汽車工況 模擬試驗(yàn)16法.doc

電控汽車維修需要掌握的模擬試驗(yàn)方法汽車工作狀態(tài)模擬試驗(yàn)，是指人為地制造、模仿與汽車發(fā)生故障時(shí)相同或者相似的工作環(huán)境和條件，以使故障再現(xiàn)的試驗(yàn)。模擬試驗(yàn)法適合判斷汽車在特定狀態(tài)、環(huán)境或條件下才發(fā)生的故障，例如冷車時(shí)有故障而熱車時(shí)沒有故障，行駛時(shí)有故障而停車時(shí)沒有故障等。 汽車維修中的工況模擬試驗(yàn)分為兩類，一是人工模擬，二是通過專用儀器模擬。后一種試驗(yàn)采用傳感器模擬測(cè)試儀代替?zhèn)鞲衅飨螂娍貑卧‥CU）輸送信號(hào)，然后用對(duì)比的方法判斷電器元件品質(zhì)的好壞，并且能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)未轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下對(duì)電控單元（ECU）進(jìn)行動(dòng)態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)分析。本文著重介紹人工模擬試驗(yàn)的方法和技巧。1.模擬電路虛接對(duì)于懷疑接觸不良的電器或電路，可以在垂直方向和水平方向輕輕搖擺配線或插接器，或者輕輕拍打裝有傳感器的部件（但是不要用力拍打繼電器），同時(shí)觀察被檢查元件和汽車的反應(yīng)。如果振動(dòng)某一元件時(shí)故障再現(xiàn)，說明故障與該元件的連接有關(guān)。此法適宜檢查電器和電路的虛焊、松動(dòng)、接觸不良或者導(dǎo)線斷裂等故障。2.模擬發(fā)動(dòng)機(jī)爆震用木錘或扳手敲擊發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸體，同時(shí)觀察爆震傳感器是否有信號(hào)反饋。如果有，說明爆震傳感器基本正常。3.模擬路面顛簸如果汽車在顛簸路面行駛時(shí)出現(xiàn)底盤異響，而且異響發(fā)生在前懸架附近，可能是上控制臂軸承磨損。若一時(shí)無法進(jìn)行路試，可以將汽車升舉，把手伸到發(fā)出噪聲部位的上懸臂軸承處，用木錘重重地敲擊橡膠輪胎若干次，檢查該軸承是否出現(xiàn)了磨損和松動(dòng)。4.模擬電器過熱如果故障只在熱車時(shí)出現(xiàn)，可以用電吹風(fēng)、20W以下電烙鐵或者類似的加熱工具，局部加熱可能發(fā)生故障的傳感器等元器件，檢查故障是否再現(xiàn)。若故障再現(xiàn)，說明故障確實(shí)是由電器過熱引起的。注意：加熱溫度不可超過60，也不能直接加熱微電腦的元件。5.模擬潮濕環(huán)境有些汽車故障只在雨天或者潮濕環(huán)境下產(chǎn)生，可以用水噴向汽車上空或者噴淋到散熱器的前面，人為制造高濕度的環(huán)境。如果噴淋后故障再現(xiàn)，說明該部件在潮濕環(huán)境下確實(shí)會(huì)發(fā)生故障，應(yīng)當(dāng)更換該零件或者消除潮濕環(huán)境。注意：不能將水直接噴淋到電子元件或插接器上，以免積水或元件銹蝕。6.模擬怠速運(yùn)轉(zhuǎn)若懷疑怠速步進(jìn)電機(jī)有問題，可以將發(fā)動(dòng)機(jī)加速到3000r/min，然后拔下怠速電機(jī)導(dǎo)線側(cè)插接器，再松開加速踏板，即人為制造發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)能夠自動(dòng)調(diào)整到高怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，說明怠速步進(jìn)電機(jī)及其控制線路是正常的。7.模擬電氣負(fù)載改變?nèi)魬岩晒收鲜怯捎谟秒娯?fù)荷過大引起的，可以接通汽車上所有的用電設(shè)備，包括霧燈、音響、加熱器、雨刮器、空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)和冷凝器風(fēng)扇等，人為制造全負(fù)荷用電狀態(tài)，然后檢查故障是否重現(xiàn)。如果故障再現(xiàn)，說明故障確實(shí)是由電氣超負(fù)荷引起的，應(yīng)當(dāng)減小用電負(fù)荷。如果熔絲屢次被燒斷，懷疑是局部電路短路引起的，可以采取減載模擬法，即逐一斷開懷疑的各條支路，再用萬用表測(cè)量電流值。如果總電流降為正常水平，說明故障就在斷開的那條支路范圍之內(nèi)。8.模擬機(jī)械負(fù)荷增大基本方法是將換擋桿置于D位，踩住制動(dòng)踏板，打開空調(diào)器，并將轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到極限位置。例如，若汽車出現(xiàn)踩下制動(dòng)踏板發(fā)動(dòng)機(jī)就熄火的故障，應(yīng)當(dāng)檢查或清洗怠速空氣控制閥。為了檢查清洗后的怠速空氣控制閥的性能，可以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，暖機(jī)后打開空調(diào)器和大燈，并且大角度轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，模擬增大發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，再觀察發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。若發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速略有升高，說明怠速空氣控制閥基本正常。9.模擬混合氣偏濃（發(fā)動(dòng)機(jī)富燃狀態(tài)）可供選擇的模擬方法有：減空氣堵住空氣濾清器的進(jìn)氣口，或者拆下空氣濾清器用手堵住節(jié)氣門體的進(jìn)氣口，以減小空氣主通道的進(jìn)氣面積，減少進(jìn)氣量，使混合氣變濃。如果發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不再抖動(dòng)，加速時(shí)不再“回火”，說明故障原因是混合氣過稀。增燃料噴射化油器清洗劑。例如，為了判斷氧傳感器是否有故障，可以向進(jìn)氣管內(nèi)噴射化油器清洗劑，人為加濃混合氣，再觀察氧傳感器的信號(hào)電壓是否有變化。如果氧傳感器的信號(hào)電壓幾乎沒有變化，說明氧傳感器已經(jīng)失效。又如，聽到發(fā)動(dòng)機(jī)有漏氣的聲音，可以用化油器清洗劑對(duì)著進(jìn)氣歧管接口、真空軟管接頭等可能漏氣的部位噴射。若發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速升高了，說明此處漏氣，吸進(jìn)的化油器清洗劑加濃了汽缸內(nèi)的混合氣，因而發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有所升高。若發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)難以啟動(dòng)，加速時(shí)熄火或“放炮”等故障，可以向進(jìn)氣管內(nèi)噴入一些化油器清洗劑。如果加速不良的故障現(xiàn)象得到改善，或者發(fā)動(dòng)機(jī)順利啟動(dòng)了，化油器清洗劑燒完后又熄火，說明問題出在供油量不足、混合氣太稀或者燃油沒有進(jìn)入汽缸。10.模擬混合氣偏?。òl(fā)動(dòng)機(jī)稀薄燃燒狀態(tài)）拔下一根發(fā)動(dòng)機(jī)的真空軟管（例如連接在進(jìn)氣歧管上的曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)管），以此模擬混合氣偏稀，然后利用數(shù)字式萬用表或者示波器檢測(cè)氧傳感器的反饋電壓。如果此時(shí)氧傳感器輸出的信號(hào)電壓在0.2V以下，表明氧傳感器基本正常，能夠正確反映汽缸中混合氣的濃度；如果氧傳感器信號(hào)電壓不發(fā)生這種變化，則說明氧傳感器有故障。11.模擬加噴燃油基本方法是拔出冷卻液溫度傳感器的插接器。對(duì)于熱發(fā)動(dòng)機(jī)來說，拔下冷卻液溫度傳感器和進(jìn)氣溫度傳感器的插接器，具有加噴燃油的補(bǔ)償作用。因?yàn)檫@兩個(gè)溫度傳感器都屬于負(fù)溫度系數(shù)電阻式傳感器，拆下這兩個(gè)傳感器的插接器后，其電阻為，相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫狀態(tài)下工作，電控單元（ECU）便自動(dòng)指令噴油器增加噴油量，從而改變發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比。