伺服驱动算法

‘壹’ 交流伺服电机驱动器及其工作原理是什么

用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。

工作原理：伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。

功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路，IPM内部集成了驱动电路，同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路，在主回路中还加入软启动电路，以减小启动过程对驱动器的冲击。

功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。

功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元（AC-DC）主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。

(1)伺服驱动算法扩展阅读

交流伺服电动机的结构主要可分为两部分，即定子部分和转子部分。其中定子的结构与旋转变压器的定子基本相同，在定子铁心中也安放着空间互成90度电角度的两相绕组。其中一组为激磁绕组，另一组为控制绕组，交流伺服电动机是一种两相的交流电动机。

交流伺服电动机使用时，激磁绕组两端施加恒定的激磁电压Uf，控制绕组两端施加控制电压Uk。当定子绕组加上电压后，伺服电动机很快就会转动起来。

通入励磁绕组及控制绕组的电流在电机内产生一个旋转磁场，旋转磁场的转向决定了电机的转向，当任意一个绕组上所加的电压反相时，旋转磁场的方向就发生改变，电机的方向也发生改变。

为了在电机内形成一个圆形旋转磁场，要求激磁电压Uf和控制电压UK之间应有90度的相位差，常用的方法有：利用三相电源的相电压和线电压构成90度的移相；利用三相电源的任意线电压；采用移相网络；在激磁相中串联电容器。

‘贰’ 伺服驱动器怎样控制伺服电机的希望用通俗易懂的句子说明

伺服驱动器（servo drives）又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。
伺服驱动器内部电路主要有驱动回路和控制回路。
驱动回路的核心是功率驱动单元，其原理是：首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。再通过三相正弦PWM电压型逆变器转化为频率可控的交流电流，来驱动三相永磁式同步电机。 功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。这里，三相正弦PWM电压型逆变器的频率受控制元件的控制 。这些，普遍采用以 智能功率模块（IPM）为核心设计的 驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。
控制回路：目前主流的伺服驱动器的控制单元均采用 数字信号处理器（DSP）作为控制核心。可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。

‘叁’ 伺服电机的原理

1、伺服系统（servomechanism）是使物体的位置、方位、
伺服电机
[1]状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护不方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。
2、交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。
3、伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。
交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别：交流伺服要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜。

‘肆’ 伺服驱动器电子齿轮比该如何设置

设置电子齿轮比

PLC能输出的最高脉冲频率为100KHZ，必须与编码器反馈的脉冲频率相匹配。

100KHZ×A/B=500KHZ，

A/B=500/100=5/1，即A=5，B=1

A为电子齿轮比的分子

B为电子齿轮比的分母。

(4)伺服驱动算法扩展阅读：

旋转台一圈就是Pb等于360°，减速比或者同步带轮比 n是8/64，伺服电机编码器分辨率是17位转换成脉冲量Pt就是131072p/r，现在要求将每个脉冲的旋转量设定△p为0.01°。

和上面移动量分析一样，在没有使用电子齿轮比的时候，1个脉冲对应的旋转角度是1125/32768(0.01°)，没有达到我们的要求，需要一个扩大倍数就是它的倒数32768/1125来扩大它后，也就是当设定电子齿轮比是32768/1125时，1个脉冲对用的角度就是0.01°。

要达到伺服电机额定转速3000转/分，需要输入的指令脉冲频率为：10000×3000/60s=500000HZ=500KHZ。

‘伍’ 伺服电机驱动器的几个参数设置

1、位置比例增益

设定位置环调节器的比例增益；设置值越大，增益越高，刚度越大，相同频率指令脉冲条件下，位置滞后量越小。但数值太大可能会引起振荡或超调；参数数值由具体的伺服系统型号和负载情况确定。

2、位置前馈增益

设定位置环的前馈增益；设定值越大时，表示在任何频率的指令脉冲下，位置滞后量越小；位置环的前馈增益大，控制系统的高速响应特性提高，但会使系统的位置不稳定，容易产生振荡；不需要很高的响应特性时，本参数通常设为0表示范围：0~100%。

