基于sercos总线永磁同步电机伺服驱动器研究

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1、第1期组合机床与自动化加工技术NO．12013年1月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueJan．2013文章编号：1001—2265(2013)01—0054—03基于SERCOS总线的永磁同步电机伺服驱动器研究郑伟，皮佑国(华南理工大学自动化科学与工程学院，广州510640)摘要：基于SERCOS总线通信协议，采用TMSF2812型DSP和FPGA，设计了全数字交流伺服驱动装置。该驱动适合于多轴伺服系统，各轴具有更好的同步性能。论文详细介绍了系统方案、硬件设计、主

2、要功能和性能指标。在数控铣床上加工测试表明，该伺服驱动器可以达到1m加工精度，同时系统的静动态特性和加工后工件的光洁度均达到要求，满足了数控机床进给伺服的实际生产需求。关键词：永磁同步电动机；SERCOS；伺服驱动器中图分类号：TH162；TM351文献标识码：AResearchofServoDriveBasedonSERCOSBUSinPMSMZHENGWei，PIYou—guo(SchoolofAutomationScienceandEngineering，SouthChina510640，China)Abstract：Th

3、edesignofdigitalACservodrivebasedonSERCOSbuscommunicationprotocoliScom—pletedbyuseofTMSF2812DSPandFPGA．ThedrivesuitableforMulti—axisservosystem．eachaxishasbettersynchronizationperformance．Thepaperintroducesthedesignofhardwareandsystemsolu—tions，mainfunctionandperform

4、anceindicators．IntheCNCmillingmachineprocessingtestsshowthattheservodrivecanbeachieved1ixmprocessingprecision，whilethestaticanddynamiccharacteristicsofthesystemandthefinishafterprocessingallreachedtherequirementaremet，andmeettheCNCma·chinetoolfeedservoactualproductio

5、nrequirements．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)；SERCOS；servodriveIEC149lSYST—EM—Interface国际标准，也是迄今为止O引言用于数字伺服和传动系统数据通讯的唯一国际标近年来，交流伺服驱动系统已在数控机床、机器准。人、火炮等领域得到十分广泛的应用⋯。在传统的根据SERCOS的定义，其实施涉及伺服驱动和机床数控系统中，CNC与各伺服驱动之间采用点对运动控制系统，本文专注于伺服驱动控制。首先介点连接，CNC向驱动器的设定和驱动器

6、向CNC的反绍该控制器的功能设计，然后介绍硬件设计和软件馈多采用脉冲方式，脉冲的数量代表位置，脉冲的频设计，最后介绍该驱动与运动控制器联接在数控机率代表速度。由于CNC对各伺服驱动的分时控制和床卜的运行和测试效果。反馈，各进给轴伺服驱动接收到设定信号后自行处l交流伺服驱动系统设计理而没有同步约束，难以满足高性能系统的同步加工要求。1．1功能设计SERCOS(SerialReal—timeCommunicationSys—由于数控系统通信系统的变化，必然引起系统tern)是由德国主要系统制造商CNC、伺服系统制造巾相关环节功能划分

7、的变化。传统机床数控系统商和研究技工共同发起并建立的一套CNC与数字伺中，进给伺服位置控制功能通常是由CNC去完成的。服系统的总线接口标准，这种总线具有完全开放当采用SERCOS通信系统以后，位置控制由伺服驱的通讯结构、严格的同步机制和极佳的抗干扰能力，动去完成，有助于提高系统的位置控制的实时性。在恶劣的环境下能够可靠的实现对多轴运动的实时其它的功能与传统伺服驱动的功能没有多大变化。同步控制。1995年，SERCOS接口协议被批准为收稿日期：2012—06—0l基金项目：广东省产学研结合(2009B090300269)作者简介：

8、郑伟(1988一)，男，湖南岳阳人，华南理I：大学n动化利学jl1．程学院硕士研究生，研究方向为数控系统、嵌入式系统，(E—mail)zhengwei880129@126(-．；皮佑国(1953一)，，庆扦县人，华『柯I

9、k学研究见，博，}：导师，研究力向为h自