伺服原理驱动器位置控制.PPT

* 伺服原理(驅動器) 伺服馬達與 伺服驅動器之間的回授LOOP（1/4） 1、磁極LOOP AC伺服馬達的轉子由於是磁極的緣故， 在所在的位置時，如果無法檢測出磁場 的N極及S極的話，將無法提供磁場給馬 達，因此利用馬達後面的解碼器（Encoder） 檢測其磁極，再依檢測出的磁極，提供磁極 給馬達。 伺服原理(驅動器) 2、電流LOOP 伺服馬達在驅動時由於負載的關係 而產生扭矩的緣故，使得流進馬達 的電流增大，一旦流進馬達的電流 過大時會造成馬達燒毀的情形。為 防止此一情形發生，在馬達的輸出 位置加入電流感測裝置，當馬達電 流超過一定電流時，切斷伺服驅動 器以保護馬達。 伺服馬達與 伺服驅動器之間的回授LOOP（2/4） 3、速度LOOP 此LOOP是用來檢測馬達的旋轉速度 是否依照指令旋轉之用，相對於控制 裝置所提供之指令，速度LOOP控制 馬達的旋轉速度。 伺服原理(驅動器) 伺服馬達與 伺服驅動器之間的回授LOOP（3/4） 4、位置LOOP 此LOOP是用來檢測由控制器所輸出 位置控制指令之後，伺服馬達是否移 動至指令位置。相對於位置指令值， 當檢測值過大或過小時，控制伺服馬 達移動其誤差值的部份，達到定位之 目的。 伺服原理(驅動器) 伺服馬達與 伺服驅動器之間的回授LOOP（4/4） 伺服原理(驅動器) 控制系統的構成（1/3） ◎開迴路控制（OPEN LOOP） 由控制器輸出指令訊號，用來驅動馬達依指令值位移並且 停止在所指定的位置。 控制裝置 驅動器 傳動機構 馬達 伺服原理(驅動器) 控制系統的構成（2/3） ◎半閉迴路控制（SEMI-CLOSE LOOP） 將位置或速度檢出器，裝置於馬達軸上以取得位置迴授信 號及速度回授信號。 控制裝置 驅動器 傳動機構 馬達 位置檢出器 伺服原理(驅動器) 控制系統的構成（3/3） ◎全閉迴路控制（FULL-CLOSE LOOP） 利用光學尺等位置檢出器，直接將物體的位移量隨時的回 授到控制系統。 控制裝置 驅動器 傳動機構 馬達 位置檢出器（光學尺） 回授信號 伺服原理(驅動器) ※依據不同的控制系統之需求，在驅動 器中有三種控制模式可供選擇 速度控制 位置控制 扭矩控制 扭矩指令輸入範圍 0 ～ ±10V【正電壓－＞CCW扭力】 0 ～ 額定扭力 扭矩控制 伺服原理(驅動器) 依據輸入電壓的大小、達到 控制馬達輸出扭力的目的。 伺服原理(驅動器) 速度控制 速度指令輸入範圍 0 ～ ±10V【正電壓－＞CCW回轉】 0 ～ 額定轉速 依據輸入電壓的大小、達到 控制馬達輸出轉速的目的。 伺服原理(驅動器) 位置控制 位置指令輸入方式 依據輸入的脈波數目、達到 控制馬達定位的目的。 CCW/CW 脈衝列 A/B相位 脈衝列 Pulse＋Dir 伺服原理(驅動器) 位置控制 CCW/CW 脈衝列 CCW CW PP PN DP DN 伺服原理(驅動器) 位置控制 CCW CW PP PN DP DN A/B相位 脈衝列 伺服原理(驅動器) 位置控制 CCW CW PP PN DP DN Pulse＋Dir 伺服原理(驅動器) 常用參數設定說明（1/6） 控制模式設定 速度控制 位置控制 扭矩控制 依照不同的控制器來設定控制器的控制方式 位置指令輸入方式 CW/CCW A/B Phase Pulse/Dir 伺服原理(驅動器) 常用參數設定說明（2/6） 回生電阻保護 為了保護驅動器內部回生阻抗不受燒毀， 可在平均容許電力及所使用阻抗值關係式 下設定其保護水準。計算式如下： 設定值（﹪）＝ 133225 阻抗值（Ω）×平均容許電力值（W）×100 伺服原理(驅動器) 常用參數設定說明（3/6） 速度比例增益（Kp） 速度比例增益依馬達轉子慣量值調整 調整原則：在馬達運動時不震動的範圍內，調高比例增益。 速度比例增益大 －－－＞ 伺服系統愈安定 速度比例增益調整和機械剛性關係 Kp＝ 馬達轉子慣量 （馬達轉子慣量＋負載轉子慣量）×100 伺服原理(驅動器) 常用參數設定說明（4/6） 速度積分增益（Kv） 速度積分增益依馬達剛性調整 調整原則：在馬達運動時不震動的範圍內，調低比例增益。 速度積分增益小 －－－＞ 負載運動追蹤性愈好 速度積分增益調整和機械剛性關係 當機械剛性高 －－＞ Kv可調小 當機械剛性低 －－＞ Kv可調大 * *