开环伺服系统的特点

开环伺服系统内容简介

第五章 开环伺服系统

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5.1 概述

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特点：

没有位置反馈和速度反馈回路；

多使用步进电机作为驱动电机；

在工作频率范围内，系统每发出一个脉冲， 步进电机就转过一定的角度(步距角);

工作台的位移量由发送给步进电机的脉冲数 量决定；

工作台的移动速度由发送给步进电机的脉冲 频率决定；

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工作台的移动方向由步进电机绕组的通电顺 序或电流方向决定；

受到步距角的限制，并且对系统误差只能采 用软件补偿的方法解决，所以精度较低；

受到步进电机运行频率的限制，所以速度较 慢。

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5.2 步进电机 (Stepper Motor)按照工作原理分：反应式/变磁阻式 永磁式、永磁感应子式/混合式 按照相数分：三相、四相、五相等 5.2.1反应式步进电机 反应式步进电机又称为可变磁阻式 (Variable Reluctance)步进电机，简称 为VR步进电机。

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5.2.1.1 工作原理

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步进电机从一相通电换接到另一相通电，称为 一拍，每一拍，转子转过一个固定的角度，称 为步距角θ。例子中的步进电机绕阻通电顺序为A-C-B-A

关于液压伺服系统的研究

摘要： 随着液压伺服控制技术的飞速发展，液压伺服系统的应用越来越广泛，随之液压伺服控制也出现了一些新的特点，基于此对于液压伺服系统的工作原理进行研究，并进一步探讨液压传动的优点和缺点和改造方向，以期能够对于相关工作人员提供参考。 关键词： 数控液压 伺服系统 数控改造 一、引言 液压控制技术是以流体力学、液压传动和液力传动为基础，应用现代控制理论、模糊控制理论，将计算机技术、集成传感器技术应用到液压技术和电子技术中，为实现机械工程自动化或生产现代化而发展起来的一门技术，它广泛的应用于国民经济的各行各业，在农业、化工、轻纺、交通运输、机械制造中都有广泛的应用，尤其在高、新、尖装备中更为突出。随着机电一体化的进程不断加快，技术装各的工作精度、响应速度和自动化程度的要求不断提高，对液压控制技术的要求也越来越高，文章基于此，首先分析了液压伺服控制系统的工作特点，并进一步探讨了液压传动的优点和缺点和改造方向。 二、液压伺服控制系统原理 目前以高压液体作为驱动源的伺服系统在各行各业应用十分的广泛，液压伺服控制具有以下优点：易于实现直线运动的速度位移及力控制，驱

实验一: SIMOTION和TCPU 配置

1.SIMOTION 配置 实验目的

1.掌握SIMOTION 设备和S120的工程配置 2.能够在电脑端控制电机的启停 实验设备

编程电脑一台、SIMOTION D425 设备一套、PLC+S120 设备一套 实验内容

A.创建项目并组态硬件 一、创建项目

在桌面上双击打开“SIMOTION SCOUT”，启动SCOUT 软件。

输入工程的名字，选择工程的路径，点击OK。

双击导航中的“Insert SIMOTION device”条目插入一个新设备，在Decive 中选择SIMOTIOND，在Device characteristic 中选择D425，在SIMOTION version 中选择V4.3 版本，勾选Open HW Config。

设置编程电脑与SIMOTION 的连接方式，根据实际硬件的连线选择。选择以太网连接Ethernet IE1-OP（X120 端口），TCP/IP(AUto)协议。

二、网络组态

工程创建完成之后，会得到下图的画面，对网络进行组态。双击图中的蓝色条状区域X120 IE1-OP，设置SIOMTION 的IP 地址

点击按钮Properties，修改SIMOTI

数控机床的伺服驱动系统主要有两种：进给驱动系统和主轴驱动系统，前者控制机床各坐标轴的切削进给运动，后者控制机床主轴的旋转运动。他们的职能是提供切削过程中所需要的转矩和功率，可以任意调节与转速度和准确的位置控制。

