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你知道工業機器人伺服系統結構和原理嗎?

      伺服的相關原理結構,根據匯博聚程機器熱培訓學校的教學經驗和整理,可以簡略的分為伺服控制單元和控制原理以及伺服驅動器的內部結構三個部分知識組成。


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01

伺服控制單元


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      SERVO 語源自拉丁語,指經由閉環控制方式達到一個機械系統的位置,扭矩,速度或加速度的控制,是自動控制系統中的執行單元,是把上位控制器的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。

1. 控制器:動作指令信號的輸出裝置。

2. 驅動器:接收控制指令,并驅動馬達的裝置。

3. 伺服馬達:驅動控制對象、并檢出狀態的裝置。


02

伺服系統的控制原理


伺服系統的最大特色:透過回饋信號的控制方式〔可做指令值與目標值的比較,因而大幅減少誤差狀況〕。

何謂回饋信號:向控制對象下達指令后,正確的追蹤并查明現在值,且隨時回饋控制內容的偏差值、待目標物到達目的地后,回饋位置值,如此反復動作。

控制流程:檢測機械本體之位置檢出,回路為封閉系統,稱之為全閉回路 。相反,檢測馬達軸端之回路系統就稱為半閉回路。

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03

伺服驅動器的內部構成


逆變單元:控制單元的SPWM信號驅動IGBT,以SPWM波的形式改變直流電源,驅動伺服發動機。

識別單元:通過整流單元,交流電源變為直流電源,由電容過濾,產生穩定的脈沖直流電源

控制部分:伺服單元采用全數字結構,通過高性能硬件支持,執行閉環控制軟件。目前所有伺服單元均采用(數字信號處理DSP)芯片和DSP,可執行當前位置、速度、轉矩和控制器功能。給定PWM信號,控制信號作用于功率驅動單元,可接收電流處理和反饋位置,并具有通信接口。

編碼器:輔助發動機配備高性能角度測量編碼器,可精確測量轉子位置和發動機轉速。逆變器采用新型電子半導體功率器件。目前,伺服控制系統的輸出器件越來越多地采用高頻變化的新型半導體功率器件,主要是大功率晶體管(GTR)MOSFET功率機構和隔離門晶體管(igpt)。


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       這些先進設備的應用顯著降低了伺服單元輸出周期的能耗,提高了系統響應速度,降低了操作噪音。特別是,最新的伺服控制系統開始使用一種新模塊,該模塊集成了控制電路功能和稱為智能能量模塊(IPM)的大功率電子開關設備。

      該裝置將輸入隔離功能、功耗制動、過載、架空、過度保護和故障診斷集成到一個小模塊中。您的輸入邏輯電平與TTL信號完全兼容,可以直接連接到微處理器的輸出。它的應用大大簡化了伺服單元的設計,實現了伺服系統的小型化和小型化。


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