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[机械毕业论文]数控系统伺服电机控制论文

发表时间:2009/9/13 9:26:15
目录/提纲:……
一、数控机床伺服系统
(一)开环伺服系统
(二)全闭环伺服系统
(三)半闭环伺服系统
二、伺服电机控制性能优越
(一)低频特性好
(二)控制精度高
(三)过载能力强
(四)速度响应快
(五)矩频特性佳
三、伺服电机控制展望
(一)伺服电机控制技术的发展推动加工技术的高速高精化
(二)交流直线伺服电机直接驱动进给技术已趋成熟
……

  [机械毕业论文]数控系统伺服电机控制论文
  [摘要]伺服电机比步进电机性能更优越,随着现代电机控制理论的发展,伺服电机控制技术成为了机床数控系统的重要组成部分,并正朝着交流化、数字化、智能化方向发展。
  [关键词]数控系统
  伺服电机 直接驱动
  近年来,伺服电机控制技术正朝着交流化、数字化、智能化三个方向发展。作为数控机床的执行机构,伺服系统将电力电子器件、控制、驱动及保护等集为一体,并随着数字脉宽调制技术、特种电机材料技术、微电子技术及现代控制技术的进步,经历了从步进到直流,进而到交流的发展历程。本文对其技术现状及发展趋势作简要探讨。
  一、数控机床伺服系统
  (一)开环伺服系统。开环伺服系统不设检测反馈装置,不构成运动反馈控制回路,电动机按数控
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机作为位置/ 速度检测器件来构成半闭环位置控制系统,其系统的反馈信号取自电机轴或丝杆上,进给系统中的机械传动装置处于反馈回路之外,其刚度等非线性因素对系统稳定性没有影响,安装调试比较方便。机床的定位精度与机械传动装置的精度有关,而数控装置都有螺距误差补偿和间隙补偿等项功能,在传动装置精度不太高的情况下,可以利用补偿功能将加工精度提高到满意的程度。故半闭环伺服系统在数控机床中应用很广。
  二、伺服电机控制性能优越
  (一)低频特性好。步进电机易出现低速时低频振动现象。交流伺服电机不会出现此现象,运转非常平稳,交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能,可检测出机械的共振点,便于系统调整。
  (二)控制精度高。交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。例如松下全数字式交流伺服电机,对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。
  (三)过载能力强。步进电机不具有过载能力,为了克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩,选型时需要选取额定转矩比负载转矩大很多的电机,造成了力矩浪费的现象。而交流伺服电机具有较强的过载能力,例如松下交流伺服系统中的伺服电机的最大转矩达到额定转矩的三倍,可用于克服启动瞬间的惯性力矩。
  (四)速度响应快。步进电机从静止加速到额定转速需要200~400毫秒。交流伺服系统的速度响应较快,例如松下msma 400w交流伺服电机,从静止加速到其额定转速仅需几毫秒。
  (五)矩频特性佳。步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时转矩会急剧下降,所以其最高工作转速一般在300~600rpm。交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000rpm或3000rpm)以内,都能输出额定转矩。
  三、伺服电机控制展望
  (一)伺服电机控制技术的发展推动加工技术的高速高精化。80年代以来,数控系统逐渐应用伺服电机作为驱动器件。交流伺服电机内是无刷结构,几乎不需维修,体积相对较小,有利于转速和功率的提高。目前交流伺服系统已在很大范围内取代了直流伺服系统。在当代数控系统中,交流伺服取代直流伺服、软件控制取代硬件控制成为了伺服技术的发展趋势。由此产生了应用在数控机床的伺服进给和主轴装置上的交流数字驱动系统。随着微处理器和全数字化交流伺服系统的发展,数控系统的计算速度大大提高,采样时间大大减少。硬件伺服控制变为软件伺服控制后,大大地提高了伺服系统的性能。例如osp-u10/u100网络式数控系统的伺服控制环就是一种高性能的伺服控制网,它对进行自律控制的各个伺服装置和部件实现了分散配置,网络连接,进一步发挥了它对机床的控制能力 ……(未完,全文共3037字,当前仅显示1534字,请阅读下面提示信息。收藏《[机械毕业论文]数控系统伺服电机控制论文》