为了满足数控机床对伺服系统的要求，对电气伺服驱动系统的执行元件伺服电动机也必须较高的要求：1.电动机从最低进给速度到最高进给速度范围内都能平滑地运转；转矩波动要小，尤其在最低速度转速时，如0.1r/min或更低转速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。2.电动机应具有较大的、较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。比如，电动机能在数分钟内过载4～6倍而不损坏。3.为了满足快速响应的要求，即随着控制信号的变化，电动机应能在较短时间内完成必须的动作。快的反应速度直接影响到系统的品质。因此，要求电动机必须具有较小的转动惯量和大的堵转转矩，尽可能小的电动机时间常数和启动电压。电动机必须具有4000rad/s2以上的加速度，才能保证电动机在0.2s以内从静止启动到1500rmin。电动机应能承受频繁的起动、制动和反转。文章来源：中国传动设备网

常用的伺服执行元件主要有直流伺服电动机、交流伺服电动机、步进电动机和直接驱动电动机。1.步进电动机：进步

浙江大学

博士学位论文

永磁交流伺服系统及其控制策略研究

姓名：许振伟

申请学位级别：博士

专业：控制理论与控制工程

指导教师：蒋静坪

20030701

浙江大学博士学位论文

摘要

永磁同步电机（ＰＭＳＭ）伺服系统在工农业牛产和航天技术等领域的应用十分广泛，由于其自身的结构和运行特点，ＰＭＳＭ的具有很多独特的优点，本文主要从控制理沦和实际系统两个方面对永磁同步电机伺服系统进行了全面而深入的研究，并完成了一台数控铣床的研制。

首先对ＰＭＳＭ伺服系统进行了建模，在研究了其物理方程、转矩方程和等效电路的基础上提出了ＰＭＳＭ的数学模型并对仿真技术进行了简单的介绍。

基于内模控制，设计了电流环解耦控制器，改善了电流环性能，而且控制器只有一个可调参数，简化了设计。对于嵌入式ＰＭＳＭ，根据在电流幅值一定的条件下最大输出转矩与口（为等效电流矢量和ｑ轴之间的相位角）之间的关系，将磁阻转矩转换为输出转矩从而提高了输出转矩，改善了系统的控制性能；在速度环采用单步模型算法控制，其计算量比较少，提高了系统的实时性和鲁棒性。

针对传统控制方法对电机数学模型依赖性强的缺点，结合模糊控制实时性好和预测控制鲁棒性强的优点构造了模糊预测控制器，可以解决模糊控制器不具有消除系统稳态误差的问题，大大提高了控

实验七 交流伺服系统的构成、调整及使用

实验七、交流伺服系统的构成、调整及使用

一、实验目的与要求:

1、熟悉交流伺服系统的构成以及伺服电机、驱动器、 数控系统的互联。 2、掌握交流伺服电机及驱动器的性能,特性。 3、了解交流伺服系统的动态特性及其参数调整。

二.实验仪器设备:

1、交流伺服电机(MSMA022A1A)一台; 2、伺服驱动器 (MSDA023A1A) 一台; 3、世纪星数控系统(HNC-21TF)一台; 4、X、Y工作台一套； 5、负载试验台一套； 6、双通道贮存示波器一台； 7、音频信号发生器。

三.基础知识

1、交流伺服电动机的分类

交流伺服电动机可依据电动机运行原理的不同，分为永磁同步电机、永磁无刷直流电机、感应（或称异步）电机和磁阻同步电机。这些电机具有相同的三相绕组的定子结构。

感应式交流伺服电机，其转子电流由滑差电势产生，并与磁场相互作用产生转矩，其主要优点是无刷，结构坚固、造价低、免维护，对环境要求低，其主磁通用激磁电流产生，很容易实现弱磁控制，高转速可以达到4~5倍的额定转速；缺点是需要激磁电流，内功率因数低，效率较低，转子散热困难，要求较大的伺服驱动

AMK伺服系统使用说明书

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目录

系统简介————————————————1电源模块————————————————9驱动模块————————————————15控制面板————————————————24参数配置————————————————30《

故障诊断————————————————046附录：参数列表

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一、系统简介

1.伺服电机

AMK伺服电动机分DH、DS、DT、DV和DW等系列，其编码器分为旋转变压器型编码器（R）、HiperFace接口型编码器（S/T）、EnData接口型编码器（E/F）和增量型编码器（I）。

