归一化的球面上。视觉伺服中的视觉反馈主要有基于位置、图像特征和多视图几何的方法。 其中,基于位置的方法将视觉系统动态隐含在了目标识别和定位中，从而简化了控制器的设计，但是一般需要已知目标物体的模型，且对图像噪声和相机标定误差较为敏感。基于图像特征的视觉反馈构造方法，其中基于特征点的方法在以往的视觉伺服中应用较为广泛，研究较为成熟，但是容易受到图像噪声和物体遮挡的影响，并且现有的特征提取方法在发生尺度和旋转变化时的重复性和精度都不是太好，在实际应用中存在较大的问题。因此，学者们提出了基于全局图像特征的视觉反馈方法，利用更多的图像信息对任务进行描述，从而增强视觉系统的鲁棒性，但是模型较为复杂，控制器的设计较为困难，且可能陷入局部极小点。目前针对这一类系统的控制器设计的研究还比较少,一般利用局部线性化模型进行控制,只能保证局部的稳定性。多视图几何描述了物体多幅图像之间的关系，间接反映了相机之间的几何关系。相比于基于图像特征的方法，多视图几何与笛卡尔空间的关系较为直接，简化了控制器的设计。常用的多视图几何包括单应性、对极几何以及三焦张量。 2.2伺服系统控制技术 现代的机器人伺服系统多采用交流伺服驱动系统，而且正在逐渐向数字化方向转变。数字控制技术已经五孔不入，如信号处理技术中的数字滤波、数字控制器，把功能更加强大的控制器芯片已经各种智能处理模块应用到工业机器人交流伺服系统中，可以实现更好的控制性能。 最近几十年，由于微电子技术的进步，各种方便用户开发的微控制器与数字信号处理器件大量涌现市场，为各种先进的智能控制算法在控制系统中的应用提供了可能。如今，各种新型的伺服控制策略大量涌现，大有与传统控制策略一较高低的趋势下面简单介绍几种： 1）矢量控制矢量控制技术的提出，为交流伺服驱动系统的快速进步提供了理论支持。矢量控制技术的主要原理为：以转子旋转磁场作为参考系，将电动机定子矢量电流经过两次坐标变换分解为直轴电流和交轴电流分量，且使两电流分量相互正交，同时对交直轴电流分量的

电液伺服控制系统的应用研究

电液伺服控制系统的应用研究 【摘要】电液伺服控制是液压技术领域的重要分支。多年来，许多工业部门和技术领域对高响应、高精度、高功率—重量比和大功率液压控制系统的需要不断扩大，促使液压控制技术迅速发展。特别是控制理论在液压系统中的应用、计算及电子技术与液压技术的结合，使这门技术不论在元件和系统方面、理论与应用方面都日趋完善和成熟，并形成一门学科。目前液压技术已经在许多部门得到广泛应用，诸如冶金、机械等工业部门及飞机、船舶部门等。我国于50年代开始液压伺服元件和系统的研究工作，现已生产几种系列电液伺服产品，电液伺服控制系统的研究工作也取得很大进展。 【关键词】电液伺服控制应用 1、电液控制系统的特点、构成及分类 电液控制系统是一门比较年轻的技术，它的发展和普遍应用还不到50年，然而，凭借它的优点却形成了流体传动与控制的一个重要分支，并成为现代控制工程的基本技术构成之一。 1.1电液控制系统的特点 1) 液压执行元件的功率--重量比和转矩--惯性矩比(或力--质量比)大，具有很大的功率传递密度，可以构成体积小、重量轻、响应速度快的大功率控制单元。 2) 液压系统的负载刚度大，精度高。由于液压杠、执行元件的泄漏很少，液体介质的体积弹性模量又很大，故具有较大的速度--负载刚性，即速度--力或转速--力矩曲线斜率的倒数很大，因此有可能用于开环系统。用于闭环系统时则表现为位置刚度大，其定位精度受负载变化的影响小。 3) 液压控制系统可以安全，可靠并迅速地实现频繁的带负载启动和制动，进行正反向直线或回转运动和动力控制，而且具有很大的调速范围。 电气或电子技术和液压传动及控制相结合的产物--电液控制系统兼备了电气和液压的双重优势，形成了具有竞争力和自身技术特点。 当然，在某些场合下，指令和反馈元件也可全部采用机械、气动或液压元件，此时，即称为机械--液压控制系统和气动--液压控制系统。 1.2 电液控制系统的构成 工程实际中系统的指令及放大单元多采用电子设备。电机械转换器往往是动圈式或动铁式电磁元件和伺服电机、步进电机等。液压转换及放大器件可以是各类开关式，伺服式和比例式器件实际上是一功率放大单元。液压执行元件通常是液压缸和液压马达，其输出参数只能是位移、速度、加速度和力或者转角、角速

