最新伺服驱动器原理及选型课件教学讲义PPT.ppt

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1、伺服驱动器原理及选型课件１伺服的基本概念１.1伺服的定义和外观结构１.2伺服驱动的构成１.3伺服的性能评价21.1伺服的定义和构成要素伺服的定义伺服的构成要素伺服系统—-----是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标值(或给定值)的任意变化的自动控制系统。反馈回路（半闭式）目标值发生装置伺服驱动机械速度／位置输出全闭位置环检出器伺服电机3・数字伺服的位置决定指令输入信号是脉冲列。位置决定量是脉冲数，位置决定速度是单位时间（秒）的脉冲量。（ＰＰＳ：Ｐｕｌｓｅ／Ｓｅｃｏｎｄ）・输入的脉冲量与反馈的脉冲数量相一致时，这才完成了位置决定这一构成。・在位置控制部中，因为有输入脉

2、冲的加算、反馈脉冲的减算，所以有一个计数器。（也称偏差计数器）1.2.2位置控制部的构成71.2.3速度控制部的构成速度控制部的构成和积分器的运作无积分器的话，必定有一个克服负荷摩擦的转矩，必然存在指令值与当前值的差，所以速度会达不到指令值。多早去追上指令，这个时间可通过伺服器内部的时参数来设定，这个值依存于机械的刚性。时参数请参照后页设定方法、刚性等后述象这样比例控制（Proportional）和积分控制（Integral）的组合就称为PI控制。像始动时那样,尽可能使应答迟缓减小的情况时,PI-I单纯作为比例增幅器运作。在正常运行时,由于外乱转矩等,PI-I作为积分器运作.可对速度

3、偏差进行积分,实行修正控制.8ＸＹＰＫＰＹｐ＝Ｋｐ・Ｘｔｘｙ1.2.4比例動作（Ｐ動作）・将增益调整到一个相当的量时，比例动作增强，应答速度变快。・输入偏差为0时，有连续的运作。ＸｔＹＰT=0T=09ＸＹｉＫｉＹｉ＝Ｋｉ・∫ＸｄｔｔｔＹｉｘｙ1.2.5積分動作（Ｉ動作）Ｘ・偏差变小、负荷动作越困难偏差微量存在，这个量就称为残留偏差（偏移）。・即使是小偏差,也可以积累成大的操作量。直到偏差成为0，负荷才可以运作。T=0T=010ＸＹＰ－ｉＫＰＹｐ-i＝Ｋｐ・（Ｘ＋１／Ｔｒ・∫Ｘｄｔ）ｔｔＹＰ－ｉ1.2.6比例積分動作（Ｐ－Ｉ動作）Ｔｒ：积分时间Ｔ=0Ｔｒ・P动作与I动作并用。・Ｔｒ越短

4、，动作表现越强。T=0ｘｙ11有关电流控制的性能评价电流环增益有关速度控制的性能评价速度环增益过渡应答的速度环增益频率应答的环增益速度环积分时参数有关位置控制的性能评价位置环增益位置决定整定时间位置决定精度1.3伺服的性能评价评价伺服的应答性（指令输入后输出的情况（电机如何转动），使用回路增益这个用语。ゲイン就是GAIN，获得和利益的意思。是输入和输出之比所解释的技术术语，现在直接使用增益来表示。输入A输出B系统增益＝B/A121.3.1有关电流控制的性能评价所谓电流控制的回路增益，就是由电流控制部输入电流指令，电流是怎样流动的应答性。但是，这个应答性是不依存机械而存在的，回路在伺服

5、内部，并且，这个应答性可以充分地高，因此不能与机械相调整。电流控制部电流输出应答与电机的应答相比显著地早131.3.2有关速度控制的性能评价速度环增益和速度环积分时参数影响速度控制的性能。速度环增益中又包括过度应答的速度环增益和频率应答的速度环增益。关于速度控制的性能评价A-1)过度应答的速度环增益A-2)频率应答的速度环增益A)速度回路增益B)速度回路积分时参数14②过度应答速度环增益输入阶梯状的信号之后到输出指令值到达63.2%的这一段时间称为时参数，这个逆数称为速度环增益。63.2％速度100％阶梯状的速度指令（输入）实际的电机应答（输出）速度环增益Kv＝1／Tm（単位は1／ｓ

6、）时间（ｓ）时参数Tm（ｓ）1.3.2-A）速度环增益15A-2）所谓的频率应答特性速度环增益电机回转速度伺服器电机速度指令输入端子速度指令电压电机回转速度增益＝Eｏ／Ei位相遅れ＝Φ增益是（１／）＝－３ｄｂ的频率称为这个频率的频率特性ΣⅡ是４００ＨＺ1.3.2-A）速度环增益16＊过度应答性的速度环增益Ｋｖ和频率应答性的速度环增益Ｋｖ`的关系Ｋｖ＝２πＫｖ‘1.3.2-A）速度环增益17速度环积分时参数能对应机械刚性进行设定。速度环积分时参数缩短，指令也一致缩短时间，如果不缩短，机械会发生振动。有必要设定适合的机械刚性。時間→速度环增益和积分时参数之间有一定的关系.即使设定了最适的

7、速度环增益速度時間积分时参数设定不良时1.3.2ｰB）速度环积分时参数18＊位置环增益・位置环增益就是进行位置决定的时候速度的应答性。・在数字伺服中，位置决定指令是以脉冲信号输入的。位置决定量就是脉冲量。位置决定速度就是单位时间（S）内通过的脉冲数（ＰＰＳ：Ｐｕｌｓｅ／Ｓｅｃｏｎｄ）。・输入的脉冲数和反馈的脉冲数一致时，才完成了位置决定过程。・在位置控制部，输入脉冲的加算，反馈脉冲的减算，设置计数器（也称偏差计数器）。1.3.3位置环增益19速度指令の大き