例如一輛切諾基4.0L越野車，已經(jīng)行駛4萬km，出現(xiàn)加速時(shí)進(jìn)氣管“回火”的故障。首先進(jìn)行自診斷，沒有故障碼。測(cè)試了進(jìn)氣歧管壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器和燃油系統(tǒng)壓力，都符合標(biāo)準(zhǔn)。研磨氣門，無效。檢查點(diǎn)火時(shí)刻和點(diǎn)火能量，也正常。剩下就是混合氣過稀的問題了。除了節(jié)氣門位置傳感器和進(jìn)氣歧管壓力傳感器的影響外，還有冷卻液溫度傳感器和進(jìn)氣溫度傳感器失常也可能引起混合氣過稀。于是拔下冷卻液溫度傳感器和進(jìn)氣溫度傳感器的插接器，模擬加噴燃油，讓發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，結(jié)果加速時(shí)進(jìn)氣管“回火”的故障消失了。拆下噴油器檢查，果然發(fā)現(xiàn)各噴油器的噴油量不均勻。對(duì)噴油器進(jìn)行清洗后，汽車的加速性能恢復(fù)正常。12.模擬磁場(chǎng)改變檢測(cè)霍爾式點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器（電子點(diǎn)火器）時(shí)，可以采取以下兩種模擬方法：一是用2節(jié)干電池（每節(jié)1.5V，共3V）串聯(lián)，代替霍爾集成塊，并且將干電池的負(fù)極斷續(xù)搭鐵，以此模擬向點(diǎn)火組件輸入信號(hào)，如果火花塞會(huì)跳火，說明點(diǎn)火組件基本正常；二是用1塊薄鐵片（或者小的一字旋具）在霍爾信號(hào)發(fā)生器的氣隙中插入、抽出數(shù)次，模擬霍爾元件的開關(guān)動(dòng)作，如果火花塞會(huì)跳火，說明點(diǎn)火裝置整體正常。注意：用干電池模擬點(diǎn)火信號(hào)檢查電子點(diǎn)火器時(shí)，動(dòng)作要迅速，連接干電池的持續(xù)時(shí)間一般不要超過5s，以免損壞電子點(diǎn)火器內(nèi)的元件。又如檢測(cè)車速傳感器的性能，可以從汽車上拆下車速傳感器，將電壓表設(shè)置為交流擋，使兩表筆跨接在車速傳感器的端子之間，然后用一塊磁鐵接近傳感器的前端，又迅速移開。若此時(shí)電壓表上有脈沖電壓顯示，說明車速傳感器正常，應(yīng)當(dāng)檢查該傳感器與ECM之間的導(dǎo)線連接狀況；若沒有脈沖電壓顯示，則應(yīng)更換車速傳感器。13.模擬發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)啟動(dòng)先將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)到ON位（此時(shí)儀表盤上的各指示燈點(diǎn)亮），不啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，但是電動(dòng)燃油泵會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，停留片刻后，將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)到OFF位，然后再轉(zhuǎn)到ON位，經(jīng)歷幾秒鐘，如此反復(fù)3次以上，再將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)到ST位啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)能夠順利啟動(dòng)，說明燃油系統(tǒng)的“保持油壓”恢復(fù)正常；如果發(fā)動(dòng)機(jī)不能順利啟動(dòng)，說明燃油系統(tǒng)的“保持油壓”太低。14.模擬汽車行駛?cè)绻辣乐苿?dòng)系統(tǒng)（ABS）發(fā)生間歇性故障，可以用模擬的方法對(duì)故障進(jìn)行判斷，其方法是：舉升汽車，使4個(gè)車輪懸空；啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；將換擋桿置于前進(jìn)擋（D位），觀察儀表盤上的ABS指示燈，如果該指示燈閃亮，說明后輪輪速傳感器工作不良（指后輪驅(qū)動(dòng)汽車）；如果此時(shí)ABS指示燈不亮，再轉(zhuǎn)動(dòng)左前輪，若ABS指示燈點(diǎn)亮，說明左前輪輪速傳感器有故障；如果左前輪輪速傳感器良好，再轉(zhuǎn)動(dòng)右前輪，若此時(shí)ABS指示燈點(diǎn)亮，說明右前輪輪速傳感器有故障。采用這種模擬方法可以檢驗(yàn)輪速傳感器及其連接電路的狀況。15.模擬汽車縱向加速豐田陸地巡洋艦（LAND CRUISER）吉普車裝備了慣性壓阻式負(fù)加速度傳感器，可以采用下面的方法檢測(cè)加速度傳感器的性能：塞住汽車的4個(gè)車輪，先將汽車的前部升高76cm，觀察ABS指示燈的信號(hào)；再放下汽車前部，升高汽車后部86cm，觀察ABS指示燈的信號(hào)，若信號(hào)不正常，說明加速度傳感器可能存在故障。16.模擬脈沖信號(hào)檢測(cè)點(diǎn)火系統(tǒng)有無低壓脈沖信號(hào)，可以用大頭針刺破信號(hào)線，并且在此處連接1根導(dǎo)線，另將一節(jié)干電池（1.5V）的負(fù)極搭鐵，然后接通點(diǎn)火開關(guān)，用連接的導(dǎo)線的另外一端不斷地刮擦干電池的正極，若發(fā)現(xiàn)中央高壓線產(chǎn)生了“噼啪”的高壓火花，說明低壓脈沖信號(hào)正常?？傊?，汽車工況模擬試驗(yàn)法具有重點(diǎn)突出、針對(duì)性強(qiáng)、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于偶發(fā)性、疑難性故障的診斷，并且能夠大大提高維修作伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品精準(zhǔn)與智能的突破 來源：機(jī)電論文 | 類別：技術(shù) | 時(shí)間：2009-11-6 11:12:33 字體：大 中 小 0前言近幾年，國(guó)內(nèi)的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域呈現(xiàn)出飛速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)迅速得到引入和普及化地推廣，其中作為驅(qū)動(dòng)方面的重要代表產(chǎn)品的伺服已被廣大用戶所接受，在機(jī)器革新中起到了至關(guān)重要的作用。精準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)效果和智能化的運(yùn)動(dòng)控制通過伺服產(chǎn)品可以完美的實(shí)現(xiàn)機(jī)器的高效自動(dòng)化，這兩方面也成為伺服發(fā)展的重要指標(biāo)。1伺服系統(tǒng)介紹伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)是數(shù)控技術(shù)的重要組成部分。與數(shù)控裝置相配合，伺服系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài) 特性直接影響機(jī)床的位移速度，定位精度和加工精度?，F(xiàn)在，直流伺服系統(tǒng)被交流數(shù)字伺服系統(tǒng)所取代；伺服電機(jī)的位置，速度及電流環(huán)都實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化；并采用了新的控制理論，實(shí)現(xiàn)了不受機(jī)械負(fù)荷變動(dòng)影響的高速響應(yīng)系統(tǒng)（圖1）。圖1 半閉環(huán)伺服控制其主要新發(fā)展的技術(shù)有： a前饋控制技術(shù)。過去的伺服系統(tǒng)，是把檢測(cè)器信號(hào)與位置指令的差值乘以位置環(huán)增益作為速度指令。這種控制方式總是存在著跟蹤滯后誤差，這使得在加工拐角及圓弧時(shí)加工精度惡化。所謂前饋控制，就是在原來的控制系統(tǒng)上加上速度指令的控制方式，這樣使伺服系統(tǒng)的跟蹤滯后誤差大大減小。 b機(jī)械靜止摩擦的非線性控制技術(shù)。對(duì)于一些具有較大靜止摩擦的數(shù)控機(jī)床，新型數(shù)字伺服系統(tǒng)具有補(bǔ)償機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)靜摩擦的非線性控制功能。 