伺服電機(jī)靠什么來(lái)反饋信號(hào)的,？伺服電機(jī)調(diào)試步驟介紹,！
對(duì)于伺服電機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu),，相信沒(méi)有多少人會(huì)與研究它,，但是你如果做更高級(jí)的案子,，不可避免的會(huì)遇到信號(hào)反饋這個(gè)問(wèn)題,，伺服電機(jī)信號(hào)反饋怎么來(lái)實(shí)現(xiàn)的？原來(lái)他是靠?jī)?nèi)部的內(nèi)置編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能,，我們下來(lái)就說(shuō)一說(shuō)編碼器的原理,。
做機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的都難免會(huì)碰到伺服電機(jī)的應(yīng)用，可能我們?cè)谶x伺服電機(jī)的過(guò)程中也沒(méi)有考慮太多的內(nèi)容,，頂多計(jì)算一個(gè)扭距和功率,，就把伺服電機(jī)給選出來(lái)了，有的專業(yè)一點(diǎn)的工程師定多,，再選一個(gè)慣量匹配,，結(jié)合伺服電機(jī)的生產(chǎn)廠家給的相關(guān)的參數(shù)。
對(duì)于伺服電機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，相信沒(méi)有多少人會(huì)與研究它,，但是你如果做更高級(jí)的案子,，不可避免的會(huì)遇到信號(hào)反饋這個(gè)問(wèn)題，伺服電機(jī)信號(hào)反饋怎么來(lái)實(shí)現(xiàn)的,？原來(lái)他是靠?jī)?nèi)部的內(nèi)置編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能,，我們下來(lái)就說(shuō)一說(shuō)編碼器的原理。
編碼器說(shuō)起來(lái)是比較簡(jiǎn)單的一個(gè)東西,，說(shuō)它簡(jiǎn)單是因?yàn)樗饕獦?gòu)成就是一個(gè)碼盤和一個(gè)光纖,，通俗一點(diǎn)就是：碼盤相當(dāng)于我們的鐘表的表盤，上面有許許多多的刻度,，刻度就像我們時(shí)鐘上面的每一個(gè)表的數(shù)值的對(duì)應(yīng)的定的指針,，我們的時(shí)針，分針,，秒針,，可以代表光纖，我們這里就拿秒針來(lái)對(duì)應(yīng)吧,。
編碼器就相當(dāng)于是我們馬達(dá)的主軸連接到這個(gè)表盤的秒針上面,，每一個(gè)速速的刻度上面兒裝一個(gè)光纖傳感器,，買個(gè)傳感器感應(yīng)的秒針，就說(shuō)明電機(jī)轉(zhuǎn)到了哪個(gè)位置,，比如說(shuō)12點(diǎn)的位置感應(yīng)到子針了,，說(shuō)明他轉(zhuǎn)了一圈兒，如果9:00的位置感應(yīng)到兩次,，10:00感應(yīng)的一次,，說(shuō)明這個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)了一圈兒又3/4圈兒。
用上面的方法是比較好理解的,，但是在實(shí)際生產(chǎn)中多有不便,，因?yàn)槲覜](méi)有做太多的傳感器，成本太高,，每個(gè)傳感器上又有線，繞過(guò)來(lái)繞過(guò)去的太復(fù)雜,，再加上我們?nèi)绻汛a盤進(jìn)行細(xì)分的話,，那又要多少傳感器？
為了解決以上的問(wèn)題,，所以我們把這個(gè)鐘表的碼盤反其道而行之,，讓電機(jī)的主軸和碼盤連接，讓碼盤轉(zhuǎn)動(dòng),，讓秒針作為傳感器定止不動(dòng),，都要我們?cè)诖a盤上的刻度就可以不斷細(xì)分，比方我們可以把一小時(shí)分成60分,，60分再分成60秒,，這樣編碼器的分辨率就提高了，精度自然也隨之提高,。
這時(shí)候有的人要問(wèn)了,，你編碼器細(xì)分的太細(xì)了，刻度太多了,，這個(gè)光纖能不能感應(yīng)得到,？這個(gè)我們可以利用減速機(jī)的原理，讓大齒輪帶小齒輪,，最終電機(jī)只要轉(zhuǎn)一度,，碼盤可以轉(zhuǎn)60圈兒，事實(shí)上,，編碼器的確是這么做的,。
這里要注意的是編碼器長(zhǎng)得有點(diǎn)像小電機(jī)，但是它是沒(méi)有動(dòng)力的,，是一個(gè)從動(dòng)的零部件,，它上面那根電線不是通電的,，而是用來(lái)輸出信號(hào)的。
伺服電機(jī)調(diào)試步驟
本文介紹運(yùn)動(dòng)控制器以模擬量信號(hào)控制伺服電機(jī)的一般調(diào)試步驟,。
運(yùn)動(dòng)控制器控制伺服電機(jī)通常采用兩種指令方式：
1,、數(shù)字脈沖
這種方式與步進(jìn)電機(jī)的控制方式類似，運(yùn)動(dòng)控制器給伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送“脈沖/方向”或“CW/CCW”類型的脈沖指令信號(hào),；伺服驅(qū)動(dòng)器工作在位置控制模式,，位置閉環(huán)由伺服驅(qū)動(dòng)器完成。日系伺服和國(guó)產(chǎn)伺服產(chǎn)品大都采用這種模式,。其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)調(diào)試簡(jiǎn)單,，不易產(chǎn)生干擾，但缺點(diǎn)是伺服系統(tǒng)響應(yīng)稍慢,。
