机械设备电气与数字控制 第七章 第七章伺服驱动系统 §7-1伺服驱动系统的组成和工作原理 一、伺服系统的基本概念 1.什么是伺服系统 伺服系统是指以机械参数作为被控对象的自动控制系统 又称为随动系统或自动跟踪系统 伺服系统的特征是输出量迅速而准确地响应指令输入的变化 任何一台数控机械设备，都可看成由数控装置与伺服驱动系统有机组合而成 伺服系统是机电一体化机械设备重要组成部分 山电支
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机械设备电气与数字控制 §7-1伺服驱动系统的组成和工作原理 第七章 一、伺服系统的基本概念 3.伺服系统的分类 伺服系统有不同的分类方法 (1)按驱动方式，可分为液压伺服系统、气压伺服系统和电气伺服系统。 (2)按执行元件的类别，可分为直流电动机伺服系统、交流电动机伺服系统 和步进电动机伺服系统。 (3)按控制信号，可分成数字伺服系统、模拟伺服系统和数字模拟混合伺服系统。 (4)按有无检测元件和反馈情况，可分为开环伺服系统、闭环伺服系统 和半闭环伺服系统 《5)按输出被调量参数，可分为位置伺同服系统、速度伺服系统 山电大
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机械设备电气与数字控制 §7-1伺服驱动系统的组成和工作原理 第七章 一、 伺服系统的基本概念 二、伺服系统的组成和工作原理 微机控制的数控机床工作台伺服系统组成 工件 十刀共 张动电路 -接收微机发出的指令 工作台 检测 并将挖制脉冲进行变换、放大. 件 驱动 微 电路 机 减速装 包括减速齿纶.丝杠螺炒 机 电路 检测元件及反馈电路 电动机 带动广作的执行元件 数控工作通常采用位登反馈 微刊计算机一·数挖设备的核心控工作台结构框图 数控工作台的工作原理：由微机输出指令脉冲，经驱动电路将信号进行 变换、放大后驱动电动机，经减速装置带动工作台运动。工作台移动的距离由检测元件检出 的电信号经反馈电路送到微机内部进行比较，当指令所确定的位置与反馈信号所测出的工作 台实际位置不一致时·微机继续送出差值信号，工作台不断移动，直至差值信号为令时电机 亭止运转，这时工作台已移动到指令所确定的位置
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机械设备电气与数字控制 §7-1伺服驱动系统的组成和工作原理 第七章 一、 伺服系统的基本概念 二、伺服系统的组成和工作原理 工件 刀 工作台 除微型计算机外，其余部分被称为伺服驱动系统 检测 元件 伺服驱动系统的一般框图 图7-1数控工作台结构框图 比较 驱动 执行 环节 门电路 元件 速度反馈 位置反馈 香山电大
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机械设备电气与数字控制 第七章 §7-2步进电动机开环伺服系统 一、步进电动机开环伺服系统 步进电动机是一种把电脉冲信号变换成直线位移或角位移的执行元件， 每输入一个脉冲，步进电动机就前进一步，因此，也称作脉冲电动机。 步进电动机优点： (1)可直接实现数字控制。不需要其他的数模转换中间环节 (2)控制性能好。调速范围宽并能方便地实现快速起动、反转和制动 (3)为无接触式元件，没有电刷和换向器，运行平稳可靠 (4)误差不长期积累。步进电动机运行一周、积累误差为零 (5)反应式步进电动机在一相绕组通电的情况下，具有自锁能力 步进电动机驱动原理图 圆行放入 分配后的 放人A的 带动工作机构 脉神 脉冲信号 信号源 LLL 脉冲 功 子器 ·个脉冲发生器 将脉冲按·定顺序送到功率放人器中进放天 山电大
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机械设备电气与数字控制 第七章 §7-2步进电动机开环伺服系统 一、步进电动机开环伺服系统 二、步进电动机 反应式步进电动机工作原理 三相步进电机工作方式 三相六拍制A一AB-B一BC-C-CA一A… A一4AC一C一CB一B一BA一A电机将反时针方向转动 双三拍方式AB一C-CA一AB 单三拍方式A一B一C一A 步距角可按下式计算： 0360 R(度) 式中：m一步进电机的相数； ?一步进电机转子的齿数； K一与通电方式有关的系数， 相邻两次通电相数相同时K=1,不同时K=2 ●●●● 唐山电大
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机械设备电气与数字控制 第七章 §7~2步进电动机开环伺服系统 一、步进电动机开环伺服系统 三、脉冲分配器 二、步进电动机 硬件来实现。完成脉冲分配的逻辑电路称为环形分配器。 在微机控制系统中，脉冲的分配一般通过软件来进行。 (一)硬件脉冲分配电路 三相六拍脉冲分配器电路 +5V 方向控制 && 唐山电太
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机械设备电气与数字控制 第七章 §7-2步进电动机开环伺服系统 三、脉冲分配器 一、步进电动机开环同服系统 二、步进电动机 硬件来实现。完成脉冲分配的逻辑电路称为环形分配器。 在微机控制系统中，脉冲的分配一般通过软件来进行。 二)软件控制脉冲分配电路 51系列单片机组成的步进电动机控制电路原理图 P1.0 P1.1 P1.2 电 8031 P2 双功能 步进电机 K P3.0 P3. 唐山电大
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机械设备电气与数字控制 控制程序如下： SSTART: MOV A,P3 读P3口状态 JNB ACC.O,STOP P3.0为零转移停机 JNB ACC.1,REV ； P3.1为0反转 MOV R0,#50H 指针指向正转状态字存贮单元 R2, #06H 定六拍输出 LOOP1: MOV A (RO 取正车转控制状态字 MOV P1,A 输出控制信号给步进机 CALL TIME 周延时子程序， 一打白证时 INC Ro 指扑加1 DINZ R2,LOOPI 循环送出状态字，六怕 AJMP START 六怕送完，返回查询 REV: MOV R0· #56H 反转控带制犬态表指针 R2,#06H 六自输出 LOOP2: MOV A,@R0 取控制状态字 MOv P:.A 输出控制信号给步进机 CALL TIME 周延时子程字， 一一泊延时 DEC Ro 指针减1 DJNZ R2,LOOP2 循环送状态字，六拍 AJMP START 六拍送完，返回查询 STOP MOV A,#00H 控制信号为0。停机 MOV P1,A A.IMP START 返回查询，等待命令 唐山电大
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机械设备电气与数字控制 第七章 §7-2步进电动机开环伺服系统 一、步进电动机开环伺服系统 四、步进电机驱动电路 二、步进电动机 三、脉冲分配器 步进电机驱动器实际上是一个功率放大器 由于微机发出的脉冲功率很小，电压幅度不足5V 电流为mA级。必须经过驱动器将信号 流放大到若干安培。才能驱动步进申机。 恒流新波驱动电路 单电源哪动电路 +in0 V UL +12V 150Q 10W 5.1k以 113391≤ 200Q B39 R>
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