伺服脉冲当量的计算方法 探讨。 点击：14926 | 回复：70
伺服脈衝當量的定義計算法
劉志斌发表于 2012/3/17 14:05:20
1、如果认为“脈衝當量”的脉冲，是电机输入的驱动脉冲，也就是与伺服步进的一个步距相对应的脉冲；
2、那么脉冲当量，就是伺服电机每输入一个驱动脉冲，转过一个步距，工件平移的距离；
3、所以脉冲当量可计算如下：
1）减速比=伺服的转数/丝杠的转数；
2）工件平移的距离=螺距×丝杠的转数；
3）工件平移的距离=螺距×伺服的转数/减速比
4）伺服的转数=伺服输入的驱动脉冲/伺服每转一周的驱动脉冲数；
5）工件平移的距离/伺服输入的驱动脉冲=螺距/（减速比×伺服每转一周的驱动脉冲数）；
6）脉冲当量= 螺距/（减速比×伺服每转一周的驱动脉冲数）
4、驱动脉冲数是多少？
1）驱动脉冲数=伺服转数×伺服每转一周的驱动脉冲数
2）电子齿轮比=驱动脉冲数/控制脉冲/；
3）驱动脉冲数=控制脉冲×电子齿轮比；
4）伺服每转一周的驱动脉冲数=伺服每转一周控制脉冲数×电子齿轮比；
5）脉冲当量=工件平移的距离/伺服输入的驱动脉冲
=螺距/（减速比×伺服每转一周控制脉冲数×电子齿轮比）
5、“脈衝當量=螺距/ (傳動比 X 編碼器解析度 X 電子齒輪比”是错误的：
1）脈衝當量与编码器的解析度无关；
2）脈衝當量只与丝杠的螺距、减速比、电子齿轮比、伺服每转一周控制脉冲数有关！
3）举例说，伺服的极对数不同，“当量”会不同的！
4）按照笨鸟的说法，当量与伺服没有关系的！
5）编码器的脉冲对控制脉冲只是个反馈的关系，与“当量”没有关系！
1、电机旋转一周的脉冲数到底怎样去计算？
1）编码器的分辨率为131072，所以伺服转一周编码器输出131072的检测脉冲；
2）如果丝杠的螺距为5mm，要求输入一个指令脉冲时，工件位移0.001mm，那么要求伺服转一周需要输入的指令脉冲数为
5mm/0.001mm=5000
3）就是说，我们需要伺服转一周时，输给主控器的指令脉冲是5000个，每输入一个指令脉冲工件精确移动0.001mm；
2、电子齿轮比：
1）我们输入5000指令脉冲，伺服电机转一周，编码器转一周，输出131072个脉冲；
2）这样伺服转一周，编码器输出的检测脉冲与我们输入的指令脉冲的比131072/5000，这个比就叫做电子齿轮比；
3）我们输入一个指令脉冲，工件移动0.001mm，叫做指令单位，或者叫做指令脉冲当量；
3、我们在伺服操作控制时：
1）我们要先确定脉冲指令单位，或者叫指令脉冲当量，就是每输入一个指令脉冲，要工件移动多少！
2）指令脉冲当量（脉冲指令单位），是用户自主决定的，例如你可以确定为0.001mm，也可以确定为0.0001mm；
3）然后确定计算出伺服转一周，你需要输入多少指令脉冲，因为丝杠转一圈，工件平移一个螺距，这样伺服转一周输入的脉冲是：
伺服转一周输入的脉冲=螺距/（脉冲当量×减速比） （减速比=伺服转数/丝杠转数）
4）这样也就确定了电子齿轮比：
电子齿轮比=编码器解析度/伺服一周的指令脉冲
5）有了这个电子齿轮比，控制器就知道我们输入的指令脉冲与编码器检测的脉冲之间的换算关系了：
编码器的脉冲=电子齿轮比×指令脉冲
6）例如，我们要工件移动10.001mm，我们就输入指令脉冲数为
输入指令脉冲数=工件给定移动量/指令单位=10.001mm/0.001mm=10001（个）
7）控制器将其换算成编码器的脉冲：
编码器的脉冲=电子齿轮比×指令脉冲=(131072/5000 ) ×10001（个）
8）伺服运转，当编码器输出=(131072/5000 ) ×10001（个）脉冲时，自动停车，按要求工件移动10.001mm；
4、伺服主控器的其它控制作用：
1）当要工件移动的距离很大时，也就是控制器从你输入的指令脉冲计算分析出，伺服需要转动很多转才能到达目的地时，伺服控制中心会自动提高私服的转速，高速运行，当快到达目的地时，伺服速度会自动减小，缓慢到达目的地后停车；
2）也就是说，伺服控制的过程是 启动→加速→高匀速→减速→制动→停车；
3）当要工件移动的力矩平稳、大、小时，伺服控制中心还会自动控制电机电流，以适应力矩的控制要求；
4）控制中心检测电流大小，可以知道负载是否过载、重载或故障短路等，适时进行失速调节、报警、保护等；
5、伺服控制系统对伺服电机的要求：
1）一般功能：启动、停车制动、正反转；
2）调速的功能，速度闭环；
3）转矩控制功能，电流闭环；
