A. 直流伺服電機的速度和位置控制原理是什麼能說的詳細一些嗎
運動伺服一般都是三環控制系統,從內到外依次是電流環速度環位置環。
1、首先電流環:電流環的輸入是速度環PID調節後的那個輸出,我們稱為「電流環給定」吧,然後呢就是電流環的這個給定和「電流環的反饋」值進行比較後的差值在電流環內做PID調節輸出給電機,「電流環的輸出」就是電機的每相的相電流,「電流環的反饋」不是編碼器的反饋而是在驅動器內部安裝在每相的霍爾元件(磁場感應變為電流電壓信號)反饋給電流環的。 2、速度環:速度環的輸入就是位置環PID調節後的輸出以及位置設定的前饋值,我們稱為「速度設定」,這個「速度設定」和「速度環反饋」值進行比較後的差值在速度環做PID調節(主要是比例增益和積分處理)後輸出就是上面講到的「電流環的給定」。速度環的反饋來自於編碼器的反饋後的值經過「速度運算器」得到的。 3、位置環:位置環的輸入就是外部的脈沖(通常情況下,直接寫數據到驅動器地址的伺服例外),外部的脈沖經過平滑濾波處理和電子齒輪計算後作為「位置環的設定」,設定和來自編碼器反饋的脈沖信號經過偏差計數器的計算後的數值在經過位置環的PID調節(比例增益調節,無積分微分環節)後輸出和位置給定的前饋信號的合值就構成了上面講的速度環的給定。位置環的反饋也來自於編碼器。 編碼器安裝於伺服電機尾部,它和電流環沒有任何聯系,他采樣來自於電機的轉動而不是電機電流,和電流環的輸入、輸出、反饋沒有任何聯系。而電流環是在驅動器內部形成的,即使沒有電機,只要在每相上安裝模擬負載(例如電燈泡)電流環就能形成反饋工作。 談談PID各自對差值調節對系統的影響: 1、單獨的P(比例)就是將差值進行成比例的運算,它的顯著特點就是有差調節,有差的意義就是調節過程結束後,被調量不可能與設定值准確相等,它們之間一定有殘差,殘差具體值您可以通過比例關系計算出。。。增加比例將會有效減小殘差並增加系統響應,但容易導致系統激烈震盪甚至不穩定。。。
B. 如何用轉速表測量電動機轉速
1、首先將電動機的六個頭的連接線和短接片都拆開,利用萬用表的歐姆擋任意找出一組繞組。
2、再將萬用表撥到毫安擋的最小的一檔,分別接在這個繞組的兩端上。
3、然後,將電動機的轉子慢慢地均勻轉動一圈,看看萬用表的指針左右擺動幾次,如果擺動一次,就說明電流正負變化一個周期,就是二極電動機。同樣的理由,擺動兩次就是四極電動機,三次就是六極電動機。以此類推,就可以利用萬用表的毫安擋位,將電動機轉動一圈,指針擺動幾次這個現象,判斷電動機是幾極電動機,從而知道電動機的大約轉速(即略低於同步轉速)。
我們知道電動機的同步轉速與磁極數的關系,電源頻率是50HZ時,二極是3000轉/分,四極是1500轉/分,六極是1000轉/分等等。公式是:N=6000/P(在工頻50HZ條件,N是同步轉速,P是電機的極數)。
C. 什麼是M/T法測速
M法是測量單位時間內的脈數換算成頻率,因存在測量時間內首尾的半個脈沖問題,可能會有2個脈的誤差。速度較低時因測量時間內的脈沖數變少,誤差所佔的比例會變大,所以M法宜測量高速。如要降低測量的速度下限,可以提高編碼器線數或加大測量的單位時間,使用一次採集的脈沖數盡可能多。
T法是測量兩個脈沖之間的時間換算成周期,從而得到頻率。因存在半個時間單位的問題,可能會有1個時間單位的誤差。速度較高時,測得的周期較小,誤差所佔的比例變大,所以T法宜測量低速。如要增加速度測量的上限,可以減小編碼器的脈沖數,或使用更小更精確的計時單位,使一次測量的時間值盡可能大。
(3)m法和t法測速時間怎樣相同擴展閱讀:
注意事項:
M法在一定的時間周期 Tc 內,測量編碼器輸出的脈沖個數 M1來計算轉速。用個數除以時間就可以得到編碼器輸出脈沖的頻率,因此 M 法也稱為頻率法,f1=M1/Tc。