c伺服系統(tǒng)的位置環(huán)和速度環(huán)（包括電流環(huán)）均采用軟件控制，如數(shù)字調(diào)解和矢量控制等。為適應(yīng)不同類型的機(jī)床，不同精度和不同速度要術(shù)，預(yù)先調(diào)整加、減速性能。 d采用高分辨的位置檢測(cè)裝置。如高分辨率的脈沖編碼器，內(nèi)有微處理器組成的細(xì)分電路，使得分辨率大大提高，增量位置檢測(cè)為10000 p/r（脈沖數(shù)/每轉(zhuǎn)）以上；絕對(duì)位置檢測(cè)為1000000 p/r以上。 e 補(bǔ)償技術(shù)得到了發(fā)展和應(yīng)用?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)都具有補(bǔ)償功能，可以對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行多種補(bǔ)償，如絲杠螺距誤差補(bǔ)償，齒側(cè)間隙補(bǔ)償、軸向運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償、空間誤差補(bǔ)償和熱變形補(bǔ)償?shù)取?新一代精準(zhǔn)伺服產(chǎn)品所謂精準(zhǔn)，是指通過伺服驅(qū)動(dòng)后所達(dá)到執(zhí)行效果和目標(biāo)設(shè)定的一致程度高，控制精密性好。要達(dá)成這樣的結(jié)果需要在執(zhí)行裝置（電機(jī)）和驅(qū)動(dòng)裝置（驅(qū)動(dòng)器）上做到針對(duì)性地設(shè)計(jì)和制造。日本橫河公司的DDM產(chǎn)品是具有這樣特性的非常典型的產(chǎn)品。以下就3個(gè)方面對(duì)DD馬達(dá)進(jìn)行介紹圖2 DD馬達(dá)與伺服+減速機(jī)構(gòu)架比較首先，間隙誤差被消除。普通的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由于有減速機(jī)、聯(lián)軸器、齒輪、皮帶或絲杠等中間環(huán)節(jié)，間隙誤差是肯定無法避免的，尤其是對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)所造成的機(jī)械磨損更是無法補(bǔ)償。DD馬達(dá)恰恰能很好的解決以上的問題，由于DD直接驅(qū)動(dòng)的安裝方式（圖2），誤差被減為最少；而且它的伺服特性也可以隨時(shí)修正誤差，達(dá)到最理想的控制精度。其次，高解析度和高定位精度。DYNASERV DD馬達(dá)選配的編碼器分辨率很高，DM1B-045的解析度為655,360PPR（DM-A系列 達(dá)到4096000PPR），電器控制精度高，已經(jīng)超過普通伺服的控制精度1個(gè)數(shù)量級(jí)。由于制作相當(dāng)精密，最終的精度控制一般可以達(dá)到2秒以內(nèi)。第三，高剛性，結(jié)構(gòu)緊湊，使用效率高。DD 馬達(dá)的剛性很強(qiáng)，與負(fù)載結(jié)合后特性很硬，對(duì)于其驅(qū)動(dòng)器要求更高。最新型的DYNASERV驅(qū)動(dòng)器可以提供在線增益調(diào)試和共振濾波。馬達(dá)中空獨(dú)特設(shè)計(jì)不但減輕了自身慣量，也給客戶提供了更多的安裝形式。組合后的機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)更加緊湊，使用效率比較其他方式最高。DD馬達(dá)的相對(duì)轉(zhuǎn)速比較低，額定轉(zhuǎn)速基本在60rpm240rpm之間，但是這里的轉(zhuǎn)速是最終在轉(zhuǎn)臺(tái)上的轉(zhuǎn)速，相對(duì)比普通伺服+減速機(jī)的構(gòu)架，在最終轉(zhuǎn)速上也是非常有優(yōu)勢(shì)。在保持轉(zhuǎn)速的同時(shí)DD馬達(dá)保持了高的輸出扭力，由于采用永磁定子，因此在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)橫河DD馬達(dá)的扭力輸出曲線能夠保持平滑線性特性（圖3）。圖3 DD馬達(dá) 轉(zhuǎn)速-扭矩輸出特性橫河的GIII驅(qū)動(dòng)器采用了I-PD控制方式，同樣帶寬的電流環(huán)，采用I-PD控制的GIII驅(qū)動(dòng)器達(dá)到10Hz帶寬的位置環(huán)，與傳統(tǒng)的PID控制方式相比，減小了2.5倍的速度帶寬。這個(gè)特點(diǎn)決定了馬達(dá)的高剛性（位置帶寬）。圖4 橫河GIII驅(qū)動(dòng)器控制控制圖在應(yīng)用上，橫河DDM產(chǎn)品也是處于最先進(jìn)地位，涉及領(lǐng)域有不干膠印刷機(jī)行業(yè)、LCD生產(chǎn)線、DVD/CVD生產(chǎn)設(shè)備、IC檢測(cè)設(shè)備、半導(dǎo)體制造設(shè)備、電子制造設(shè)備等產(chǎn)業(yè)機(jī)械的多個(gè)領(lǐng)域。不干膠商標(biāo)印刷機(jī)采用平壓式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要完成工藝：送紙，印刷（二次套?。?，壓凸，燙金，裁切或收卷，計(jì)數(shù)。印刷速度為60-180次/分鐘。一次印刷測(cè)定值0.03，二次套印測(cè)定值0.035。（統(tǒng)計(jì)值）。DD馬達(dá)主要用于驅(qū)動(dòng)輥的拖動(dòng)，由控制原理圖5所視，1次印刷時(shí)單軸控制器圖5 橫河DD馬達(dá)在不干膠印刷機(jī)的應(yīng)用SPC007控制DD馬達(dá)的行走長(zhǎng)度和速度，印版上下印色；二次套印時(shí)，色標(biāo)傳感器掃描Mark點(diǎn)，通知SPC007以追Mark模式控制DD運(yùn)動(dòng)，印版上下套色。行走距離和速度的設(shè)定可由上位指撥開關(guān)或人機(jī)界面來完成。比較舊型機(jī)種，節(jié)省了人力，尤其針對(duì)套色問題，完全是由控制器來完成。避免了機(jī)械誤差所造成經(jīng)常作機(jī)械調(diào)整的工作，大大提高了工作效率。并且維護(hù)簡(jiǎn)單，設(shè)備安全性好。橫河DD馬達(dá)最大的行業(yè)應(yīng)用是LCD、半導(dǎo)體關(guān)產(chǎn)業(yè)，圖6是在劃片機(jī)的應(yīng)用，圖7是在IC分揀機(jī)的應(yīng)用，同樣也用到了DD馬達(dá)的高精度，高剛性以及直接連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度壽命長(zhǎng)便于維護(hù)等特點(diǎn)，目前在國(guó)內(nèi)有比較大的市場(chǎng)。圖6 DD馬達(dá)在劃片機(jī)的應(yīng)用圖7 DD馬達(dá)在IC分揀機(jī)的應(yīng)用3新一代智能伺服產(chǎn)品智能化是指伺服產(chǎn)品可以做智能地驅(qū)動(dòng)和控制。驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能力、控制效果、編程再開發(fā)性以及和上位控制系統(tǒng)信息通訊開放程度是衡量該驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品智能化的基本指標(biāo)。從模擬式的可控硅驅(qū)動(dòng)電路搭接的簡(jiǎn)易模塊到現(xiàn)在全數(shù)字式的交流驅(qū)動(dòng)器，短短十幾年的時(shí)間驅(qū)動(dòng)器的革新從未停下腳步。下面通過對(duì)以色列elmo驅(qū)動(dòng)器的介紹讓國(guó)內(nèi)更多人熟悉世界上最先進(jìn)的發(fā)展方向。Elmo的驅(qū)動(dòng)器在設(shè)計(jì)上強(qiáng)調(diào)“主動(dòng)”的觀念，采用自主開發(fā)的芯片電路，使整個(gè)處理過程始終保持在平穩(wěn)的過渡中。對(duì)比傳統(tǒng)的RC“被動(dòng)”的轉(zhuǎn)換方式，啟動(dòng)和關(guān)斷時(shí)電流沖擊和損失將大大降低，可以實(shí)現(xiàn)非常低的EMI。Elmo所生產(chǎn)的各種驅(qū)動(dòng)器（用MOSFET 還是 IGBT的驅(qū)動(dòng)器），均可實(shí)現(xiàn)快速有效的功率轉(zhuǎn)換，能耗損失不超過3%。在能量消耗方面Elmo公司提出了熱能管理的觀念，強(qiáng)調(diào)能耗低損失的同時(shí)，熱能也可以得到有效的釋放。