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谈谈伺服电机速度的给定问题: 点击:7743 | 回复:55



刘志斌

    
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发表于:2012-12-01 13:53:35
楼主

谈谈伺服电机速度的给定问题:

1、伺服系统控制电机速度靠速度环

2、电机的速度,直流电机决定电压的高低,交流电机决定频率的高低;

3、所以速度环的调节器输出端控制的是交流电机的频率,或者是控制着直流电机的电压;

4、速度环是如何检测电机速度的?应该说速度的检测靠编码器;

5、因为 编码器的反馈脉冲频率=编码器的解析度×电机速度

    所以电机的速度与编码器反馈脉冲频率成正比

6、也就是说,速度环检测反馈的是编码器脉冲的频率

7、那么要给定电机速度,必须给定编码器脉冲的频率;

8、只要给定编码器脉冲的频率,就给定了电机的速度;9、在操作面板上没有编码器反馈脉冲频率的设置,只有指令脉冲频率的设置,就是楼主说的S1

10、因为  电子齿轮比=编码器解析度/周指令脉冲数,

      所以   周指令脉冲数=编码器解析度/电子齿轮比

      所以   周指令脉冲数×电机速度=编码器解析度×电机速度/电子齿轮比

     又因为 周指令脉冲数×电机速度=指令脉冲频率、编码器解析度×电机速度=编码器脉冲频率

      所以    指令脉冲频率=编码器脉冲频率/电子齿轮比

      所以设定指令脉冲频率,就是设定编码器脉冲频率,就是在速度环设定电机速度

11、这样我们的结论是,用户只要在操作面板上设定指令脉冲频率S1,就是在速度环上设定电机速度!

12、用户只要在操作面板上设定指令脉冲频率S1,就是在速度环上设定电机速度! 不改变已经设定好的脉冲当量、电子齿轮比、周指令脉冲数;

13、那么指令脉冲频率的上限就是位置环计数器额定计数频率(或者就是大家说的PLC发脉冲额定频率);

14、那么指令脉冲频率的上限,对应的就是电机速度的上限!

15、如何确定指令脉冲的频率?

1)指令脉冲频率=周指令脉冲数×电机速度;

2)带入电机速度(r/s),就可以算出指令脉冲频率

 

 




刘志斌

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发表于:2012-12-01 13:56:16
1楼
设定指令脉冲频率S1,就是在速度环上设定电机速度!

刘志斌

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发表于:2012-12-01 13:56:39
2楼
如何确定指令脉冲的频率?

1)指令脉冲频率=周指令脉冲数×电机速度;

2)带入电机速度(r/s),就可以算出指令脉冲频率

piwensong

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发表于:2012-12-01 15:32:49
3楼
赞赞赞 !!! 受教了

刘志斌

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发表于:2012-12-04 17:23:47
4楼

3)电机速度(r/s)的确定:

工件移动速度=螺距/减速比×电机速度

电机速度=工件移动速度÷螺距/减速比

笨鳥慢飛

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发表于:2012-12-04 21:44:33
5楼

老劉 哎哎 該怎麼說你呢

你以為速度環有個"速度"就是控制伺服電機的速度嗎

你以為伺服電機就是交流電機嗎 所以才把矢量變頻器當成驅動器 把PWM當成頻率的控制

你又以為編碼器控制伺服電機的轉速 編碼器的轉速 跟電機的轉速是同步 编码器的反馈脉冲频率=编码器的解析度×电机速度 那這具話就完全沒意義 況且編碼器是個全硬體所產生脈衝產生器 完全是被動產生 非主動生成

 

編碼器在伺服系統扮演兩個角色

一個做為定位用 也就通稱位置環

另一做為電機換相用(UVW)也就是速度環(具體來說就是電流)所表現出的是電機的扭力大小

速度還與位置環都是做在驅動器內部 所以談伺服的性能都是說驅動器

國外伺服的報價驅動器是電機的兩倍價格

歐美為何又把驅動器叫成放大器 它放大了什麼 電壓 三相220V放大成310V 輸出給電機來克服電機之反電動勢 所以伺服系統之最高轉速就受限於這兩者的匹配

另外受限於各電器元件之工作頻率之互相匹配 如PLC(10K---200K)PC-Based 數控(500K) 驅動器 變頻器(200K---600K) 光電編碼器(100K---200K)我司之感應式編碼器(600K---2M) 總線(20M)