假設電機轉動一圈可以產生Z個脈沖,Z = 4 x 編碼器線數,這里的4表示4倍頻,因為一般同時採集 A 相和 B 相的上升沿和下降沿。用頻率f1除以一圈的脈沖個數Z就得到單位時間內電機的轉速。
作為電機數字控制的專用晶元,TMS320F240運算速度快,單指令周期為50ns。其功能強大的事件管理器(Event Manager)為實時控制系統提供了良好的軟、硬體基礎。該事件管理器中包括特殊的PWM產生功能,包括可編程的死區時間設定和空間矢量狀態。
三個獨立的向上/下計數器都有各自的比較寄存器,可產生對稱和不對稱的PWM波形。四路捕獲輸入中的兩路可以直接連到光電碼盤的正交編碼器脈沖信號
D. M法與T法在編碼器測速方面的區別和頻率問題
一、M/T法測速
該方法屬於數字式測速,通常由光電脈沖編碼器、直線光柵尺、感應同步器、旋轉變壓器、直線磁柵尺等感測器來完成。
該類轉子位置感測器發出的脈沖信號,可在可編程計數器8253的配合下,基於微機系統採用M??T法對電機轉速實現高精度的數字測量,這類感測器一般都輸出兩組相位相差90°的脈沖序列A、B,根據A、B的相位關系可以鑒別電機轉
向,同時還可以進行四倍頻處理,以減少通過M/T法獲取速度反饋信號的紋波。
其基本原理是:電機每轉一圈,感測器輸出的脈沖數一定,隨著電動機轉速和輸出脈沖頻率的不同,頻率與轉速成正比,能測量其頻率,通過軟體計算就能得到速度,鑒相電路還能同時反映實際轉速的方向。
二、F/V測速
各種原理的數字脈沖測速機,主要有編碼器和電磁式脈沖測速機。
就位置伺服系統來說,它的速度環一般習慣上還是採用速度的模擬量反饋,而不是數字量反饋,因此基於計數器和微機軟體實現的M/T法測速,還需增加D/A轉換,也有一些系統採用編碼器的測速脈沖經f/v變換獲得速度的模擬量,或者由轉子位置感測器的脈沖信號經f/v變換獲得速度的模擬量。
F/V法測速原理是:電機每轉輸出的脈沖信號頻率與電機轉速成正比,然後通過頻壓變換將脈沖信號轉換成反映轉速高低的模擬電壓。
為了反映轉速的方向,要有旋轉方向自動切換功能。
測速精度與編碼器每轉脈沖數以及f/v變換電路時間常數的選擇有關,每轉脈沖數越多,測速越精確,這在低速段尤為重要。
為保證f/v線性變換,f必須變成寬度一定的脈沖,事先由單穩電路定寬,然後經由運放組成的低通濾波器把頻率變換為直流電壓。
E. M法測速適用范圍
M法是測量單位時間內的脈數換算成頻率,因存在測量時間內首尾的半個脈沖問題,可能會有2個脈的誤差。速度較低時因測量時間內的脈沖數變少,誤差所佔的比例會變大,所以M法宜測量高速。如要降低測量的速度下限,可以提高編碼器線數或加大測量的單位時間,使用一次採集的脈沖數盡可能多。
《中華人民共和國標准化法》
第十一條對滿足基礎通用、與強制性國家標准配套、對各有關行業起引領作用等需要的技術要求,可以制定推薦性國家標准。
推薦性國家標准由國務院標准化行政主管部門制定。
第十二條對沒有推薦性國家標准、需要在全國某個行業范圍內統一的技術要求,可以制定行業標准。
第十三條為滿足地方自然條件、風俗習慣等特殊技術要求,可以制定地方標准。
地方標准由省、自治區、直轄市人民政府標准化行政主管部門制定;設區的市級人民政府標准化行政主管部門根據本行政區域的特殊需要,經所在地省、自治區、直轄市人民政府標准化行政主管部門批准,可以制定本行政區域的地方標准。地方標准由省、自治區、直轄市人民政府標准化行政主管部門報國務院標准化行政主管部門備案,由國務院標准化行政主管部門通報國務院有關行政主管部門。
F. 接近開關如何測速
(1)M法:是在一定時間間隔內,對光電碼盤輸出脈沖數進行計數,並計算出轉速,適用於發電機轉速的高速測量。
