因?yàn)閭鹘y(tǒng)的剛性驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)不能滿足機(jī)器人的需求。如足式機(jī)器人,在步行運(yùn)動(dòng)中總會(huì)受到地面的沖擊,如何更好地吸收沖擊能量并良好地控制腿部在沖擊后的運(yùn)動(dòng),需要做機(jī)械與控制方面的改進(jìn)。而研究柔性驅(qū)動(dòng)器就是其改進(jìn)方向之一。如工業(yè)機(jī)器人,拖動(dòng)試教是一種簡單快捷的機(jī)器人配置功能。在人拖動(dòng)機(jī)器人的過程中,希望人受到的阻力小,機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平順不抖動(dòng)。除了在柔順控制的算法上做文章,研究機(jī)械方面的柔性驅(qū)動(dòng)器也是一大方向。除此以外,剛性機(jī)器人常常因裝配誤差等問題造成“卡死”,剛性的位置控制算法會(huì)對機(jī)器人關(guān)節(jié)施加很大的堵轉(zhuǎn)扭矩,這容易對機(jī)械系統(tǒng)造成損傷。而在關(guān)節(jié)中加入一些吸能與緩沖結(jié)構(gòu),能在機(jī)械上保護(hù)機(jī)器人。再者,外部環(huán)境的沖擊對機(jī)器人控制系統(tǒng)來說,通常是極其短暫的階躍信號(hào),如果控制系統(tǒng)的帶寬不高,是難以響應(yīng)這些信號(hào)的。即,即便是柔順控制算法,通常也無法很好響應(yīng)沖擊信號(hào),進(jìn)而無法對環(huán)境的沖擊做出控制,因此機(jī)器人在面對沖擊時(shí)就會(huì)以剛性的狀態(tài)去應(yīng)對。硬碰硬,結(jié)果通常是損害機(jī)械本體。伺服電機(jī)要處于工作狀態(tài),首先必須將SERRVOON信號(hào)(伺服使能)接通。閘機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器故障
隨著伺服系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用,伺服驅(qū)動(dòng)器使用、伺服驅(qū)動(dòng)器調(diào)試、伺服驅(qū)動(dòng)器維修都是伺服驅(qū)動(dòng)器在當(dāng)今比較重要的技術(shù)課題,越來越多工控技術(shù)服務(wù)商對伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了技術(shù)深層次研究。
伺服驅(qū)動(dòng)器是現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制的重要組成部分,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人及數(shù)控加工中心等自動(dòng)化設(shè)備中。尤其是應(yīng)用于控制交流永磁同步電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。當(dāng)前交流伺服驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環(huán)控制算法。該算法中速度閉環(huán)設(shè)計(jì)合理與否,對于整個(gè)伺服控制系統(tǒng),特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用。 閘機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器正反轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)置輸入交流電或直流電,將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,帶動(dòng)負(fù)載進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)。
伺服系統(tǒng)的比較大特色:透過回饋信號(hào)的控制方式〔可做指令值與目標(biāo)值的比較,因而大幅減少誤差狀況〕。何謂回饋信號(hào):向控制對象下達(dá)指令后,正確的追蹤并查明現(xiàn)在值,且隨時(shí)回饋控制內(nèi)容的偏差值、待目標(biāo)物到達(dá)目的地后,回饋位置值,如此反復(fù)動(dòng)作。控制流程:檢測機(jī)械本體之位置檢出,回路為封閉系統(tǒng),稱之為全閉回路。相反,檢測馬達(dá)軸端之回路系統(tǒng)就稱為半閉回路。
伺服驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部構(gòu)成整流部:通過整流部,將交流電源變?yōu)橹绷麟娫?,?jīng)電容濾波,產(chǎn)生平穩(wěn)無脈動(dòng)的直流電源。逆變部:由控制部過來的SPWM信號(hào),驅(qū)動(dòng)IGBT,將直流電源變?yōu)镾PWM波形,以驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)??刂撇糠郑核欧卧捎萌珨?shù)字化結(jié)構(gòu),通過高性能的硬件支持,實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的軟件化,現(xiàn)在所有的伺服已采用(DSP數(shù)字信號(hào)處理)芯片,DSP,能夠執(zhí)行位置、速度、轉(zhuǎn)矩和電流控制器的功能。給出PWM信號(hào)控制信號(hào)作用于功率驅(qū)動(dòng)單元,并能夠接收處理位置與電流反饋,具有通訊接口。編碼器:伺服電機(jī)配有高性能的轉(zhuǎn)角測量編碼器,可以精確測量轉(zhuǎn)子的位置與電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