待續

刘志斌

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发表于:2012-12-04 23:47:48
6楼
引用 笨鳥慢飛 的回复内容:老劉 哎哎 該怎麼說你呢……
笨鳥慢飛 ,你不是要回台湾吗?建议你把我的这个发言给你的老师看看,看你的老师怎么说!然后回来再参与讨论!

ShowMotion

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发表于:2012-12-05 09:06:16
7楼

 

变频器VVVF方式由频率伴随对应的电压来控制转速,但有转差。

伺服电机无论是直流的还是交流的速度控制原理都是控制反馈速度与给定速度速度一致,理想速度差为零,伺服速度的实现就是追求速度误差为零结果。只要有速度差,最终它被转换成PWM电压的占空比,可以认为是电压的大小,频率是环内自动去跟随适应的参数。

对外界而言都是给定速度值,驱动器来实现电压和频率的不断调节。

刘志斌

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发表于:2012-12-05 10:05:07
8楼

引用 ShowMotion 的回复内容:

 ……对外界而言都是给定速度值,驱动器来实现电压和频率的不断调节。


1、伺服的速度环,控制的是电机的频率、电压,就控制了电机的速度;

2、伺服的速度环,靠编码器检测电机的速度,编码器的反馈脉冲频率=编码器周反馈脉冲×电机速度;

3、所以,速度环给定编码器脉冲频率,与编码器反馈脉冲频率比较,通过闭环调节电机的电压或频率,实现速度的闭环控制;

4、在面板设置时,设置的是指令脉冲频率,指令脉冲频率=编码器脉冲频率/电子齿轮比;

刘志斌

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发表于:2012-12-05 10:11:36
9楼

5、所以给定电机速度,实际给定的是由电机速度换算出的指令脉冲频率:

指令脉冲频率=周指令脉冲数×电机速度=编码器脉冲频率/电子齿轮比×电机速度

ShowMotion

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发表于:2012-12-05 12:09:20
10楼

控制上来说离不开频率这个中间量,但是在客户端不会直接使用频率,而是使用速度值、模拟量。客户关心的是客观世界习惯表达的量,如果果真采用频率来控制了,那么同样一个转速对不同编码精度的伺服电机,客户就需要去变换不同的频率量去控制才行,这样不是不行,结果必然造成控制指令上的混乱,所以伺服驱动器如果仅仅控制速度,要把电机相关的参量封装在驱动器内部,让客户按照自然习惯去设定速度参数。

 

刘志斌

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发表于:2012-12-05 15:16:25
11楼

引用 ShowMotion 的回复内容:控制上来说离不开频率这个中间量,但是在客户端不会直接使用频率,而是使用速度值、模拟量。客户关心的是客观世界习惯表达的量,如果果真采用频率来控制了,那么同样一个转速对不同编码精度的伺服电机,客户就需要去变换不同的频率量去控制才行,这样不是不行,结果必然造成控制指令上的混乱,所以伺服驱动器如果仅仅控制速度,要把电机相关的参量封装在驱动器内部,让客户按照自然习惯去设定速度参数。 


1、伺服控制要确定脉冲当量、电子齿轮比、周指令脉冲数、指令脉冲数;

2、顺理成章,设定速度用 “指令脉冲频率”;

3、我主楼是说设定速度用“指令脉冲频率”设定的方法和原理,这是一个网友使用的伺服设定速度的方法!

刘志斌

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发表于:2012-12-05 15:27:30
12楼

4、指令脉冲频率,常常被人说成PLC发脉冲频率,也有人提问过PLC发脉冲频率与伺服电机速度的关系,所以主楼给出了它们之间的关系;

5、因为速度环靠编码器脉冲频率检测电机速度的,所以电机速度的设置不是独立的参数设置,必然与脉冲当量、电子齿轮比、周指令脉冲数、指令脉冲频率紧密相关!

