伺服电机原理ppt课件.ppt

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1、伺服电机以及伺服系统苏州凌臣一、索引1、伺服电机3、闭环控制4、伺服系统2、传感器二、伺服电机电机俗称“马达”，是将电能转换成动能的一种装置。1821年，法拉第制成第一台试验电机模型。至今已有接近200年的历史。电机分类：直流电机交流电机交流电机分类：同步电机异步电机索引二、伺服电机什么是伺服电机？伺服系统是以机械参数为控制对象的自动控制系统，而伺服电机则是伺服系统中控制机械原件运动的电机。伺服电机从最早的步进伺服、直流伺服发展到永磁同步电机、感应电机——交流伺服电机。交流伺服电机的电机本体可分为：三相永磁同步电机或三相笼型感应电机。索引二、伺服电机与传统

2、电机相比的优势：传统电机控制电气参数，伺服电机能够直接控制机械参数。精度高。伺服系统的精度是指输出量能够复现输入量的精确程度。稳定性好。外界干扰情况下，在短暂的调节够达到新的或恢复原来的平衡。快速响应。它反映了系统的跟踪精度。调速范围宽。电机能够提供很大的最高转速和最低转速之比。低速大转矩。电机在低速运行时，转矩大，恒转矩模式；电机在高速运行时为恒功率模式，功率高。能够频繁地启动、制动以及正反转切换。索引三、传感器在伺服系统中，需要对伺服电机的绕组电流以及转子速度、位置进行检测，以构成电流环、速度环和位置环。索引M电流速度位置三、传感器电流检测通常使用电阻

3、隔离检测或霍尔电流传感器。测量方式为：1)交流电流直接测量2)将三相交流转换为旋转正交轴上的矢量。也就是将电流传感器的输出信号进行坐标变换。索引三、传感器速度检测可以通过无刷测速发电机、增量式光电编码器、磁编码器或无刷旋转变压器来检测。位置检测采用绝对式光电编码器或无刷旋转变压器，也可以使用增量式光电编码器。常用的编码器为增量式光电编码器和绝对式光电编码器。索引三、传感器增量式光电编码器和绝对式光电编码器的选择。1)增量型编码器断电后位置丢失，绝对式编码器能够记录断电前位置。2)绝对值编码器具有多种输出码制（二进制码、十进制BCD码、格雷码）3）绝对值编码

4、器几乎可以不考虑速度、干扰等问题，只要编码器停止在某个位置，不论转动中收到什么影响，最后终能显示当前的位置。索引三、传感器常见的编码器规格为：17位绝对值型编码器20位增量值型编码器计算编码器分辨率：分辨率=2^（编码器位数）等价于电机一圈需要分辨率数值的脉冲信号例：现在有一台17位绝对值式编码器的伺服电机，接20mm导程的丝杆，请问需要上位机发送多少脉冲才能使机构运动1mm？如果换成角度呢，多少脉冲走1°？索引四、闭环控制开环控制系统：不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统。举例：打开灯的开关——按下开关后的一瞬间，控制活动已经结束，灯是否亮起已对按开

5、关的这个活动没有影响；索引四、闭环控制闭环控制系统：可以将控制的结果反馈回来与希望值比较，并根据它们的误差调整控制作用的系统。举例：调节水龙头——首先在头脑中对水流有一个期望的流量，水龙头打开后由眼睛观察现有的流量大小与期望值进行比较，并不断的用手进行调节形成一个反馈闭环控制；索引四、闭环控制索引四、闭环控制闭环控制是指一种控制方式。作为被控的输出以一定方式返回到作为控制的输入端，并对输入端施加控制影响的一种控制关系。在闭环控制系统里，即使有干扰，也能通过自己的调节保持原来的状态。因为在组织形式上增设了一个反馈机构，能把造成偏离目标的原因以及一贯干扰的因素

6、及时地反馈给控制者，使决策控制层作出正确的决策，随时修正目标。闭环控制的优点是充分发挥了反馈的重要作用，排除了难以预料或不确定的因素，使校正行动更准确，更有力。索引五、伺服系统什么是伺服系统？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，被控对象是静止不动的；接收到控制信号后，被控对象按要求动作；控制信号消失之后，被控对象自行停止。应用领域伺服系统在工农业生产以及日常生活中得到非常广泛的应用，例如激光加工、机器人、数控机床、大规模集成电路制造、办公自动化以及军工领域。索引五、伺服系统交流伺服系统的分类：索引控制信号处理方式分类模拟控制方

7、式数字控制方式数字-模拟混合控制方式软件伺服控制方式五、伺服系统交流伺服系统的分类：索引控制方式分类开环伺服系统闭环伺服系统半闭环伺服系统五、伺服系统伺服系统的发展历史第一个发展阶段（20世纪60年代以前）：此阶段是以步进电动机驱动的液压伺服马达或以功率步进电动机直接驱动。伺服系统多为开环系统。第二个发展阶段（20世纪60~70年代）：这一阶段是直流伺服电机的诞生。伺服系统也由开环系统转换为闭环系统。第三个发展阶段（20世纪80年代至今）：这一阶段是以机电一体化时代为背景。伺服电机开始往交流电机方向发展。伺服系统由模拟式——数字模拟混合式——全数字化的发展

8、。索引五、伺服系统伺服系统的发展趋势：1.交流化，交流取代直流。2