其中，旋转变压器型编码器通过DB9型插头连接到KW驱动器的X130接口;其他型号的编码器通过DB15型插头连接到KW驱动器的X131接口。

AMK伺服电动机编码器接口引脚功能表

-

KW驱动器编码器接口引脚功能表

AMK伺服电机的动力接线也采用航空插头的接线方式，其根据电机功率大小采用的插头大小不同，但其动力电缆的引脚分布基本相同。

AMK电机动力接口引脚功能表

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引脚

功能引脚功能

PE A热敏电阻

1U B{

热敏电阻4V C抱闸

3W D抱闸

AMK伺服电机型号定义

1）DW液体冷却主轴电机

DW系列液体冷却三相异步电机在高功率时也有紧凑的结构，恒

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第十章 液压伺服系统郭婷 制作

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本章目录第一节 第二节 第三节 第四节

概述 液压伺服控制元件 电液伺服阀 液压伺服系统实例

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第一节 概述一、液压伺服系统的工作原理液压仿形刀架工作原理仿形刀架装在车床床鞍后 部，随床鞍一起作纵向移动， 并按照样件的轮廓形状车削工 件；样件安装在床身支架上， 是固定不动的。液压泵站则放 在车床附近的地面上，与仿形 刀架以软管相连。图10-1 液压仿形刀架工作原理图

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仿形刀架的活塞杆固定在 刀架底座上，液压缸的缸体6、 杠杆8、伺服阀体7是和刀架3 连在一起的，可在刀架底座的 导轨上沿液压缸轴向移动。伺 服阀芯10在弹簧的作用下通过 阀杆9将杠杆8上的触销11压在 样件12上。由液压泵14来的油 经滤油器13通入伺服阀的A口， 并根据阀芯所在位置经B或C通 入液压缸的上腔或下腔，使刀 架3和车刀2退离或切入工件1。

图10-1 液压仿形刀架工作原理图

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AMK伺服系统 使用说明书

目录

系统简介————————————————1 电源模块————————————————9 驱动模块————————————————15 控制面板————————————————24 参数配置————————————————30 故障诊断————————————————46 附录：参数列表

一、系统简介

1.伺服电机

AMK伺服电动机分DH、DS、DT、DV和DW等系列，其编码器分为旋转变压器型编码器（R）、HiperFace接口型编码器（S/T）、EnData接口型编码器（E/F）和增量型编码器（I）。

其中，旋转变压器型编码器通过DB9型插头连接到KW驱动器的X130接口;其他型号的编码器通过DB15型插头连接到KW驱动器的X131接口。

AMK伺服电动机编码器接口引脚功能表

KW驱动器编码器接口引脚功能表

AMK伺服电机的动力接线也采用航空插头的接线方式，其根据电机功率大小采用的插头大小不同，但其动力电缆的引脚分布基本相同。

AMK电机动力接口引脚功能表

引脚 功能 引脚 功能 1

PE U V W A B C D 热敏电阻 热敏电阻

实验七 交流伺服系统的构成、调整及使用

实验七、交流伺服系统的构成、调整及使用

一、实验目的与要求:

1、熟悉交流伺服系统的构成以及伺服电机、驱动器、 数控系统的互联。 2、掌握交流伺服电机及驱动器的性能,特性。 3、了解交流伺服系统的动态特性及其参数调整。

二.实验仪器设备:

1、交流伺服电机(MSMA022A1A)一台; 2、伺服驱动器 (MSDA023A1A) 一台; 3、世纪星数控系统(HNC-21TF)一台; 4、X、Y工作台一套； 5、负载试验台一套； 6、双通道贮存示波器一台； 7、音频信号发生器。

三.基础知识

1、交流伺服电动机的分类

交流伺服电动机可依据电动机运行原理的不同，分为永磁同步电机、永磁无刷直流电机、感应（或称异步）电机和磁阻同步电机。这些电机具有相同的三相绕组的定子结构。

感应式交流伺服电机，其转子电流由滑差电势产生，并与磁场相互作用产生转矩，其主要优点是无刷，结构坚固、造价低、免维护，对环境要求低，其主磁通用激磁电流产生，很容易实现弱磁控制，高转速可以达到4~5倍的额定转速；缺点是需要激磁电流，内功率因数低，效率较低，转子散热困难，要求较大的伺服驱动