如何从伺服电动缸的特点，来了解怎么实现伺服电动缸控制？

如何从伺服电动缸的特点，来了解怎么实现伺服电动缸控制？

1.什么是伺服电动缸？为什么要使用伺服电动缸？

伺服系统的定义：一种控制系统，可使输出变量准确地跟随或复制输入变量。运动控制的要求越来越高，伺服控制应运而生。

2.什么是伺服电动缸？有什么特点？

​电动缸也称为伺服电动缸。它们用作自动控制系统中的执行器，以将接收到的电信号转换为在电机轴上输出的角位移或角速度。它分为直流和交流伺服电机两类。其主要特征是信号电压为零时无旋转现象，转速随转矩的增加而减小。

与步进电机相比，伺服电动缸点的特性更加清晰：

1.不同的控制精度

两相混合式步进电动机的步进角通常为3.6°，1.8°，五相混合式步进电动机的步进角通常为0.72°，0.36°。还有一些步进角较小的高性能步进电机。例如，Stone公司生产的慢线机床的步进电动机的步进角为0.09°；可以传递BERGER LAHR生产的三相混合式步进电机的步进角DIP开关设置为1.8°，0.9°，0.72°，0.36°，0.18°，0.09°，0.072°，0.036°与两相和五相混合式步进电机的步进角兼容。

交流伺服电动缸的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以Panasonic的全数字AC伺服电机为例，对于带有标准2500线编码器的电机，由于驱动器中采用了四倍频技术，因此脉冲当量为360°/ 10000 = 0.036°。对于具有17位编码器的电动机，驱动器每收到217 = 131072个脉冲，电动机就会旋转一次，即，等效脉冲为360°/ 131072 = 9.89秒。它是步进角为1.8°的步进电机脉冲当量的1/655。

2.不同的低频特性

伺服电动缸在低速时容易产生低频振动。振动频率与负载和驱动器性能有关。通常认为振动频率是电动机空载启动频率的一半。由步进电机的工作原理确定的这种低频振动现象对于机器的正常运行非常不利。当步进电机低速工作时，通常应使用阻尼技术来克服低频振动现象，例如在电机上增加阻尼器或在驱动器上使用细分技术。

交流伺服电动缸运行非常平稳，即使在低速下也不会振动。 AC伺服系统具有共振抑制功能，可以弥补机器的刚性不足，并且系统具有频率分析功能（FFT），可以检测机器的共振点，以方便系统调整。

3.不同的力矩频率特性

步进电动机的输出转矩随着速度的增加而减小，并且在更高的速度下会急剧下降，因此其最大工作速度通常为300〜600RPM。交流伺服电机是恒定转矩输出，也就是说，它可以在其额定速度（通常为2000RPM或3000RPM）内输出额定转矩，并在额定速度以上输出恒定功率。

4.不同的过载能力

步进伺服电动缸通常不具有过载能力。交流伺服电机具有很强的过载能力。以松下交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。最大扭矩是额定扭矩的三倍，可用于克服启动时惯性负载的惯性矩。由于步进电动机不具有这种过载能力，因此为了克服选择模型时的惯性矩，通常需要选择转矩较大的电动机，并且在正常运行期间电机不需要那么大的转矩，并且出现扭矩。浪费现象。

5.不同的运行性能

步进电机的控制是开环控制。如果启动频率太高或负载太大，则可能会出现失步或旋转受阻的现象。速度停止时，容易发生过冲现象。增加和减少速度。交流伺服驱动系统为闭环控制。驱动器可以直接采样电机编码器的反馈信号。内部位置和速度回路形成。通常，步进电机不会失步或超调，控制性能更加可靠。

6.不同的速度响应性能

伺服电动缸从静止状态加速到工作速度（通常为每分钟几百转）需要200到400毫秒。交流伺服系统具有良好的加速性能。以Panasonic MSMA 400W交流伺服电机为例，从静态加速到额定转速3000RPM只需几毫秒，可用于需要快速启动和停止的控制场合。

3.编码器有哪些类型？有哪些应用？

编码器是将信号或数据编译并转换成可用于通信，传输和存储的信号的仪器设备。

1.根据代码盘的不同雕刻方法：

（有许多编码器分类方法，仅讨论常见分类）

（1）绝对编码器：圆形编码盘在径向上有多个同心编码盘，每个磁道由透光的不透明扇形区域组成，相邻编码通道的扇区树是双重关系。码盘上的代码通道数是二进制数字的数量。光盘的一侧是光源，另一侧是每个代码通道的光敏元件。每个光敏元件根据其是否被照明来转换相应的电平信号，并形成二进制数。

（2）增量编码器的原理：每次旋转轴旋转指定的单位角度时，它都会发出一个脉冲信号（还有一个正弦信号，然后细分为斩波一个较高的脉冲），通常为A， B，C三相输出，A和B两相脉冲输出相互延迟4个周期，可以根据延迟关系判断正向和反向，通过利用A和B相的上升沿和下降沿可以加倍并四倍，Z相是一个单周期脉冲，即每个周期发出一个脉冲。

2.按编码器的机械安装形式分类：

（1）轴型轴型可分为夹紧法兰型，同步法兰型，伺服安装型等。

（2）套筒型套筒型可分为半空型，全空型和大口径型

3.编码器应用场合：

编码器主要用于数控机床和机械附件，机器人，自动装配机，自动生产线，电梯，纺织机械，缝纫机，包装机械（定长），印刷机械（同步），木工机械，塑料机械（固定号码），橡塑机械，绘图设备，测角仪，康复器雷达等。

4.如何实现伺服电动缸控制？

1.伺服电动缸主要通过脉冲定位。基本上可以理解，伺服电动机接收脉冲并旋转与一个脉冲相对应的角度以实现位移。由于伺服电机本身具有发送脉冲的功能，因此，伺服电机每旋转一个角度，就会发出相应数量的脉冲。这样，伺服电机接收到的脉冲形成响应或闭环。这样，系统将知道向伺服电机发送了多少脉冲以及接收到了多少脉冲。脉冲返回，因此可以非常精确地控制电机的旋转，从而实现精确定位，可以达到0.001mm。

直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电动机成本低，结构简单，起动转矩大，转速范围宽，易于控制，需要维护，但维护方便（更换碳刷），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一般工业和民用应用中。无刷电机体积小，重量轻，输出大，响应速度快，速度快，惯性小，旋转平稳，转矩稳定。控制复杂，易于实现智能。电子换向方法是灵活的，可以是方波换向或正弦波换向。电机免维护，效率高，工作温度低，电磁辐射极小，寿命长。它可以在各种环境中使用。

2.交流伺服电动缸也是无刷电动机，分为同步电动机和异步电动机。当前，同步电动机通常用于运动控制中。它具有大功率范围，可以实现大功率。惯性大，最大转速低，并且随着功率的增加而迅速减小。因此，它适用于低速平稳运行的应用。

3.伺服电动机内部的转子是永磁体，由驱动器控制的U / V / W三相电形成电磁场。转子在该磁场的作用下旋转，同时，伺服电动缸的编码器反馈信号到达驱动器，驱动器基于该反馈与目标值进行比较并调整转子的旋转角度。伺服电机的精度取决于编码器的精度（行数）。

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