6、特别是电机速度直接受限于指令脉冲频率上限,独立直接设定电机速度存在是否设置得当的问题;

刘志斌

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发表于:2012-12-05 15:34:01
13楼
7、你说直接给定电机速度,是因为你不明白伺服电机速度还与电子齿轮比、周指令脉冲数、指令脉冲频率上限直接相关,伺服电机速度大小不是独立自主确定的,伺服电机的速度不是想跑多少就能跑多少!

刘志斌

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发表于:2012-12-05 15:38:34
14楼
8、“让客户按照自然习惯去设定速度参数。”的说法是错误的!

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发表于:2012-12-05 17:02:24
15楼
替中华人民共和国"长脸",让中华民国的同胞汗颜,呵呵!

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发表于:2012-12-05 17:10:13
16楼
长在红旗下,生在新中国,改革开放这么多年了,还是一幅上不了桌面的X样。

刘志斌

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发表于:2012-12-05 17:22:36
17楼

9、举例说:

1)周指令脉冲数=10000个;

2)周指令脉冲频率的上限时=200KHZ

3)那么电机的速度上限是

周指令脉冲数×电机速度=周指令脉冲频率的上限

电机速度=周指令脉冲频率的上限/周指令脉冲数

             =200KHZ/10000

             =20r/s

             =1200r/min

4)这时电机的速度是在1200r/min 以下,如果设定速度=2000r/min,那就是个错误!

ShowMotion

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发表于:2012-12-05 19:26:58
18楼

尊敬的刘老师:这个帖子应该是讨论用户端速度如何设定的问题,对吧?

1、如果是,我的回答见上,同时对您的“举例说:

                                1)周指令脉冲数=10000个;

                                2)周指令脉冲频率的上限时=200KHZ

                                3)那么电机的速度上限是

                                     周指令脉冲数×电机速度=周指令脉冲频率的上限

                                            电机速度=周指令脉冲频率的上限/周指令脉冲数

                                      =200KHZ/10000

                                      =20r/s

                                      =1200r/min

                                 4)这时电机的速度是在1200r/min 以下,如果设定速 度                                   =2000r/min,那就是个错误!”

的说法,正是客户端有必要按照客观世界的限制去提指标,而不用关心内部的实现,这个就是面向对象思想的体现。对一个具体的伺服系统,我们是只需要知道它的额定转速、扭矩、空轴惯量是多少,我们按这个限制去给指令科学呢?还是去把内外的指标搅合在一起来计算更好呢?

2、如果不是,我假定您讨论的是关于位置模式下的速度给定,因为您涉及的很多术语都是和位置控制相关的。那么

    对伺服系统而言,执行过程中的速度给定是依赖于您的位置脉冲给定和位置环控制算法的,不是让您想怎么给就能给定的,也是被封装于位置环路内部的中间变量,您不会是讨论位置控制如何给定吧?

刘志斌

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发表于:2012-12-06 11:36:47
19楼

引用 ShowMotion 的回复内容:

……对一个具体的伺服系统,我们是只需要知道它的额定转速、扭矩、空轴惯量是多少,我们按这个限制去给指令科学呢?还是去把内外的指标搅合在一起来计算更好呢?

……


1、用户根据自己现场加工工艺的要求,选用合适的“额定转速、扭矩、空轴惯量……”的伺服;

2、用户根据自己现场加工工艺的要求,确定系统的设置,确定系统运行的参数;

3、用户使用伺服时,必须根据伺服说明书,设置自己工艺需要的参数大小,例如脉冲当量、电子齿轮比、指令脉冲频率S1、指令脉冲数S2,……;

4、这些都不是你说的“把内外的指标搅合在一起”的计算,需要内部计算的指标,用户是不可能接触到的!

ShowMotion

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发表于:2012-12-06 11:46:58
20楼

刘老师:那就是您要讨论是是位置脉冲输入如何给定的问题啦,不是讨论伺服速度如何给定的问题了?

如果您讨论的是位置环输入如何的给定,我们可以继续讨论。

 


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