请教：三环控制原理 点击：8405 | 回复：58
发表于：2005-07-07 13:22:00
3楼
晕晕的。。。
1、首先电流环：电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出，我们称为“电流环给定”吧，然后呢就是电流环的这个给定和“电流环的反馈”值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机，“电流环的输出”就是电机的每相的相电流，“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件（磁场感应变为电流电压信号）反馈给电流环的。
2、速度环：速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值，我们称为“速度设定”，这个“速度设定”和“速度环反馈”值进行比较后的差值在速度环做PID调节（主要是比例增益和积分处理）后输出就是上面讲到的“电流环的给定”。速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。
3、位置环：位置环的输入就是外部的脉冲（通常情况下，直接写数据到驱动器地址的伺服例外），外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”，设定和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节（比例增益调节，无积分微分环节）后输出和位置给定的前馈信号的合值就构成了上面讲的速度环的给定。位置环的反馈也来自于编码器。
编码器安装于伺服电机尾部，它和电流环没有任何联系，他采样来自于电机的转动而不是电机电流，和电流环的输入、输出、反馈没有任何联系。而电流环是在驱动器内部形成的，即使没有电机，只要在每相上安装模拟负载（例如电灯泡）电流环就能形成反馈工作。。。
发表于：2005-07-08 10:49:00
5楼
TO:紫荆，您好
大哥，您得看是交流还是直流伺服吧？交流伺服类似于变频需要将UVW通过磁通变换虚构模拟成类似直流电机的所谓d-q轴，这个d-q只是个虚拟的数学模型方便交流电机的力矩和速度控制，在交流电机中实际不存在，交流电机由于要经过这个虚拟的磁通数学模型的变换需要编码器反馈回UVW信号，但这3个UVW信号和我们正常理解的编码器反馈的速度和位置环的ABZ信号是独立分开的哦，这UVW和ABZ没有任何转换和计算的联系。。。如果是直流伺服呢？不需要磁通变换，那电流环还需要编码器反馈否？
就说矢量变频器吧，很多矢量变频器可以在开环（就是无编码器）的条件下达到力矩控制，无编码器了难道就无法进行磁通变换？只能说加编码器进行UVW磁通位置检测对磁通定向的准确性有提高和帮助，可以增加速度和力矩的控制精度和响应，但不是实现力矩控制的绝对条件。。。
我们谈的是宏观的伺服电机，而这里提到的编码器反馈通常就是说用于速度和位置反馈的ABZ信号。。。
发表于：2005-07-13 13:07:00
8楼
to 凡夫俗子
1. 当然说的是交流伺服。首先搞清楚我说的是位置传感器，编码器分为绝对式和相对式，对于相对式来说就是你说的A、B、Z,绝对式如果按格雷码编码输出就是对应于不同位置的编码，当然还有旋变等就不一一说了。在带PG的永磁同步电机控制系统中，就是利用绝对式位置的输出或是相对式编码器的输出加上初始位置信息获得磁通位置的，如果不带PG，采用的是SENSORLESS技术，其实说到底是利用一些端电量作磁通位置计算，难道这种情况下叫做不需要磁通位置信息？也许我应该说清楚是需要位置信息而不是位置传感器的输出信息更好些。相对式编码器的U、V、W只能够确定60度电角度误差的位置信号能作精确磁通定向控制么？A、B只能反映转向和转速信息，对于PMSM来说初始位置不知道，就无法得到运行的位置信息。
2. 能够在零速下确定PMSM绝对磁极位置或是实现定位功能而无需位置传感器的控制策略最好去看看哪家的产品里面有实用化，应该不多。