(整理)伺服控制中的一些问题

直流伺服电机的速度和位置控制原理是什么？ 运动伺服一般都是三环控制系统，从内到外依次是电流环、速度环和位置环。1、首先电流环：电流环的输入是速度环PID调节后的输出，我们称为“电流环给定”，然后就是电流环的这个给定和“电流环的反馈”值进行比较，两者的差值在电流环内做PID调节，然后输出给电机，“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调节后的输出或者位置设定的前馈值，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，两者的差值在速度环做PID调节（主要是比例增益和积分处理）后的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值再经过“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计算，算出的数值再经过位置环的PID调节（比例增益调节，无积分微分环节）后输出，该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，它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、反馈都没有任何联系。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。 PID各自对差值调节对系统的影响： 1、单独的P（比例）就是将差值进行成比例的运算，它的显著特点就是有差调节。有差的含义就是调节过程结束后，被调量不可能与设定值准确相等，它们之间一定有残差，残差的具体值可以通过比例关系计算出。增加比例将会有效的减小残差并增加系统响应，但容易导致系统激烈震荡甚至不稳定。 永磁同步电机伺服系统离不开对转子位置（或磁场）的检测和初始定位。只有检测到初始转子实际空间位置后，控制系统才能正常工作。如果不能精确计算出初始转子的位置，电机的起动转矩减弱，出现很大震动，且电机有暂时反向旋转的可能。准确可靠的转子初始位置检测装置（比如旋转编码器）是永磁同步电机伺服系统正常启动的必要条件。 系统第一次上电时，若检测到起动命令，首先检测U、V、W的电平状态，判断转子位于哪一区间，查表可获得转子磁极的位置，根据U，V，W 相的电平高低的组合就可知道转子的区间范围。 0-60° 60°-120° 120°-180° 180°-240° 240°-320° 320°-360° U 1 1 1 0 0 0 V 0 0 1 1 1 0 W 1 0 0 0 1 1 可以利用定时器/计数器配合光电编码器的输出脉冲信号来测量电机的转速。具体的测速方法有M法、T法和M/T法3种。 M/T法的计数值M1和M2,都随着转速的变化而变化，高速时，相当于M法测速，低速时，M2=1，自动进入T法测速。因此M/T法的适用范围大于前两种，是目前应用广泛的一种测速方法。工作中，在固定的T时间内对光电编码器的脉冲计数，在第一个光电编码器上升沿定时器开始定时，同时开始记录光电编码器和时

伺服控制系统(设计)

第一章伺服系统概述 伺服系统是以机械参数为控制对象的自动控制系统。在伺服系统中，输出量能够自动、快速、准确地跟随输入量的变化，因此又称之为随动系统或自动跟踪系统。机械参数主要包括位移、角度、力、转矩、速度和加速度。 近年来，随着微电子技术、电力电子技术、计算机技术、现代控制技术、材料技术的快速发展以及电机制造工艺水平的逐步提高，伺服技术已迎来了新的发展机遇，伺服系统由传统的步进伺服、直流伺服发展到以永磁同步电机、感应电机为伺服电机的新一代交流伺服系统。 目前，伺服控制系统不仅在工农业生产以及日常生活中得到了广泛的应用，而且在许多高科技领域，如激光加工、机器人、数控机床、大规模集成电路制造、办公自动化设备、卫星姿态控制、雷达和各种军用武器随动系统、柔性制造系统以及自动化生产线等领域中的应用也迅速发展。 1.1伺服系统的基本概念 1.1.1伺服系统的定义 “伺服系统”是指执行机构按照控制信号的要求而动作，即控制信号到来之前，被控对象时静止不动的；接收到控制信号后，被控对象则按要求动作；控制信号消失之后，被控对象应自行停止。 伺服系统的主要任务是按照控制命令要求，对信号进行变换、调控和功率放大等处理，使驱动装置输出的转矩、速度及位置都能灵活方便的控制。

1.1.2伺服系统的组成 伺服系统是具有反馈的闭环自动控制系统。它由检测部分、误差放大部分、部分及被控对象组成。 1.1.3伺服系统性能的基本要求 1）精度高。伺服系统的精度是指输出量能复现出输入量的精确程度。 2）稳定性好。稳定是指系统在给定输入或外界干扰的作用下，能在短暂的调节过程后，达到新的或者恢复到原来的平衡状态。 3）快速响应。响应速度是伺服系统动态品质的重要指标，它反映了系统的跟踪精度。 4）调速范围宽。调速范围是指生产机械要求电机能提供的最高转速和最低转速之比。 5）低速大转矩。在伺服控制系统中，通常要求在低速时为恒转矩控制，电机能够提供较大的输出转矩；在高速时为恒功率控制，具有足够大的输出功率。 6）能够频繁的启动、制动以及正反转切换。 1.1.4 伺服系统的种类 伺服系统按照伺服驱动机的不同可分为电气式、液压式和气动式三种；按照功能的不同可分为计量伺服和功率伺服系统，模拟伺服和功率伺服系统，位置

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