其獨(dú)有的陶瓷貼裝的散熱技術(shù)，可保證100%的熱量導(dǎo)出。為了快速，強(qiáng)有力的融合馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)器，Elmo公司推出了SimplIQ技術(shù)（圖8），具有多種反饋選擇編程能力，和標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)監(jiān)測(cè)技術(shù)，優(yōu)良的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，簡(jiǎn)化了控制過程，使機(jī)器在理想狀態(tài)下工作。Elmo驅(qū)動(dòng)器擁有獨(dú)特的高級(jí)位置控制功能包括點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、PT（位置時(shí)間表）、PVT（位置速度時(shí)間）、ECAM（電子凸輪）、位置跟隨脈沖輸入、雙回路、快速事件捕捉、快速輸出比較OC、事件捕捉式中斷、事件觸發(fā)式編程等。同時(shí)在在高級(jí)濾波和增益預(yù)定模式下Elmo驅(qū)動(dòng)器也是獨(dú)特設(shè)計(jì)，包括非工作狀態(tài)下的速度和電流增益設(shè)定、速度位置的PIP控制、自動(dòng)整流調(diào)制、自動(dòng)電機(jī)相位排序等。通訊方式支持RS-232、CANopen DS-301,DS-402。Elmo的控制器Maestro是一款基于網(wǎng)絡(luò)的多軸運(yùn)動(dòng)控制器和監(jiān)控器（圖9），通過它配合Elmo自己的智能型驅(qū)動(dòng)器使用，可以完成許多復(fù)雜的多軸運(yùn)動(dòng)控制。用Masetro和SimpleIQ驅(qū)動(dòng)器所構(gòu)建的運(yùn)動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)是基于分布式運(yùn)動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。同時(shí)支持同步運(yùn)動(dòng)控制、順序運(yùn)動(dòng)控制、多軸運(yùn)動(dòng)記錄和分析工具、多軸應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)。通過直接訪問以太網(wǎng)完成各軸的調(diào)整、監(jiān)控和通常的分析。圖8 Elmo智能驅(qū)動(dòng)器控制原理圖9 基于網(wǎng)絡(luò)的多軸運(yùn)動(dòng)控制器在航天、醫(yī)療、包裝等產(chǎn)業(yè)機(jī)械，Elmo驅(qū)動(dòng)器由于其自身特點(diǎn)，也得到了廣泛的應(yīng)用。圖10 Elmo驅(qū)動(dòng)器在印刷機(jī)的應(yīng)用圖10中兩個(gè)Elmo驅(qū)動(dòng)器輔助反饋相連結(jié)，從軸跟隨主軸，完成ECAM功能，不需要控制器，就可以完成需要的運(yùn)動(dòng)控制。圖11為繞線機(jī)的應(yīng)用，其中一臺(tái)跟隨編碼器，完成ECAM功能，另兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)器有一臺(tái)作為主，另一臺(tái)作為從，完成ECAM功能，因此在不需要控制器的情況下就可以完成繞線機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制。圖11 Elmo驅(qū)動(dòng)器在繞線機(jī)的應(yīng)用4結(jié)論精準(zhǔn)的定位和智能控制今后還會(huì)向深入的方向發(fā)展，機(jī)電一體化的結(jié)構(gòu)革命和驅(qū)動(dòng)與控制的相互滲透在今后的幾年中將成為主導(dǎo)市場(chǎng)的新的趨勢(shì)。天津羅升企業(yè)有限公司也一直在致力于此發(fā)展方向，推進(jìn)國(guó)內(nèi)工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制先進(jìn)先進(jìn)產(chǎn)品引入與推廣，逐漸國(guó)內(nèi)也將會(huì)有部分產(chǎn)品（電機(jī)驅(qū)動(dòng)方面）接近國(guó)際的先進(jìn)水平，在世界領(lǐng)域占有一席之地。參考文獻(xiàn)1葛鎖良，劉文慰。 基于模糊控制的交流伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì).。東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2006年S1期。2李軍紅，陳潮填，唐忠平. 交流永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的變結(jié)構(gòu)控制。 微特電機(jī) 2006年第一期 第32卷。3胡慶波，胡海兵，呂征宇. 基于交流永磁同步電機(jī)的全數(shù)字伺服控制系統(tǒng)，電源技術(shù)應(yīng)用，2006年5月19日4Feng L L, Moyne J R，Tilbury D MPerformance Evaluation of Control Networks： Ethernet，Control Net，and Device NetJIEEE Control System Magazine，2006，21(1):66-835TM Jahnsm, WLSoong.Pulsating Torque Minimitation Techniques for Permanent Magnet AC Drives-A Review IEETransJ. on Industrial Electronics,2006,IE-43(2):321-3306Yokogawa Electric Corporation. Direct Driver Motor Intelligent Driver Technical Information作者簡(jiǎn)介:趙琦, 男,1981-,漢族 天津羅升企業(yè)有限公司 伺服產(chǎn)品處聯(lián)系方式:趙琦:天津市空港物流加工區(qū) 天津羅升企業(yè)有限公司 西十道3號(hào) 300308聯(lián)系電話022-24891997-2092 Email:zhao.qiacepillar伺服馬達(dá)的原理和應(yīng)用 來源：機(jī)電論文 | 類別：技術(shù) | 時(shí)間：2009-11-6 13:32:03 字體：大 中 小 1:伺服馬達(dá)內(nèi)部包括了一個(gè)小型直流馬達(dá)；一組變速齒輪組；一個(gè)反饋可調(diào)電位器；及一塊電子控制板。其中，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的直流馬達(dá)提供了原始動(dòng)力，帶動(dòng)變速（減速）齒輪組，使之產(chǎn)生高扭力的輸出，齒輪組的變速比愈大，伺服馬達(dá)的輸出扭力也愈大，也就是說越能承受更大的重量，但轉(zhuǎn)動(dòng)的速度也愈低2、微行伺服馬達(dá)的工作原理 一個(gè)微型伺服馬達(dá)是一個(gè)典型閉環(huán)反饋系統(tǒng)減速齒輪組由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，其終端（輸出端）帶動(dòng)一個(gè)線性的比例電位器作位置檢測(cè)，該電位器把轉(zhuǎn)角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為一比例電壓反饋給控制線路板，控制線路板將其與輸入的控制脈沖信號(hào)比較，產(chǎn)生糾正脈沖，并驅(qū)動(dòng)馬達(dá)正向或反向地轉(zhuǎn)動(dòng)，使齒輪組的輸出位置與期望值相符，令糾正脈沖趨于為0，從而達(dá)到使伺服馬達(dá)精確定位的目的。3、如何控制伺服馬達(dá) 標(biāo)準(zhǔn)的微型伺服馬達(dá)有三條控制線，分別為：電源、地及控制。電源線與地線用于提供內(nèi)部的直流馬達(dá)及控制線路所需的能源，電壓通常介于4V6V之間，該電源應(yīng)盡可能與處理系統(tǒng)的電源隔離（因?yàn)樗欧R達(dá)會(huì)產(chǎn)生噪音）。甚至小伺服馬達(dá)在重負(fù)載時(shí)也會(huì)拉低放大器的電壓，所以整個(gè)系統(tǒng)的電源供應(yīng)的比例必須合理。 4、伺服馬達(dá)的電源引線 電源引線有三條，如圖中所示。