3. 至于d-q轴当然不实际存在，否则要变换就没必要了？其实矢量变换控制可以等效为控制两相原型直流电机的过程。只要矢量变换就要磁通位置信息，而得到磁通位置信息最直接的方法就是转子位置传感器，否则就是无传感器控制技术，这种技术实际上也可以看作一个虚拟的“位置传感器”。也许我们理解不同，意思就是这样
发表于：2005-07-13 22:42:00
12楼
1、这里说的伺服系统是泛指所有伺服系统，不是特指交流伺服，所以没必要在电流环时谈什么引进编码器的信号反馈做磁场定向，做磁场定向也不一定就要依赖于编码器反馈，我说过了，好多变频器可以实现无编码器反馈的矢量控制，话题说远了，收回。。。磁场定向是为了方便控制力矩，和能否实现定位功能没多大联系。。。
2、编码器没有什么相对式之说，只有绝对值和增量型的，何谓相对型？
3、增量型的信号输出为A、B、Z、U、V、W，没有A、B、C之说的C何来的？。。。
4、绝对值编码器输出应该准确的说都是2进制输出，分为标准2进制输出和格雷码2进制输出，格雷码也是一种2进制输出形式，采用格雷码可以减少临近2进制转换时变化的位数。。。和位置对应不对应与采用不采用格雷码没什么关系，标准2进制输出同样可以对应。。。
5、您所说的定子电流A、B、C最好说成U、V、W，不然容易和编码器的信号混淆。。。
6、编码器ABZ信号是要反馈给驱动，反馈给位置环和速度环，U、V、W信号属于特殊情况，别把简单的问题讲的复杂化了。。。
发表于：2005-07-14 08:48:00
13楼
1. 所以说不能说电流环和位置信息没关系啊，即然你是泛指伺服。至多是电流环的调节过程和位置信息没关系。至少在交流伺服中电流环是一个环路，反馈中即然测到的都是定子电流，当然需要根据磁通位置进行解耦分解。
2. 永磁同步电动机定位当然和磁场定向有关，磁场都定向不准，怎么能够发出正确的控制指令（转矩信号）？又怎么能够保证转子转到你所指定的位置上？这在物理上理解就是这样。所以不管你在控制上怎么做文章，最终电机输入需要达到的效果就应该是这样。我就这么说吧，您能找出任何一家公司的产品不需要任何位置传感器（Encoder，Resolver等）能够实现持续零速低速精确控制的么？一般高速也达不到伺服的要求吧，”准伺服“而已了。呵呵，earp的ssp号称可以，不过不是永磁的。
3. 我说的相对式就是增量型。很多术语都是外来词，相对式意思相信你也明白，当笔误好了。
4. 我不是说格雷码或是二进制码怎么样，我的意思是这种情况对应的是得到相对精确的转子绝对位置。
发表于：2005-07-15 09:37:00
18楼
其实三环控制系统的控制原理我是这样理解的，各位高后看看对否？
轴端编码器反馈信号用以检测转子位值及电机输出角度，速度等，这里用上了那个所谓的什么MT法什么的，是吧？
监测到的信号一方面发给驱动器，即所谓的速度环，另一方面也发给控制器，即所谓的位置环。速度环根据当前转子速度进行判断，如果速度大于指令速度，则向电流环发出信号，使电流环的电流减小，反之加大，从而最终控制速度维持在给定速度，实现速度的平衡。对吗？
反馈信号到位置环节，控制器根据一些算法（PID），最终控制系统的响应时间，超调什么的一些系统动态特性。并控制了电机的位值。
这样理解对否？
发表于：2005-07-15 09:48:00
19楼
PC机的作用是向控制器发送指令信号，并且下在一参数什么的，起作用实际是人和控制器交互平台。控制器向驱动器发送的是电压（模拟）信号（速度控制模式下），而驱动器将接受到的电压信号，经过一系列变换（这里不太明白，都是什么变换？请高手指点），将电压信号通过强电放大，从而驱动电机转动。
这里，请问：
驱动器的作用是什么？是将接受到的电压信号发达成驱动电机的电流？
电机接受驱动器的信号，是模拟的还是数字的？电压还是电流？
现在一般人都说全数字式交流伺服系统，但是什么是全数字式？一般的控制器不也是发送模拟量吗？这样的能称为全数字吗？是不是模数混合的？
控制器发送脉冲量就是数字？发送模拟量就是模拟？
怎样区分？
请高手权威解释。
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