4）最重要的功能是，在指令脉冲上准确启动或停车，例如指令脉冲是10001时，能在基点0精确启动，能在第10001个指令脉冲是精确停车！
6、讨论：
1）世界上有没有能在指令脉冲上准确启动、停车的电机或操作方法？
2）例如以上讨论的伺服理论，要求电机能在一个指令脉冲时准确转过1/10周、1/100周、1/1000周、1/10000周……
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1、编码器与上位机的电子齿轮伺服精确控制理论，为了提高所谓的指令脉冲当量或者叫指令脉冲单位的精确度、分辨率、解析度，就在编码器上下功夫； 2、编码器的刻线是有限，不可能达到131072这样的数量级； 3、这个理论，就把编码器输出的脉冲用倍频的方法，把几百个或者几千个有限的编码器实际输出的脉冲任意扩大几十倍变成十几万的反馈脉冲； 4、如果编码器的刻线是1000，每转一周，实际输出1000个反馈脉冲，100倍频后变成100000个反馈脉冲； 5、就是说，编码器每输出1个脉冲，实际反馈的是100个脉冲，当编码器实际输出1个、2个、3个、……脉冲时，反馈的是100个、200个、300个、……反馈脉冲； 6、而上位机输出的一个指令脉冲，就是1个，这时如果电子齿轮比是1，反馈脉冲也应该是1个，而实际上反馈脉冲最少是100个； 7、也就是说电子齿轮比是1时，1、2、3、……100个指令脉冲，对应的反馈脉冲是100、100、100、……100个反馈脉冲； 8、这时的脉冲当量0.001，实际上是0.1，将编码器的输出脉冲倍频的方法是自欺欺人！ 9、这时出现的情况就是，你通过上位机输入1、2、3、……100个指令脉冲时，伺服电机不转不启动，因为反馈脉冲是100它告诉控制中心电机已经转了100个脉冲的位移； 10、这时出现的情况就是，你通过上位机输入1、2、3、……100个指令脉冲时，伺服电机的反馈脉冲是100，控制中心控制电机反转，这时反馈脉冲又变成-100，控制中心又反转启动电机，这样电机在不断正反转振动！ |
个人支持这个说法。
1。伺服驱动控制就是一种随动控制，其控制原理是 ：驱动器将“指令脉冲数减去反馈脉冲数”的结果来确定是否给电机提供驱动电流。如果减法结果为0则停止，如果大于0则电机继续前进。
2。现在讨论比较器中的减法，减数不变的情况下的“编码器反馈脉冲数”
1）如果不细分后的信号（如1）。如果是经过细分后的信号则是1、2、3......进行变化
2）编码器 经过细分（如10倍）时，反馈信号脉冲数则是以1*10 、 2*10、3*10......的数目变化。如果此时指令脉冲是5、15、25或者155则，电机始终找不到此位置了而前后摆动。
3）按此理细分不仅起不到提高控制的作用，反而降低控制精度了。
3.提问：上面是在指令脉冲数不变的情况下进行细分后的结果。但如果指令脉冲数也能进行相应的“细分”设置是否就能消除上述情况中出现的问题，同时确实发挥编码器细分的功能呢？由此是否可以初步判定对指令脉冲数的“细分”就是通过设置电子齿轮比完成的呢？
引用 刘志斌 的回复内容：引用 luedong 的回复内容：7、那么在一个普通电机上安装编码器后，你用手动电机转子是，你是可以看到编码器的输出脉冲数，但是你要转子调到给定的1/1000周的位置上，是不可能的；8、你怎么调，不是比1/1000周大很多，就是小很多； 老刘你在胡说八道！！想调到这个位置很容易， 不用编码器也能调到 1、不用编码器，你调到哪儿了不知道；2、有了编码器，你就能知道调到哪儿了；3、可是你无法调到你想要的精确位置，你的编码器不断告诉你不是过了、就是欠了；
你不懂就别瞎扯！
说点你懂的：
两块磁铁的放在那边， 一定是NS相吸， 这个你不反对吧？
电机转到1/1000周， 假设是从转子永磁体的N极那边转。
这样你只要在定子三项绕组中通上直流电， 使电机产生的静止磁场的S极在你需要转到的1/1000周的地方就可以了。
只要这个电流足够大， 产生的磁场吸力就会使 转子永磁体的N极固定在1/1000周的地方！
这个在伺服中的术语叫找初始相位， 用来校正编码器的零点。
在定子三项绕组上面通过功率模块可以加上的电压所产生的直流电所形成的合成磁场可以在0到360度内的任意角度上。
你只要计算一下1/1000周对应的电角度是多少， 产生在这个角度上的磁场， 即NS，拖动转子固定在这个位置上！
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