3、速度比例增益

设定速度调节器的比例增益；设置值越大，增益越高，刚度越大。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载值情况确定。一般情况下，负载惯量越大，设定值越大；在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较大的值。

4、速度积分时间常数

设定速度调节器的积分时间常数；设置值越小，积分速度越快。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定。一般情况下，负载惯量越大，设定值越大；在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较小的值。

5、速度反馈滤波因子

设定速度反馈低通滤波器特性；数值越大，截止频率越低，电机产生的噪音越小。如果负载惯量很大，可以适当减小设定值。数值太大，造成响应变慢，可能会引起振荡；数值越小，截止频率越高，速度反馈响应越快。如果需要较高的速度响应，可以适当减小设定值。

6、最大输出转矩设置

设置伺服电机的内部转矩限制值；设置值是额定转矩的百分比；任何时候，这个限制都有效定位完成范围；设定位置控制方式下定位完成脉冲范围。

本参数提供了位置控制方式下驱动器判断是否完成定位的依据，当位置偏差计数器内的剩余脉冲数小于或等于本参数设定值时，驱动器认为定位已完成，到位开关信号为 ON，否则为OFF；在位置控制方式时，输出位置定位完成信号，加减速时间常数。

设置值表示电机从0~2000r/min的加速时间或从2000~0r/min的减速时间；加减速特性是线性的到达速度范围；设置到达速度；在非位置控制方式下，如果电机速度超过本设定值，则速度到达开关信号为ON，否则为OFF；在位置控制方式下，不用此参数；与旋转方向无关。

(5)伺服驱动算法扩展阅读

1、智能伺服驱动器将传统PLC功能集成到伺服驱动器中，拥有完整的通用PLC指令，使用独立的编程软件进行编程，整个系统更加高效简洁。

2、智能伺服驱动器内置的运动指令，支持一轴闭环，三轴开环同步运动，开环轴滞后1ms；即“四轴同步”。

3、智能伺服驱动器驱动支持瞬时最大3倍过载，速度环400HZ，刚性10倍。位置环调节周期1ms，动态跟随误差小于4个脉冲。

4、在系统设计中，要用到三环切换时，智能伺服驱动器能做到三环无扰数字切换。在梯形图环境下重构伺服电流环、速度环、位置环结构参数，实现多模式动态切换工作。

5、在梯形图的条件下可以完成数控插补运算，自动生成曲线簇算法，集成G代码运动功能（如S曲线、多项式曲线等）。例如：在背心袋制袋机中的加减速控制采用指数函数作为加速部分曲线和采用加速度平滑、柔性较好的四次多项式位移曲线作为减速部分曲线，从而使得机器更加快速、平稳。

6、拥有完善的硬件保护和软件报警，可以方便的判断故障和避免危险。

‘陆’ 伺服驱动器的工作原理

1.伺服驱动器的工作原理：

目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元（AC-DC）主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。

随着伺服系统的大规模应用，伺服驱动器使用、伺服驱动器调试、伺服驱动器维修都是伺服驱动器在当今比较重要的技术课题，越来越多工控技术服务商对伺服驱动器进行了技术深层次研究。

伺服驱动器是现代运动控制的重要组成部分，被广泛应用于工业机器人及数控加工中心等自动化设备中。尤其是应用于控制交流永磁同步电机的伺服驱动器已经成为国内外研究热点。当前交流伺服驱动器设计中普遍采用基于矢量控制的电流、速度、位置3闭环控制算法。该算法中速度闭环设计合理与否，对于整个伺服控制系统，特别是速度控制性能的发挥起到关键作用。

2.伺服驱动器：

是现代运动控制的重要组成部分，被广泛应用于工业机器人及数控加工中心等自动化设备中。尤其是应用于控制交流永磁同步电机的伺服驱动器已经成为国内外研究热点。当前交流伺服驱动器设计中普遍采用基于矢量控制的电流、速度、位置3闭环控制算法。该算法中速度闭环设计合理与否，对于整个伺服控制系统，特别是速度控制性能的发挥起到关键作用 。