伺服馬達(dá)三條線中紅色的線是控制線，接到控制芯片上。中間的是SERVO工作電源線，一般工作電源是5V。 第三條是地線5、伺服馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)速度 伺服馬達(dá)的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)速度是由其內(nèi)部的直流馬達(dá)和變速齒輪組的配合決定的，在恒定的電壓驅(qū)動(dòng)下，其數(shù)值唯一。但其平均運(yùn)動(dòng)速度可通過分段停頓的控制方式來改變，例如，我們可把動(dòng)作幅度為90o的轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)分為128個(gè)停頓點(diǎn)，通過控制每個(gè)停頓點(diǎn)的時(shí)間長(zhǎng)短來實(shí)現(xiàn)0o90o變化的平均速度。對(duì)于多數(shù)伺服馬達(dá)來說，速度的單位由“度數(shù)/秒”來決定。6、使用伺服馬達(dá)的注意事項(xiàng) 除非你使用的是數(shù)碼式的伺服馬達(dá)，否則以上的伺服馬達(dá)輸出臂位置只是一個(gè)不準(zhǔn)確的大約數(shù)。 普通的模擬微型伺服馬達(dá)不是一個(gè)精確的定位器件，即使是使用同一品牌型號(hào)的微型伺服馬達(dá)產(chǎn)品，他們之間的差別也是非常大的，在同一脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)，不同的伺服馬達(dá)存在#177;10o的偏差也是正常的。 正因上述的原因，不推薦使用小于1ms及大于2ms的脈沖作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，實(shí)際上，伺服馬達(dá)的最初設(shè)計(jì)表也只是在#177;45o的范圍。而且，超出此范圍時(shí)，脈沖寬度轉(zhuǎn)動(dòng)角度之間的線性關(guān)系也會(huì)變差。 要特別注意，絕不可加載讓伺服馬達(dá)輸出位置超過#177;90o的脈沖信號(hào)，否則會(huì)損壞伺服馬達(dá)的輸出限位機(jī)構(gòu)或齒輪組等機(jī)械部件。 由于伺服馬達(dá)的輸出位置角度與控制信號(hào)脈沖寬度沒有明顯統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而且其行程的總量對(duì)于不同的廠家來說也有很大差別，所以控制軟件必須具備有依據(jù)不同伺服馬達(dá)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置的功能。 步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)有什么區(qū)別？ 來源：機(jī)電論文 | 類別：技術(shù) | 時(shí)間：2009-11-6 13:33:41 字體：大 中 小 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)， 它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和 加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。 現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（VR）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（HB）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)性能比較 步進(jìn)電機(jī)是一種離散運(yùn)動(dòng)的裝置，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國(guó)內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的 出現(xiàn)，交流伺服電機(jī)也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢(shì)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng) 機(jī)。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號(hào)），但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異?，F(xiàn)就二者的使用性能作一比較。一、控制精度不同 兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為3.6#176;、 1.8#176;，五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72 #176;、0.36#176;。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)步距角更小。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機(jī)床的步進(jìn)電機(jī)，其步距角為0.09#176;；德國(guó)百格拉公司（BERGER LAHR）生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8#176;、0.9#176;、0.72#176;、0.36#176;、0.18#176;、0.09#176;、0.072#176;、0.036#176;，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角。 交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以松下全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例，對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四 倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為360#176;/10000=0.036#176;。對(duì)于帶17位編碼器的電機(jī)而言，驅(qū)動(dòng)器每接收217=131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，即其脈 沖當(dāng)量為360#176;/131072=9.89秒。是步距角為1.8#176;的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。二、低頻特性不同 步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定 的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器，或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分 技術(shù)等。 交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能（FFT），可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。三、矩頻特性不同 步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。四、過載能力不同 步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可 用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆]有這種過載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期 間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。五、運(yùn)行性能不同 步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問 題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性 能更為可靠。六、速度響應(yīng)性能不同 步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下MSMA 400W交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來做執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。