nidec伺服驅(qū)動器說明書

來源: 發(fā)布時間:2021-11-01

因為傳統(tǒng)的剛性驅(qū)動器已經(jīng)不能滿足機器人的需求。如足式機器人,在步行運動中總會受到地面的沖擊,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動,需要做機械與控制方面的改進。而研究柔性驅(qū)動器就是其改進方向之一。如工業(yè)機器人,拖動試教是一種簡單快捷的機器人配置功能。在人拖動機器人的過程中,希望人受到的阻力小,機器人運動平順不抖動。除了在柔順控制的算法上做文章,研究機械方面的柔性驅(qū)動器也是一大方向。除此以外,剛性機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對機器人關(guān)節(jié)施加很大的堵轉(zhuǎn)扭矩,這容易對機械系統(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),能在機械上保護機器人。再者,外部環(huán)境的沖擊對機器人控制系統(tǒng)來說,通常是極其短暫的階躍信號,如果控制系統(tǒng)的帶寬不高,是難以響應(yīng)這些信號的。即,即便是柔順控制算法,通常也無法很好響應(yīng)沖擊信號,進而無法對環(huán)境的沖擊做出控制,因此機器人在面對沖擊時就會以剛性的狀態(tài)去應(yīng)對。硬碰硬,結(jié)果通常是損害機械本**置模式也支持直接負(fù)載外環(huán)檢測位置信號,此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉(zhuǎn)速。nidec伺服驅(qū)動器說明書

有刷電機采用機械換向,磁極不動,線圈旋轉(zhuǎn)。電機工作時,線圈和換向器旋轉(zhuǎn),磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn),線圈電流方向的交替變化是隨電機轉(zhuǎn)動的換相器和電刷來完成的。在有刷電機中,這個過程是將各組線圈的兩個電源輸入端,依次排成一個環(huán),相互之間用絕緣材料分隔,組成一個象圓柱體的東西,與電機軸連成一體,電源通過兩個碳元素做成的小柱子(碳刷),在彈簧壓力的作用下,從兩個特定的固定位置,壓在上面線圈電源輸入環(huán)狀圓柱上的兩點,給一組線圈通電。隨著電機轉(zhuǎn)動,不同時刻給不同線圈或同一個線圈的不同的兩極通電,使得線圈產(chǎn)生磁場的N-S極與靠近的永磁鐵定子的N-S極有一個適合的角度差,磁場異性相吸、同性相斥,產(chǎn)生力量,推動電機轉(zhuǎn)動。碳電極在線圈接線頭上滑動,象刷子在物體表面刷,因此叫碳“刷”。相互滑動,會摩擦碳刷,造成損耗,需要定期更換碳刷;碳刷與線圈接線頭之間通斷交替,會發(fā)生電火花,產(chǎn)生電磁破,干擾電子設(shè)備。伺服驅(qū)動器調(diào)節(jié)伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動器和伺服電機,驅(qū)動器利用精密的反饋結(jié)合高速數(shù)字信號處理器DSP。

伺服系統(tǒng)的比較大特色:透過回饋信號的控制方式〔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: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)動作。控制流程:檢測機械本體之位置檢出,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)無脈動的直流電源。逆變部:由控制部過來的SPWM信號,驅(qū)動IGBT,將直流電源變?yōu)镾PWM波形,以驅(qū)動伺服電機??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信號控制信號作用于功率驅(qū)動單元,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)子的位置與電機的轉(zhuǎn)速。

直流無刷電機并不是直接發(fā)明出來的產(chǎn)品,而是在有刷電機的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,其結(jié)構(gòu)上要比有刷電機結(jié)構(gòu)復(fù)雜。直流無刷電機由電機主體和驅(qū)動器組成,區(qū)別于有刷直流電機,無刷直流電機不使用機械的電刷裝置,而是采用方波的自控式永磁同步電機,并以霍爾傳感器取代碳刷換向器,以釹鐵硼作為轉(zhuǎn)子的永磁材料。但是,早在上世紀(jì)誕生電機的時候,產(chǎn)生的實用性電機卻是無刷形式的。

通過蘇格蘭本篤會修士和科學(xué)家安德魯·戈登(Andrew Gordon)的研究工作,電機的早期模型開始出現(xiàn)于1740年代。其他科學(xué)家,例如邁克爾·法拉第(Michael Faraday)和約瑟夫·亨利(Joseph Henry)繼續(xù)開發(fā)早期的電機,嘗試電磁場并發(fā)現(xiàn)如何將電能轉(zhuǎn)化為機械能。 過去旋轉(zhuǎn)電機是轉(zhuǎn)化為機械能的方式需要有驅(qū)動器驅(qū)動電機。

在伺服驅(qū)動器速度閉環(huán)中,電機轉(zhuǎn)子實時速度測量精度對于改善速度環(huán)的轉(zhuǎn)速控制動靜態(tài)特性至關(guān)重要。為尋求測量精度與系統(tǒng)成本的平衡,一般采用增量式光電編碼器作為測速傳感器,與其對應(yīng)的常用測速方法為M/T測速法。M/T測速法雖然具有一定的測量精度和較寬的測量范圍,但這種方法有其固有的缺陷,主要包括:1)測速周期內(nèi)必須檢測到至少一個完整的碼盤脈沖,限制了比較低可測轉(zhuǎn)速;2)用于測速的2個控制系統(tǒng)定時器開關(guān)難以嚴(yán)格保持同步,在速度變化較大的測量場合中無法保證測速精度。因此應(yīng)用該測速法的傳統(tǒng)速度環(huán)設(shè)計方案難以提高伺服驅(qū)動器速度跟隨與控制性能由于直流有刷電機機構(gòu)簡單,生產(chǎn)加工容易,維修方便,容易控制;直流電機還具有響應(yīng)快速、較大的起動轉(zhuǎn)矩。伺服控制器 驅(qū)動

一般伺服都有三種控制方式:位置控制方式、轉(zhuǎn)矩控制方式、速度控制方式。nidec伺服驅(qū)動器說明書

一般伺服都有三種控制方式:位置控制方式、轉(zhuǎn)矩控制方式、速度控制方式。

1、位置控制:位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小,通過脈沖的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)動的角度,也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值,由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴(yán)格的控制,所以一般應(yīng)用于定位裝置。

2、轉(zhuǎn)矩控制:轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小,可以通過即時的改變模擬量的設(shè)定來改變設(shè)定的力矩大小,也可通過通訊方式改變對應(yīng)的地址的數(shù)值來實現(xiàn)。應(yīng)用主要在對材質(zhì)的手里有嚴(yán)格要求的纏繞和放卷的裝置中,

3、速度模式:通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進行轉(zhuǎn)動速度的控制,在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時速度模式也可以進行定位,但必須把電機的位置信號或直接負(fù)載的位置信號給上位反饋以做運算用。位置模式也支持直接負(fù)載外環(huán)檢測位置信號,此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉(zhuǎn)速,位置信號就由直接的終負(fù)載端的檢測裝置來提供了,這樣的優(yōu)點在于可以減少中間傳動過程中的誤差,增加了整個系統(tǒng)的定位精度。 nidec伺服驅(qū)動器說明書

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