在伺服驱动器速度闭环中，电机转子实时速度测量精度对于改善速度环的转速控制动静态特性至关重要。为寻求测量精度与系统成本的平衡，一般采用增量式光电编码器作为测速传感器，与其对应的常用测速方法为M/T测速法。M/T测速法虽然具有一定的测量精度和较宽的测量范围，但这种方法有其固有的缺陷，主要包括：1）测速周期内必须检测到至少一个完整的码盘脉冲，限制了最低可测转速；2）用于测速的2个控制系统定时器开关难以严格保持同步，在速度变化较大的测量场合中无法保证测速精度。因此应用该测速法的传统速度环设计方案难以提高伺服驱动器速度跟随与控制性能。

拓展资料：

一、应用领域：

伺服驱动器广泛应用于注塑机领域、纺织机械、包装机械、数控机床领域等。

二、相关区别：

1、伺服控制器通过自动化接口可很方便地进行操作模块和现场总线模块的转换，同时使用不同的现场总线模块实现不同的控制模式(RS232、RS485、光纤、InterBus、ProfiBus)，而通用变频器的控制方式比较单一。

2、伺服控制器直接连接旋转变压器或编码器，构成速度、位移控制闭环。而通用变频器只能组成开环控制系统。

3.伺服控制器的各项控制指标(如稳态精度和动态性能等)优于通用变频器。

‘柒’ 现在的伺服驱动器中都是运用的什么控制算法现在的智能控制算法中，有运用到实际中去的吗谢谢！

是矢量空间解耦算法，还有PI算法

‘捌’ 伺服驱动器是怎样控制伺服电机工作的，发出是电压还脉冲信号谢谢

伺服驱动器是怎样控制伺服电机工作的，发出是电压还脉冲信号？现在伺服接口分两种，一种是通用接口，一种是总线接口（就是通讯）
通用接口：在位置模式一般使用脉冲控制，速度和扭矩模式用模拟量。
通讯接口：是通过通讯解决，位置命令，速度命令，扭矩命令全部通过命令下发。（通讯的好处是不用担心干扰导致命令出问题，没有脉冲口的频率限制，接线方便）。
通讯接口有三种：一：串口通讯，就发送驱动器事先定义的命令（很传统很老的方法，用于简单控制）。二：DeviceNet，Profibus,CClink等现场总线，就像远程IO一样操作伺服（用于简单控制，成本低，信息还能全收取）。 三：运动总线，比如通用的ethercat，很多伺服厂家都集成这个协议，三菱有光纤的伺服，AB有EthernetIP的伺服，这类总线速度快，可以做复杂控制，同步凸轮都可以。目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，
可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元（AC-DC）主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。
随着伺服系统的大规模应用，伺服驱动器使用、伺服驱动器调试、伺服驱动器维修都是伺服驱动器在。

‘玖’ 伺服驱动器的工作原理及其作用

• 伺服驱动器（servo drives）又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制，实现高精度的传动系统定位。

• 工作原理及其作用：

  目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功块（IPM）为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的 冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC- DC-AC的过程。整流单元（AC-DC）主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。
  

  
  

‘拾’ 伺服驱动器速度控制模式与位置控制模式有何区别与机电系统的开环、闭环控制有何联系

1、控制方式不同

速度控制是模拟量控制，位置控制是发脉冲控制。

2、调节速度不同

速度控制模式下采用0-10电压来调节速度的大小，是模拟量控制模式。

3、运用的技术不同

这两种控制模式是分别运用两种不同的控制技术实现的

这与机电系统的开环和闭环系统是不一样的

伺服驱动器（servo drives）又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。

一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。

(10)伺服驱动算法扩展阅读：

工作原理

目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路

在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。

经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元（AC-DC）主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。