什么叫做伺服系統(tǒng)？ 來源：機(jī)電論文 | 類別：技術(shù) | 時(shí)間：2009-11-6 13:35:07 字體：大 中 小 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（Servo System）簡(jiǎn)稱伺服系統(tǒng)，是一種以機(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)，例如數(shù)控機(jī)床等。使用在伺服系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)要求具有響應(yīng)速度快、定位準(zhǔn)確、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ 使用在機(jī)電系統(tǒng)中的伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，為了能夠和絲杠等機(jī)械部件直接相連。伺服電機(jī)有一種專門的小慣量電機(jī)，為了得到極高的響應(yīng)速度。但這類電機(jī)的過載能力低，當(dāng)使用在進(jìn)給伺服系統(tǒng)中時(shí)，必須加減速裝置。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量反映了系統(tǒng)的加速度特性，在選擇伺服電機(jī)時(shí)，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不能大于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的3倍。）較大等特點(diǎn)，這類專用的電機(jī)稱為伺服電機(jī)。當(dāng)然，其基本工作原理和普通的交直流電機(jī)沒有什么不同。該類電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)單元稱為伺服驅(qū)動(dòng)單元，有時(shí)簡(jiǎn)稱為伺服，一般其內(nèi)部包括電流、速度和/或位置閉環(huán)。 伺服與伺服系統(tǒng) 來源：機(jī)電論文 | 類別：技術(shù) | 時(shí)間：2009-11-6 13:43:20 字體：大 中 小 目錄1.1 名詞 1.2 定義1.3 伺服系統(tǒng)的組成 1.4 伺服系統(tǒng)的性能要求 1.5 伺服系統(tǒng)的種類 2. 交流永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng) 2.1 AC伺服系統(tǒng)1.1 名詞“伺服”詞源于希臘語“奴隸”的意思 。人們想把“伺服機(jī)構(gòu)”當(dāng)個(gè)得心應(yīng)手的馴服工具，服從控制信號(hào)的要求而動(dòng)作。在訊號(hào)來到之前，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng);訊號(hào)來到之后，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)訊號(hào)消失，轉(zhuǎn)子能即時(shí)自行停轉(zhuǎn)。由于它的“伺服”性能，因此而得名伺服系統(tǒng)。 1.2 定義（1）伺服系統(tǒng)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)值(或給定值)的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 （2）在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，使輸出量能夠以一定的準(zhǔn)確度跟隨輸入量的變化而變化的系統(tǒng)稱為隨動(dòng)系統(tǒng)，亦稱伺服系統(tǒng)。 伺服的主要任務(wù)是按控制命令的要求，對(duì)功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅(qū)動(dòng)裝置輸出的力距、速度和位置控制得非常靈活方便。 1.3 伺服系統(tǒng)的組成伺服系統(tǒng)是具有反饋的閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。它由位置檢測(cè)部分、誤差放大部分、執(zhí)行部分及被控對(duì)象組成。 1.4 伺服系統(tǒng)的性能要求伺服系統(tǒng)必須具備可控性好，穩(wěn)定性高和速應(yīng)性強(qiáng)等基本性能。說明一下，可控性好是指訊號(hào)消失以后，能立即自行停轉(zhuǎn);穩(wěn)定性高是指轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)距的增加而均勻下降;速應(yīng)性強(qiáng)是指反應(yīng)快、靈敏、響態(tài)品質(zhì)好。 1.5 伺服系統(tǒng)的種類通常根據(jù)伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)的種類來分類，有電氣式、油壓式或電氣油壓式三種。 伺服系統(tǒng)若按功能來分，則有計(jì)量伺服和功率伺服系統(tǒng);模擬伺服和功率伺服系統(tǒng);位置伺服和加速度伺服系統(tǒng)等。 電氣式伺服系統(tǒng)根據(jù)電氣信號(hào)可分為DC直流伺服系統(tǒng)和AC交流伺服系統(tǒng)二大類。AC交流伺服系統(tǒng)又有異步電機(jī)伺服系統(tǒng)和同步電機(jī)伺服系統(tǒng)兩種。 這里只討論電氣式伺服系統(tǒng)中的一種交流永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)。 2. 交流永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)2.1 AC伺服系統(tǒng)電氣伺服技術(shù)應(yīng)用最廣，主要原因是控制方便，靈活，容易獲得驅(qū)動(dòng)能源，沒有公害污染，維護(hù)也比較容易。特別是隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展，它為電氣伺服技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊的前景。 早在70年代，小慣量的伺服直流電動(dòng)機(jī)已經(jīng)實(shí)用化了。到了70年代末期交流伺服系統(tǒng)開始發(fā)展，逐步實(shí)用化，AC伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用越來越廣,并且還有取代DC伺服系統(tǒng)的趨勢(shì)成為電氣伺服系統(tǒng)的主流。 永磁轉(zhuǎn)子的同步伺服電動(dòng)機(jī)由于永磁材料不斷提高，價(jià)格不斷下降，控制又比異步電機(jī)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)高性能的緣故，所以永磁同步電機(jī)的AC伺服系統(tǒng)應(yīng)用更為廣泛。 目前，在交流同步伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，普通應(yīng)用的交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)有兩大類。 一類稱為無刷直流電動(dòng)機(jī)，它要求將方波電流直入定子繞組（BLDCM） 另一類稱為三相永磁同步電動(dòng)機(jī)，它要求輸入定子繞組的電源仍然是三相正弦波形。（PMSM） 無刷直流電動(dòng)機(jī)(BLDCM)，用裝有永磁體的轉(zhuǎn)子取代有刷直流電動(dòng)機(jī)的定子磁極，將原直流電動(dòng)機(jī)的電樞變?yōu)槎ㄗ?。有刷直流電?dòng)機(jī)是依靠機(jī)械換向器將直流電流轉(zhuǎn)換為近似梯形波的交流電流供給電樞繞組，而無刷直流電動(dòng)機(jī)(BLDCM)是將方波電流(實(shí)際上也是梯形波)直接輸入定子。將有刷直流電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子顛倒一下，并采用永磁轉(zhuǎn)子，就可以省去機(jī)械換向器和電刷，由此得名無刷直流電動(dòng)機(jī)。 