基于单片机的交流伺服电机控制系统new

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1、基于单片机的交流伺服电机控制系统机电一体化技术蔡志祥9刘冬生9曾晓雁(华中科技大学9湖北武汉430074)SystemofACServomotorControlledbySinglechipComputerCAIzhixiang9LIUDongsheng9zENGxiaoyan(HuazhongUniversityofScienceandTechnology9Wuhan4300749China)摘要S介绍了一种由AT89C5I单片机控制伺相应的脉冲信号传给电机的驱动器9通过驱动器驱服电机的系统方案9包括系

2、统硬件设计和软件设计G动伺服电机按要求动作9同时9单片机接受固定在伺该系统在激光熔覆自动送粉器上得到了成功应用9服电机转轴上的光电编码器随着电机转动而产生的能实现对送粉过程的平稳控制G反馈脉冲信号9以实现对伺服电机带动螺杆运行速关键词C单片机3伺服电机3位置控制方式度的检测控制中图分类号CTM383.423TP273控制系统采用MCS5I系列单片机AT89C5I文献标识码CB作为处理器系统9时钟可达I2MHz9运算速度快9文章编号CI00I2257(2005)05002803控制功能完善9其内部具有I28

3、字节RAM9而且内AbstractCThepaperprovidesaschemetocon-部还有4kB的EPROM不需要外扩展存储器9可使trolACservomotorusingsinglechipcomputer系统整体结构更为简单~实用电机选用的是松下AT89C5I9includinghardwaredesignandsoftwareMSMA082AIG型交流伺服电机9额定输出功率design.Thesystemisappliedinthelasercladding750W9内置增量式旋转编码器

4、9分辨率为I0000驱动器选用的是松下MINASA系列全数字式交流autofeedingpowersmachinesuccessfully9which伺服驱动器MSDA083AIA9适用于小惯量的电机cancontrolfeedingprocesswell.伺服驱动器连接器CNI/(50脚)信号作为外部控KeywordsCsinglechipcomputer3servomo-制信号输入~输出9连接器CNSIG(20脚)作为伺服tor3positioncontrollingmode电机编码器的连接线伺服电机

5、的控制方式有位置控制~速度控制和0引言转矩控制3种在位置控制方式下9伺服驱动器接收单片机发出的位置指令信号(脉冲/方向)9送入脉在自动控制系统中9交流伺服电机的作用是把冲系列形态9经电子齿轮分倍频后9在偏差可逆计数控制电压信号或相位信号变换成机械位移9也就是器中与反馈脉冲信号比较后形成偏差信号反馈脉把接收到的电信号变为电机的一定转速或角位移9冲是由光电编码器检测到电机实际所产生的脉冲因此可以用单片机实现对电机的数字控制数9经4倍频后产生的位置偏差信号经位置环的I系统硬件设计复合前馈控制器调节后9形成速度指

6、令信号速度指令信号与速度反馈信号比较后的偏差信号9经速控制系统组成如图I所示度环比例积分控制器调节后9产生电流指令信号9在电流环中经矢量变换9由SPWM输出转矩电流9控制交流伺服电机的运行位置控制精度由光电编码器每转产生的脉冲数控制它分增量式光电编码器图I控制系统和绝对式光电编码器增量式编码器构造简单9易通过键盘输入速度值9经单片机处理后9转化成于掌握9平均寿命长9分辨率高9实际应用较多绝收稿日期C200503I7对式光电编码器按二进制编码输出9信号线多9由于28<机械与电子>2005(5)精度取决于位数

7、9所以高分辨率不易得到O但是这种编码器即使不动时也能输出绝对角度信息9主要用于全闭环高级数控机床中O系统采用了增量式光电编码器的伺服驱动器9它的接线是PULSI与单片机输出脉冲信号相连9PULS2接+5V信号9SIGNI接方向信号9SIGN2接+5V信号9COM+9COM-分别接+24V电源[I]正负端OSRVON与COM-相连O这样9就完成了位置控制模式下的基本连线O为了实现送粉的平稳性和实验的需要9同时选用位置控制用于自动和速度控制用于手动9两者可以通过开关自由切换O1.1驱动器有关参数设置伺服驱动器

8、有一系列参数9通过对这些参数的设置和调整9可以改变伺服系统的功能和性能O为了保证系统按照既定的方式运行9需要设置的用户[I]参数如下CPr02设定为G379即选用2种控制方式9一种为图2AT89C5I单片机与LMBGA＿032＿49C位置控制9另一种为速度控制O模块的接口电路Pr42设定为G379即从控制器送给驱动器的指P3.0口作为液晶显示模块的软件复位口9P3.I口令脉冲类型选用脉冲符号方式O作为电机的脉冲输入口另外还有一