運(yùn)動(dòng)控制模塊在直流無刷電機(jī)伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用(05-100)

　　關(guān)于運(yùn)動(dòng)控制及系統(tǒng)

　　運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)己經(jīng)聞世多年了在各個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。

　　而運(yùn)動(dòng)控制(包括軌跡控制、伺服控制)與順序控制、過程控制,傳動(dòng)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(dòng)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(jī)器人,數(shù)控機(jī)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(dòng)系統(tǒng),以及柔性制造系統(tǒng)(FMS)等。而運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成主要由五部分構(gòu)成：被移動(dòng)的機(jī)械設(shè)備、帶反饋和運(yùn)動(dòng)I/O的馬達(dá)(伺服或步進(jìn))、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元、運(yùn)動(dòng)控制模塊、以及編程/操作接口軟件(見圖1)所示。其運(yùn)動(dòng)控制芯片或模塊是作為伺服與步進(jìn)控制用。

 

　　圖1 為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)組成示意框圖

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

　　因?yàn)橐话闶⑿械牡慕鉀Q方案均為封閉式結(jié)構(gòu)系統(tǒng), 所以基于計(jì)算機(jī)的運(yùn)動(dòng)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(jì)算機(jī)技術(shù)及控制原理的進(jìn)步,以交流伺服電動(dòng)機(jī)為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的交流伺服驅(qū)動(dòng)具有了可與直流伺服驅(qū)動(dòng)相比擬的特性,從而使得交流伺服電動(dòng)機(jī)固有的優(yōu)勢(shì)得到了充分的發(fā)揮,交流伺服驅(qū)動(dòng)已成為現(xiàn)代伺服驅(qū)動(dòng)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(jī)床,印刷包裝機(jī)械、紡織機(jī)械,自動(dòng)化生產(chǎn)線等自動(dòng)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(jì)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(shí)連續(xù)工作的、可靠耐用的工業(yè)機(jī)器人和自動(dòng)機(jī)械裝置。這樣的系統(tǒng)要求遠(yuǎn)比以前具有精確的電機(jī)和反饋控制,今天的大多數(shù)性能改進(jìn)要?dú)w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(jī)器人和自動(dòng)機(jī)械裝置共用工作空間時(shí)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(dòng)機(jī)械系統(tǒng)更加可靠地工作。由于運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)功能,故可以簡(jiǎn)單易用的運(yùn)動(dòng)控制模塊、軟件、以及外設(shè)為運(yùn)動(dòng)和測(cè)量集成需求提供最佳集成解決方案。本文著重討論運(yùn)動(dòng)控制模塊在直流無刷電機(jī)伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用, 并對(duì)其主要運(yùn)動(dòng)控制模塊的接收電路與正交編碼器信號(hào)電纜技術(shù)作分析說明。