BLDCM定子每相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為梯形波，為了產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩，要求功率逆變器向BLDCM定子輸入三相對(duì)稱方波電流，而SPWM、PM、SM定子每相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為近似正弦波，需要向SPWM、PM、SM定子輸入三相對(duì)稱正弦波電流。 永磁同步電機(jī)的磁場(chǎng)來自電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上的永久磁鐵，永久磁鐵的特性在很大程度上決定了電機(jī)的特性，目前采用的永磁材料主要有鐵淦氧，鋁鎳鈷，釹鐵硼以及SmCO5 Sm2CO17. 在轉(zhuǎn)子上安裝永磁鐵的方式有兩種。一種是將成形永久磁鐵裝在轉(zhuǎn)子表面，即所謂外裝式；另一種是將形成永久磁鐵埋入轉(zhuǎn)子里面，即所謂內(nèi)裝式。永久磁鐵的形狀可分為扇形和矩形兩種。 根據(jù)確定的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的每相勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的分布不同，三相永磁同步電動(dòng)機(jī)可分為兩種類型：正弦波型和方波型永磁同步電機(jī)，前者每相勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)分布是正弦波狀，后者每相勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)分布呈方波狀，根據(jù)子路結(jié)構(gòu)和永磁體形狀的不同而不同。對(duì)于徑向勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，永磁體直接面向均勻氣隙，如果采用系統(tǒng)永磁材料，由于稀土永磁的取向性好，可以方便的獲得具有較好方波形狀的氣隙磁場(chǎng)。對(duì)于采用非均勻氣隙或非均勻磁化方向長(zhǎng)度的永磁體的徑向勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，氣隙磁場(chǎng)波形可以實(shí)現(xiàn)正弦分布。 綜上所述兩類永磁AC同步伺服電動(dòng)機(jī)的差異歸納如下:： 控制原理相似，給定指令信號(hào)加到AC伺服系統(tǒng)的輸入端，電動(dòng)機(jī)軸上位置反饋信號(hào)與給定位置相比較，根據(jù)比較結(jié)果控制伺服的運(yùn)動(dòng)，直至達(dá)到所要求的位置為止。PM、SM和BLDCM二類伺服系統(tǒng)構(gòu)成的基本思路是一致的。 兩種永磁無刷電動(dòng)機(jī)比較而言，方波無刷直流電動(dòng)機(jī)具有控制簡(jiǎn)單、成本低、檢測(cè)裝置簡(jiǎn)單、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)起來相對(duì)容易等優(yōu)點(diǎn)。但是方波無刷直流電動(dòng)機(jī)原理上存在固有缺陷，因電樞中電流和電樞磁勢(shì)移動(dòng)的不連續(xù)性而存在電磁脈動(dòng)，而這種脈動(dòng)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生噪聲，在中低速又是平穩(wěn)的力矩驅(qū)動(dòng)的主要障礙。轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)又使得電機(jī)速度控制特性惡化，從而限制了由其構(gòu)成的方波無刷直流電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)在高精度、高性能要求的伺服驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合下的應(yīng)用（尤其是在低速直接驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合）。因此，對(duì)于一般性能的電伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，選用方波無刷直流電動(dòng)機(jī)及相應(yīng)的控制方式。而PM、SM伺服系統(tǒng)要求定子輸入三相正弦波電流，可以獲得更好的平穩(wěn)性，具有更優(yōu)越的低速伺服性能。因而廣泛用于數(shù)控機(jī)床，工業(yè)機(jī)器人等高性能高精度的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。 3. 伺服系統(tǒng)的發(fā)展過程 伺服系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了由液壓到電氣的過程, 電氣伺服系統(tǒng)根據(jù)所驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型分為直流(DC)伺服系統(tǒng)和交流(AC)伺服系統(tǒng)。交流伺服系統(tǒng)按其采用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型又可分為永磁同步(SM型)電動(dòng)機(jī)交流伺服系統(tǒng)和感應(yīng)式異步(IM型)電動(dòng)機(jī)交流伺服系統(tǒng)。 由于直流伺服電動(dòng)機(jī)存在機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 維修工作量大包括電刷、換向器等則成為直流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展的瓶頸。隨著微處理技術(shù)、大功率電力電子技術(shù)的成熟和電機(jī)永磁材料的發(fā)展和成本降低, 交流伺服系統(tǒng)得到長(zhǎng)足發(fā)展并將逐步取代直流伺服系統(tǒng)。 1990年以前，由于技術(shù)成本等原因，國(guó)內(nèi)伺服電機(jī)以直流永磁有刷電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)為主，而且主要集中在機(jī)床和國(guó)防軍工行業(yè)。1990年以后，進(jìn)口永磁交流伺服電機(jī)系統(tǒng)逐步進(jìn)入中國(guó)，此期間得益于稀土永磁材料的發(fā)展、電力電子及微電子技術(shù)日新月異的進(jìn)步，交流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)也很快從模擬式過渡到全數(shù)字式。由于交流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置采用了先進(jìn)全數(shù)字式驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，參數(shù)調(diào)整方便，產(chǎn)品生產(chǎn)的一致性可靠性增加，同時(shí)可集成復(fù)雜的電機(jī)控制算法和智能化控制功能，如增益自動(dòng)調(diào)整、網(wǎng)絡(luò)通訊功能等，大大拓展了交流伺服電機(jī)的適用領(lǐng)域；另外隨著各行業(yè)，如機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線等，對(duì)工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求不斷提高，這些領(lǐng)域?qū)涣魉欧姍C(jī)的需求將迅猛增長(zhǎng)，交流伺服將逐步替代原有直流有刷伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。 正弦波交流伺服系統(tǒng)綜合了伺服電動(dòng)機(jī)、角速度和角位移傳感器的最新成就，與采用新型電力電子器件、專用集成電路和專用控制算法的交流伺服驅(qū)動(dòng)器相匹配，組成新型高性能機(jī)電一體化產(chǎn)品。使原有的直流伺服系統(tǒng)面臨淘汰的危機(jī)，成為當(dāng)今世界伺服驅(qū)動(dòng)的主流及發(fā)展方向。正弦波交流伺服廣泛使用于航空、航天、兵器、船舶、電子及核工業(yè)等領(lǐng)域，如自行火炮、衛(wèi)星姿態(tài)控制、雷達(dá)驅(qū)動(dòng)、機(jī)載吊艙定位系統(tǒng)、戰(zhàn)車火控及火力系統(tǒng)、水下滅雷機(jī)器人等。 