上位機(jī)的指令脈沖輸入(和內(nèi)部脈沖量給定)與來自編碼器的位置反饋脈沖,通過位置比較環(huán)的計(jì)算獲得位置偏差信號(hào),位置偏差信號(hào)經(jīng)過位置控制器的處理(通常為P比例調(diào)節(jié),在特殊情況下,也有選擇PI比例積分調(diào)節(jié))。生成速度環(huán)的速度給定指令信號(hào),在通過速度控制數(shù)和電流控制器去控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
位置偏差量在轉(zhuǎn)速換成速度給定指令過程中,其速度給定指令的大小由位置比例增益參數(shù)Kp來規(guī)定,因此,Kp參數(shù)設(shè)置越大,控制反應(yīng)越迅速,成為剛性比較硬,反之,剛性比較軟(即反應(yīng)慢)。脈沖偏差易經(jīng)過位置控制器乘上比例增益常數(shù)Kp,轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣冉o定指令,多以說位置控制器就是一個(gè)比例控制器。 直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器技術(shù)與發(fā)展趨勢有關(guān)驅(qū)動(dòng)器發(fā)展趨勢,無論是伺服電機(jī),還是直線電機(jī),本質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化。
驅(qū)動(dòng)器相當(dāng)于人腦,電機(jī)相當(dāng)于肌肉,而執(zhí)行器相當(dāng)于人手(執(zhí)行器簡單來說其實(shí)是由若干驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳感器組成的一個(gè)構(gòu)件)。
以抓蘋果為例,人通過大腦控制手臂的肌肉收縮使手到達(dá)蘋果所在區(qū)域,并通過手完成對蘋果的抓取動(dòng)作。同樣是完成上面的任務(wù),對于一個(gè)n自由度的機(jī)械臂而言,則是通過驅(qū)動(dòng)器控制各個(gè)關(guān)節(jié)的電機(jī)運(yùn)動(dòng),使得機(jī)械臂的末端到達(dá)蘋果的擺放位置,此時(shí)安裝在機(jī)械臂末端的執(zhí)行器扮演人手的角色實(shí)現(xiàn)對蘋果的抓取。因此這三者并不是一回事,想要機(jī)器人實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的任務(wù),上述三者需要發(fā)揮各自的功能,缺一不可。 伺服驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換成另一頻率的電能控制裝置。閘機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器正反轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)置
伺服驅(qū)動(dòng)器相當(dāng)于大腦,執(zhí)行電機(jī)相當(dāng)于手腳。而伺服驅(qū)動(dòng)器在伺服控制系統(tǒng)中的作用就是調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。閘機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器故障
直驅(qū)技術(shù)被國外工業(yè)界稱之為現(xiàn)代驅(qū)動(dòng)技術(shù)中的先進(jìn)方法和技術(shù),被越來越多地應(yīng)用到各行業(yè)中。作為直驅(qū)技術(shù)主要和關(guān)鍵的部分即為直驅(qū)式旋轉(zhuǎn)電機(jī)(DDR)和直驅(qū)式直線電機(jī)(DDL),它不是簡單的將旋轉(zhuǎn)電機(jī)或直線電機(jī)搬到系統(tǒng)中去,而是要將這兩種電機(jī)根據(jù)不同的系統(tǒng)和工況進(jìn)行系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
直驅(qū)式旋轉(zhuǎn)電機(jī)(DDR1)的基本原理與結(jié)構(gòu)是采用永磁的方式,并設(shè)計(jì)了專門的盤面電機(jī),同時(shí) 充分利用了外轉(zhuǎn)子式結(jié)構(gòu)兩端面的空間,將兩個(gè)盤面電機(jī)的定子與外轉(zhuǎn)子式結(jié)構(gòu)的定子固定在一起,兩個(gè)盤面電機(jī)的轉(zhuǎn)子盤與外轉(zhuǎn)子式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子筒構(gòu)成一個(gè)三維封閉的外轉(zhuǎn)子。在同樣的空間體積下,這種復(fù)式結(jié)構(gòu)較單個(gè)外轉(zhuǎn)子式結(jié)構(gòu)和單個(gè)盤形結(jié)構(gòu)的電機(jī)能產(chǎn)生更大的電磁轉(zhuǎn)矩。 閘機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器故障
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