第数控机床的驱动与控制系统伺服系统与位置检测要点分析.pptVIP

* * 6.6位置控制原理 一、脉冲比较进给伺服系统 脉冲比较伺服系统的结构如图4-19所示。整个系统按功能模块大致可分为三部分：采用光电脉冲编码器产生位置反馈脉冲P?；实现指令脉冲F与反馈脉冲P?的脉冲比较，以取得位置偏差信号e；以位置偏差e作为速度调节系统。 * * 1.组成 2.原理 （1）F=0，且工作台原来处于静止状态。这时反馈脉冲P?亦为0，经比较环节可知偏差e=F-P?=0，则伺服电机的速度给定为零，工作台继续保持静止不动。 （2）当有指令脉冲加入，F≠0，但在工作台尚没有移动之前反馈脉冲P?仍为零，经比较判别后可知偏差e≠0。 若设F0，则e=F-P?≥0，应由调速系统驱动工作台向正向进给。随着电机运转，光电编码器将输出的反馈脉冲P?进入比较环节。该脉冲比较环节可以看成是对两路脉冲序列的脉冲数进行比较。按负反馈原理，只有当指令脉冲F和反馈脉冲P?的脉冲个数相等时，偏差e=0，工作台才能稳定在指令所规定的位置上。 （3）若设F＜0，则e=F-P?＜0，同上。 其实，偏差e仍是数字量，若后续调速系统是一个模拟调节系统，则e要经数—模转换后才能成为模拟给定电压。将此偏差电压值加到速度控制单元的输入端，由速度控制单元向伺服电机输送电压信号，驱动伺服电机和执行部件向着消除位置误差的方向运转，以完成某一方向上的一定速度和位移量的运动。 * * 二、相位比较伺服系统 1.组成 2.原理 （1）F=0，工作台静止, 经鉴别△θ＝0，伺服放大器速度给的为零，电机停转，工作台静止。 （2） F＞0，经脉冲调相，PA产生正的移相＋ θ0 ，因此时工作台静止，PB＝0，鉴相器输出△θ＝PA-PB＝＋ θ0 ＞0伺服驱动部分使工作台作正向运动，直至△θ＝0。 （3）F＜0，经脉冲调相，PA产生正的移相－ θ0 ，因此时工作台静止，PB＝0，鉴相器输出△θ＝PA-PB＝－ θ0 ＞0伺服驱动部分使工作台作反向运动，直至△θ＝0。 脉冲调相器 鉴相器 伺服放大器 伺服电机 工作台 位置检测器 旋转变压器 滤波放大 F 指令脉冲 位置信息 基准信号 发生器 滤波放大器 f0 PA PB △θ 励磁信号 * * 三、幅值比较伺服系统 1.组成 2.原理 （1）F＝0,，则△ s＝0（静止状态）经鉴幅器检测到旋转变压器输出电压幅值为零，Pf也为零。△S＝F- Pf=0,伺服放大器给定为零，工作台静止不动。 （2） F＞0， △S＝F- Pf ＞ 0， △S经D/A转换作为伺服放大器给定，伺服电机带动工作台正向运动。随着Pf增加， △S逐渐减小，直到F＝ Pf ， △S＝0工作台停止正向运动。 （3） F＜0，控制过程同上，只是工作台作反向运动。 比较环节 D/A 伺服放大器 伺服电机 工作台 位置检测器 V/F变换器 F 指令脉冲 鉴幅器 励磁电路 Pf △S * * 作业 １. 什么是点位控制？什么是轮廓控制?点位控制与轮廓控制在性能要求上有何不同? ２. 画出半闭环进给伺服系统的结构框图。 ３. 速度控制单元在整个进给伺服系统中处于什么地位?为什么说进给伺服控制是以对速度的控制为前提的? ４.简述脉冲比较式进给伺服系统的基本工作原理? ５.简述数据采样式进给伺服系统的基本工作原理。 ６. 列出7种数控机床上常用位置检测元器件，并对其中两种的用途加以简要介绍。 ７. 数控机床伺服系统对位置检测元器件的主要要求是什么? ８. 简述莫尔条纹测量位移的工作原理。 　９．交流伺服电动机（三相交流永磁式电动机）有哪些变频控制方式？ * * 作用： 检测位移和速度，并发出反馈信号，构成闭环或半闭环控制。 要求： （1）?工作可靠，抗干扰能力强； （2）?满足精度和速度的要求； （3）易安装、维护，适应机床工作环境； （4）?成本低。 第五节 常用的位置检测装置 * * 第5节 常用的位置检测装置 分类： * * 一、旋转变压器 1. 结构 在结构上与二相线绕式异步电动机相似，由定子和转子组成。 间接测量角位移 利用互感原理工作 * * 2.基本工作原理 t U U m s w sin = t KU KU U m s B w q q sin cos sin = = Us S1 S2 B1 B2 Z θ 按工作方式分为鉴相式和鉴幅式 * * 3.应用 i）.鉴相式 K为定子和转子线圈匝数之比，即变压比. 只需要测出转子感应电压的相位，就知道转轴的角度。 励磁电压： 感应电势： 感应电势： 根据旋转变压