4.伺服電機(jī)的應(yīng)用松下交流伺服電機(jī)(AC Servo) A4系列 1. 快速使用 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必須的三根電纜：動(dòng)力電纜；電機(jī)動(dòng)力線，電機(jī)編碼器線。 控制線接口X5： 伺服使能必須接的引腳：DC24V電源(7,41) 伺服使能SRV-ON(29) 控制信號(hào)：位置控制-（脈沖方向輸入3，4，5，6） 速度控制-（模擬量輸入14，15 0到10V） 扭矩控制-（模擬量輸入 14,15） 其他輔助控制功能： 10點(diǎn)輸入：伺服使能模式選擇增益切換報(bào)警清除。 6點(diǎn)輸出： 報(bào)警(ALM)準(zhǔn)備(S-RDY)制動(dòng)器釋放(BRK-OFF)零速檢測(cè)(ZSP)轉(zhuǎn)矩控制TLC。定位完成或者速度到達(dá)它比步進(jìn)系統(tǒng)就多了一個(gè)編碼器反饋，構(gòu)成了一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)然這個(gè)閉環(huán)僅僅是相對(duì)而言。伺服系統(tǒng)現(xiàn)在逐漸取代了步進(jìn)系統(tǒng)，所以大家會(huì)逐漸熟來源：jdzj機(jī)電之家機(jī)電行業(yè)電子商務(wù)平臺(tái)！大慣量伺服系統(tǒng)調(diào)試介紹 來源：機(jī)電論文 | 類別：技術(shù) | 時(shí)間：2009-11-6 15:03:14 字體：大 中 小 對(duì)于調(diào)試過程可說是難點(diǎn)重重，因?yàn)榭蛻魴C(jī)械整體的負(fù)載就非常的大，而且還要在加工的過程中在加工槽里注滿水，使得負(fù)載慣量和負(fù)載質(zhì)量更大，增加了伺服的控制難度。為了保證個(gè)脈沖的追蹤誤差，所以伺服控制器的增益必須維持在一個(gè)較高的水平，但是由于幾乎不允許出現(xiàn)任何的振動(dòng)，那么伺服控制系統(tǒng)的增益還不能夠過大，也就是說在穩(wěn)定的響應(yīng)水平和穩(wěn)定的控制平衡度之間尋找一個(gè)平衡點(diǎn)，這個(gè)平衡點(diǎn)的選取就是我們調(diào)試的關(guān)鍵。 由于該設(shè)備的運(yùn)行速度不能超過我們調(diào)試軟件估測(cè)負(fù)載慣量所需的運(yùn)行速度200rpm，所以只能通過不斷的試驗(yàn)，對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，以找到最佳的增益參數(shù)，也就是將伺服參數(shù)中跟增益有關(guān)的2-00（位置控制增益），2-02（位置前饋增益），2-03（位置前饋增益平滑常量），2-04（速度控制增益），2-06（速度積分補(bǔ)償），以及跟共振有關(guān)的2-25（共振抑制低通濾波），2-23（共振抑制Notch filter），2-24（共振抑制Notch filter衰減率）進(jìn)行不斷的試驗(yàn)設(shè)置和運(yùn)行測(cè)試，2-00主要作用是保持位置環(huán)控制響應(yīng)水平的，2-04主要作用是保持速度環(huán)控制響應(yīng)水平的，這兩個(gè)值是伺服響應(yīng)的基礎(chǔ)，而 2-02和2-06的主要作用就是減小位置控制誤差和速度控制誤差的，將這兩個(gè)值調(diào)到很高的位置可以明顯地減小追隨誤差。2-03作用就是可以大大的降低傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)。 剛剛開始調(diào)試時(shí)，很快就將伺服的響應(yīng)水平調(diào)整到一個(gè)不使伺服電機(jī)運(yùn)行有振動(dòng)的最高的控制水平，這個(gè)增益水平上伺服電機(jī)的運(yùn)行效果是是伺服系統(tǒng)在0.5rpm的速度下運(yùn)行追隨誤差基本保持在2個(gè)脈沖范圍內(nèi)，但是在運(yùn)行的某幾個(gè)點(diǎn)的時(shí)候，會(huì)跳變到34個(gè)脈沖。這是慢走絲設(shè)備運(yùn)行不允許的，必須通過調(diào)整伺服的增益來改善這樣的運(yùn)行效果，因?yàn)檫@樣的追隨誤差的跳變是由于在某個(gè)運(yùn)行點(diǎn)上伺服系統(tǒng)的負(fù)載情況發(fā)生改變，而由于伺服系統(tǒng)的響應(yīng)又不夠快，所以才會(huì)出現(xiàn)追隨誤差變大的情況。通過以上分析，需要實(shí)現(xiàn)的就是提高伺服系統(tǒng)的響應(yīng)水平又不能使伺服電機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)任何的振動(dòng)。為了既不讓電機(jī)振動(dòng)，又提高增益水平，只有將2-03加大降低機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的振動(dòng)，才能提高2-04和2-00從而提高伺服系統(tǒng)整體的增益水平位置較高的響應(yīng)，同時(shí)，還不能把2-03的值調(diào)整地過高，因?yàn)樗鼤?huì)影響位置追蹤誤差。 在增調(diào)整已經(jīng)很理想的情況下，開始安裝工件試切。在試切過程發(fā)現(xiàn)一個(gè)很異常的現(xiàn)象，即在x軸以0.3rpm速度進(jìn)給時(shí)，y軸的追蹤誤差會(huì)有一個(gè)不斷的跳變，當(dāng)時(shí)y軸根本沒有信號(hào)輸入，是不應(yīng)該有任何移動(dòng)的。出現(xiàn)這樣的情況只有兩種可能，一是有信號(hào)干擾，二是發(fā)生了機(jī)械振動(dòng)！通過判斷是在x軸以一定速度移動(dòng)時(shí)，y軸會(huì)有共振產(chǎn)生！利用我們調(diào)試軟件ASDA_A_SW 找到共振頻率，消除共振，調(diào)試完成。來源：jdzj機(jī)電之家機(jī)電行業(yè)電子商務(wù)平臺(tái)！松下交流伺服電機(jī)（AC Servo）A4系列的應(yīng)用 來源：機(jī)電論文 | 類別：技術(shù) | 時(shí)間：2009-11-6 15:12:55 字體：大 中 小 松下交流伺服電機(jī)(AC Servo)A4系列的應(yīng)用1.快速使用電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必須的三根電纜：動(dòng)力電纜；電機(jī)動(dòng)力線，電機(jī)編碼器線。控制線接口X5：伺服使能必須接的引腳：DC24V電源(7,41)伺服使能SRV-ON(29)控制信號(hào)：位置控制-(脈沖方向輸入3，4，5，6)速度控制-(模擬量輸入14，15 0到10V)扭矩控制(模擬量輸入14,15)其他輔助控制功能：10點(diǎn)輸入：伺服使能模式選擇增益切換報(bào)警清除。6點(diǎn)輸出：報(bào)警(ALM)準(zhǔn)備(S-RDY)制動(dòng)器釋放(BRK-OFF)零速檢測(cè)(ZSP)轉(zhuǎn)矩控制TLC。定位完成或者速度到達(dá)。它比步進(jìn)系統(tǒng)就多了一個(gè)編碼器反饋，構(gòu)成了一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)然這個(gè)閉環(huán)僅僅是相對(duì)而言。伺服系統(tǒng)現(xiàn)在逐漸取代了步進(jìn)系統(tǒng)，所以大家會(huì)逐漸熟悉。來源：jdzj機(jī)電之家機(jī)電行業(yè)電子商務(wù)平臺(tái)！伺服中的自舉電路問題探討 來源：機(jī)電論文 | 類別：技術(shù) | 時(shí)間：2009-11-6 15:14:49 字體：大 中 小 對(duì)于伺服的三相IGBT或PIM，IPM驅(qū)動(dòng)級(jí)而言，是指功率橋臂高端和低端柵極驅(qū)動(dòng)都需要1518V電源供給，一般低端三管共地供電，較容易理解，而高端三管的供電則需要與低端隔離，并各自隔離，因此高端供電必須隔離，產(chǎn)生高端隔離供電的方式大致有變壓器隔離供電和自舉隔離供電等兩大類型，變壓器隔離也很容易理解，但是也存在設(shè)計(jì)復(fù)雜和占板面較大等缺點(diǎn)。 因此在一些低端和緊湊型設(shè)計(jì)中，往往采用自舉供電，其原理為在同一橋臂的低端管子飽和導(dǎo)通時(shí)，高端管子的隔離電源的地會(huì)被拉低到與直流母線地僅相差一個(gè)飽和壓降的低壓態(tài)，此時(shí)為低端柵極供電的1518V電壓就可以通過“自舉二極管”向高端隔離電源的儲(chǔ)能“自舉電容”充電，等低端管子截