(2)T法:是通過測量光電碼盤的脈沖周期來計算電機轉速的一種測量方法。
(3)M/T法:是結合了M法和T法的優點,在低速及高速段均有較高的分辨能力和測量精度。
(4)E/T法:其原理是從T法出發,只是為了克服T法高速時的精度問題。廈門PLC培訓找廈門鋮毅自動化培訓。
結合PLC和該水電站水輪發電組的測速范圍(0~600r/min),以及M法測速對硬體要求簡單的特點,下面就採用M法進行轉速測量與計算。
假設與發電機同軸連接的光電碼盤每旋轉一周,輸出脈沖數為P,電機的轉速為n(r/min),檢測時間為T(s),在T內的計數脈沖數為m,則電機的轉速n為:n = 60m/pt
在檢測時間T內其誤差最大為1個脈沖,則M法轉速解析度Q為:Q = 60(m + 1)/pt - 60m/pt = 60/pt
可見採用M法測速時,其解析度與速度的大小無關,要想提高分辯率,除選用每轉輸出脈沖數多的光電碼盤外,只有盡可能的增大檢測時間,但是檢測時間過大,轉速的反饋延滯作用越嚴重,將嚴重影響系統的動、靜態性能。
G. 如何用編碼器測速
編碼器一般與軸相聯,編碼器的脈沖量是固定的,在軸旋轉的時候,編碼器就會輸出脈沖,PLC或計數器收到脈沖,根據軸轉的速度不同時,在單位時間內收到的脈沖總量是不一樣的,速度就表現在這里了,根據脈沖量與實際轉的長度就可以算了真實的速度米/分鍾
H. 電機測速的幾種方法及分析
1、有刷直流測速方法:
永磁直流測速發電機有其靈敏度高,線性誤差小,受溫度變化的影響較小,結構簡單,耐振動沖擊,極性可逆等優點,但由於電刷和換向器的存在帶來一些弊病:如可靠性差,使用環境受到限制,電刷與換向器的摩擦,增加了被測電機的粘滯轉矩;電刷的接觸壓降造成了輸出低速時的不靈敏區。
2、無刷直流測速方法:
刷直流測速發電機從根本上取消了電刷與換向器這種接觸裝置,改善了測速發電機的性能,提高了運行的可靠性。是直流測速機的一個發展方向。
產品的無刷化已成為一種明顯的發展趨勢。特別是電子技術的發展,使其測速電路的集成化程度有了迅速提高,賦予新型機電一體化方波無刷直流測速發電機更強的生命力。
無刷直流測速發電機還有諸如霍爾無刷直流測速發電機,環形轉子無刷直流測速發電機及二極體整流型無刷直流測速發電機等。主要有霍爾無刷直流測速發電機和新型機電一體化方波無刷直流測速發電機兩種類。
3、MT法測速
該方法屬於數字式測速,通常由光電脈沖編碼器,直線光柵尺,感應同步器,旋轉變壓器,直線磁柵尺等感測器來完成。其基本原理是:電機每轉一圈,感測器輸出的脈沖數一定,隨著電動機轉速和輸出脈沖頻率的不同,頻率與轉速成正比,能測量其頻率,通過軟體計算就能得到速度,鑒相電路還能同時反映實際轉速的方向。
該類轉子位置感測器發出的脈沖信號,可在可編程計數器8253的配合下,基於微機系統採用MT法對電機轉速實現高精度的數字測量,這類感測器一般都輸出兩組相位相差90°的脈沖序列A,B,根據A,B的相位關系可以鑒別電機轉向,同時還可以進行四倍頻處理,以減少通過MT法獲取速度反饋信號的紋波。
(8)m法和t法測速時間怎樣相同擴展閱讀
電機測速的分類
1、空心杯轉子非同步電機測速發電機:
轉子不轉時,勵磁後由杯形轉子電流產生的磁場與輸出繞組軸線垂直,輸出繞組不感應電動勢;轉子轉動時,由杯形轉子產生的磁場與輸出繞組軸線重合,在輸出繞組中感應的電動勢大小正比於杯形轉子的轉速,而頻率和勵磁電壓頻率相同,與轉速無關。
2、籠式轉子非同步電機測速發電機:
與交流伺服電動機相似,因輸出的線性度較差,僅用於要求不高的場合。
3、同步電機測速發電機:
以永久磁鐵作為轉子的交流發電機。由於輸出電壓和頻率隨轉速同時變化,又不能判別旋轉方向,使用不便,在自動控制系統中用得很少,主要供轉速的直接測量用。