運動控制模塊在直流無刷電機伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用(05-100)

　　關(guān)于運動控制及系統(tǒng)

　　運動控制系統(tǒng)己經(jīng)聞世多年了在各個領(lǐng)域得到應(yīng)用。

　　而運動控制(包括軌跡控制、伺服控制)與順序控制、過程控制,傳動控制并列為典型的控制模式,是一直以來扮演重要支柱技術(shù)角色的自動控制系統(tǒng),在許多高科技領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用,如激光加工,機器人,數(shù)控機床。大規(guī)模集成電路制造設(shè)備、雷達(dá)和各種軍用武器隨動系統(tǒng),以及柔性制造系統(tǒng)(FMS)等。而運動控制系統(tǒng)的組成主要由五部分構(gòu)成：被移動的機械設(shè)備、帶反饋和運動I/O的馬達(dá)(伺服或步進(jìn))、馬達(dá)驅(qū)動單元、運動控制模塊、以及編程/操作接口軟件(見圖1)所示。其運動控制芯片或模塊是作為伺服與步進(jìn)控制用。

 

　　圖1 為運動控制系統(tǒng)組成示意框圖

　　從圖1可見傳動裝置將運動控制模塊與特定應(yīng)用馬達(dá)、編碼器、限制器、用戶(運動)I/O連接在一起,用一根控制電纜連接運動控制模塊與傳動裝置,為全部的命令集與反饋信號提供一個通道。當(dāng)傳動裝置的性能不能滿足應(yīng)用需要時,用戶還可選擇通用運動接口(UMI)螺絲接線端子附件,與第三方馬達(dá)和驅(qū)動器/放大器連接。

　　因為一般盛行的的解決方案均為封閉式結(jié)構(gòu)系統(tǒng), 所以基于計算機的運動解決方案所擁有的附加靈活性及低成本潛力使其受到普遍歡迎。

　　隨著功率電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)及控制原理的進(jìn)步,以交流伺服電動機為執(zhí)行電動機的交流伺服驅(qū)動具有了可與直流伺服驅(qū)動相比擬的特性,從而使得交流伺服電動機固有的優(yōu)勢得到了充分的發(fā)揮,交流伺服驅(qū)動已成為現(xiàn)代伺服驅(qū)動發(fā)展的方向。交流伺服技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床,印刷包裝機械、紡織機械,自動化生產(chǎn)線等自動化領(lǐng)域.為用戶提高加工精度和工藝水平,取得良好的經(jīng)濟技術(shù)效益,提供了最佳的解決方案.

　　而當(dāng)今的應(yīng)用,最迫切需要可以在苛刻條件下,一天24小時連續(xù)工作的、可靠耐用的工業(yè)機器人和自動機械裝置。這樣的系統(tǒng)要求遠(yuǎn)比以前具有精確的電機和反饋控制,今天的大多數(shù)性能改進(jìn)要歸功于新技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展。這些創(chuàng)新消除了機器人和自動機械裝置共用工作空間時產(chǎn)生的碰撞,改進(jìn)了任務(wù)分配并且提高了伺服系統(tǒng)的精確性,從而使自動機械系統(tǒng)更加可靠地工作。由于運動控制芯片或模塊是能為一般伺服與步進(jìn)應(yīng)用提供精確、高性能的運動功能,故可以簡單易用的運動控制模塊、軟件、以及外設(shè)為運動和測量集成需求提供最佳集成解決方案。本文著重討論運動控制模塊在直流無刷電機伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用, 并對其主要運動控制模塊的接收電路與正交編碼器信號電纜技術(shù)作分析說明。