伺服驱动器是现代运动控制的重要组成部分,被广泛应用于工业机器人及数控加工中心等自动化设备中。尤其是应用于控制交流永磁同步电机的伺服驱动器已经成为国内外研究热点。当前交流伺服驱动器设计中普遍采用基于矢量控制的电流、速度、位置三闭环控制算法。该算法中速度闭环设计合理与否,对于整个伺服控制系统,特别是速度控制性能的发挥起到关键作用。
在伺服驱动器速度闭环中,电机转子实时速度测量精度对于改善速度坏的转速控制动静态特性至关重要。为寻求测量精度与系统成本的平衡,一般采用增量式光电编码器作为测速传感器,与其对应的常用测速方法为M/测速法。M测速法里然具有一定的测量精度和较宽的测量范围,但这种方法有其固有的缺陷,主要包括:1)测速周期内检测到至少一个完整的码盘脉冲,限制了低可测转速;2)用于测速的2个控制系统定时器开关难以严格保持同步,在速度变化较大的测量场合中无法测速精度。因此应用该测速法的传统速度环设计方案难以提高伺服驱动器速度跟随与控制性能
伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。
伺服电机可以控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。
电源模块是一种可以直接贴装在印刷电路板上的电源转换器,按变换方式一般分为AC转DC或DC转DC。随着科技的发展,电源体积趋向模块化和小型化,于是出现了电源模块。其集成度高,将开关电源的主要电路集成在芯片中,可以实现宽频调制、隔离及多种保护等功能。
控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。在工业方面,对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量,包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等,都有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统,以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。
在以后的近30年间,DCS先与成套设备配套,而后逐步扩大到工艺装置改造上,与此同时,也分成大型DCS和中小型DCS两类产品,使其性能价格比更具有竞争力。DCS产品虽然在原理上并没有多少突破,但由于技术的进步、外界环境变化和需求的改变,共出现了三代DCS产品。1975年至80年代前期为代产品,80年代中期至90年代前期为第二代产品,90年代中期至21世纪初为第三代产品。