2,、模擬信號(hào)
這種方式下，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)給伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送+/-10V的模擬電壓指令,，同時(shí)接收來(lái)自電機(jī)編碼器或直線光柵等位置檢測(cè)元件的位置反饋信號(hào),；伺服驅(qū)動(dòng)器工作在速度控制模式，位置閉環(huán)由運(yùn)動(dòng)控制器完成,。歐美的伺服產(chǎn)品大多采用這種工作模式,。其優(yōu)點(diǎn)是伺服響應(yīng)快，但缺點(diǎn)是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)干擾較敏感,，調(diào)試稍復(fù)雜,。
以下介紹運(yùn)動(dòng)控制器以模擬量信號(hào)控制伺服電機(jī)的一般調(diào)試步驟：
1、初始化參數(shù)
在接線之前,，先初始化參數(shù),。在控制卡上，選好控制方式,；將PID參數(shù)清零;讓控制卡上電時(shí)默認(rèn)使能信號(hào)關(guān)閉,；將此狀態(tài)保存，確?？刂瓶ㄔ俅紊想姇r(shí)即為此狀態(tài),。
在伺服電機(jī)上：設(shè)置控制方式；設(shè)置使能由外部控制,；編碼器信號(hào)輸出的齒輪比;設(shè)置控制信號(hào)與電機(jī)轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系,。一般來(lái)說(shuō)建議使伺服工作中的最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)9V的控制電壓。
2,、接線
將控制卡斷電,，連接控制卡與伺服之間的信號(hào)線。以下的線是必須要接的:控制卡的模擬量輸出線,、使能信號(hào)線,、伺服輸出的編碼器信號(hào)線,。復(fù)查接線沒(méi)有錯(cuò)誤后伺服電機(jī)和控制卡(以及PC)上電。此時(shí)電機(jī)應(yīng)該不動(dòng),，而具可以用外力輕松轉(zhuǎn)動(dòng),，如果不是這樣,檢查使能信號(hào)的設(shè)置與接線。用外力轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)檢查控制卡是否可以正確檢測(cè)到電機(jī)位置的變化,，否則檢查編碼器信號(hào)的接線和設(shè)置,。
3、試方向
對(duì)于一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng),，如果反饋信號(hào)的方向不正確,，后果肯定是災(zāi)難性的。通過(guò)控制卡打開伺服的使能信號(hào),。這是伺服應(yīng)該以一個(gè)較低的速度轉(zhuǎn)動(dòng),，這就是傳說(shuō)中的“零漂”。一般控制卡上都會(huì)有抑制零漂的指令或參數(shù),。使用這個(gè)指令或參數(shù),，看電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向是否可以通過(guò)這個(gè)指令(參數(shù))控制。如果不能控制,，檢查模擬量接線及控制方式的參數(shù)設(shè)置。
確認(rèn)給出正數(shù),，電機(jī)正轉(zhuǎn),，編碼器計(jì)數(shù)增加；給出負(fù)數(shù),，電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),，編碼器計(jì)數(shù)減小。如果電機(jī)帶有負(fù)載,，行程有限,，不要采用這種方式。測(cè)試不要給過(guò)大的電壓建議在1V以下,。 如果方向不一致,，可以修改控制卡或電機(jī)上的參數(shù)，使其一致,。
4,、抑制零漂
在閉環(huán)控制過(guò)程中，零漂的存在會(huì)對(duì)控制效果有一定的影響,，最好將其抑制住,。使用控制卡或伺服上抑制零飄的參數(shù)，仔細(xì)調(diào)整,，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速趨近于零,。由于零漂本身也有一定的隨機(jī)性,，所以，不必要求電機(jī)轉(zhuǎn)速絕對(duì)為零,。
5,、建立閉環(huán)控制
再次通過(guò)控制卡將伺服使能信號(hào)放開，在控制卡上輸入一個(gè)較小的比例增益,，至于多大算較小,，這只能憑感覺(jué)了，如果實(shí)在不放心,，就輸入控制卡能允許的最小值,。將控制卡和伺服的使能信號(hào)打開。這時(shí),，電機(jī)應(yīng)該已經(jīng)能夠按照運(yùn)動(dòng)指令大致做出動(dòng)作了,。
6、調(diào)整閉環(huán)參數(shù)
細(xì)調(diào)控制參數(shù),，確保電機(jī)按照控制卡的指令運(yùn)動(dòng),，這是必須要做的工作，而這部分工作,，更多的是經(jīng)驗(yàn),，這里只能從略了。
