精密转台交流伺服控制系统设计.pdfVIP

学兔兔 第6期 (总第157期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．6 2009年 12月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUTOMAT10N Dec． 文章编号：1672—6413(2009)O6—0132—02 精密转台交流伺服控制系统设计 刘 彬 (太原工业学院 电气工程系，山西 太原 030008) 摘要：精密转台常用于工业CT等无损检测控制中，本伺服控制系统采用全数字控制方式，实现了步长从0．1。 至360。自由设定的正、反方向可调速旋转，定位精度可达0．05。。该系统以可编程控制器为主控制器，结合安 川伺服控制器实现了电流、速度、位置3层闭环的高精度伺服转台控制，其抗干扰能力强、响应速度快、定位 精度高，为在工业中使用可编程控制器实现高精度伺服控制提供了一定的参考。 关键词：无损检测；精密转台；交流伺服控制；PLC 中图分类号：TP273：TM921．54 1 文献标识码：A 0 引言 槽伺服电机直接驱动型ABRT超精密转台。 随着计算机技术、数字控制技术及矢量算法等的 1．1 精密转台伺服控制系统的结构 广泛应用，精密转台的控制已从传统的直流伺服电机 图1为精密转台伺服控制系统构成。伺服控制器 控制、步进电机控制转而向交流伺服电机控制方向发 与伺服电机一起构成了由电流环、速度环、位置环组 展。交流伺服系统的宽调速范围、高稳速精度、快速 成的3层闭环位置控制系统。电流环为系统内部环，响 动态响应及四象限运行等良好的技术性能，使其动、静 应快速；速度环采用PI控制模式，位置环采用比例控 态特性得到了极大的提高。本文设计的精密转台交流 制模式，速度环与位置环采集编码器反馈信息。西门 伺服控制系统，精度可达0．05。，能够实现步长从0．1。 子S7—200 PI C通过Q0．0高速脉冲输出端口向伺服 至360。自由设定的任意方向可调速旋转。其响应速度 控制器发送位置指令脉冲，其最高频率可达20 kHz， 快、重复精度高，可应用于无损检测系统中实现计算 且采用多管线PTO模式，可实现启动、停止的平稳转 机的断层扫描。 换。电机自带编码器为16位的绝对值编码器，驱动器 1 精密转台伺服控制系统结构及硬件设计 每接受 2¨个脉冲，电机旋转 1周，其脉冲当量为 鉴于一般无损检测均处于较强的电磁干扰中，且 19．8”，可以保证旋转精度达到0．05。(需用近9个脉 环境恶劣，本控制系统的主控制器采用抗干扰能力强、 冲)。伺服控制器内部设有可在1～65 535范围内任意 逻辑控制功能突出的可编程控制器。为达到高精度控 设置的电子齿轮，可对PI C发送的高速脉冲和编码器 制，选择了安川I SGDM 型伺服控制器配合安川I 反馈的脉冲数进行匹配，以方便脉冲设定，提高系统 SGMPH一01AAAI A8B伺服电机，还选用了无刷无 的重复精度。 脉冲序列 电机 图1 精密转台伺服控制系统构成 1．2 精密转台伺服控制系统硬件设计 见图2，包括主电路电源接线及启停控制。伺服电机采 伺服控制单元采用安川SGDM型伺服控制器，能 用自带光电码盘作为位置、速度反馈装置。J3O为