01 伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成一般是怎么樣的？

【解答】

圖1

圖1所示為伺服控制系統(tǒng)組成原理圖，它包括控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)和位置檢測(cè)反饋元件。伺服驅(qū)動(dòng)器通過執(zhí)行控制器的指令來控制伺服電機(jī)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝備的運(yùn)動(dòng)部件（這里指的是絲杠工作臺(tái)），實(shí)現(xiàn)對(duì)裝備的速度、轉(zhuǎn)矩和位置控制。

從自動(dòng)控制理論的角度來分析，伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對(duì)象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、檢測(cè)環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)等五部分。

（1）比較環(huán)節(jié)

比較環(huán)節(jié)是將輸入的指令信號(hào)與系統(tǒng)的反饋信號(hào)進(jìn)行比較，以獲得輸出與輸入間的偏差信號(hào)的環(huán)節(jié)，通常由專門的電路或計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

（2）控制器

控制器通常是PLC、計(jì)算機(jī)或PID控制電路，其主要任務(wù)是對(duì)比較元件輸出的偏差信號(hào)進(jìn)行變換處理，以控制執(zhí)行元件按要求動(dòng)作。

（3）執(zhí)行環(huán)節(jié)

執(zhí)行環(huán)節(jié)的作用是按控制信號(hào)的要求，將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象工作，這里一般指各種電機(jī)、液壓、氣動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)等。

（4）被控對(duì)象

機(jī)械參數(shù)量包括位移、速度、加速度、力、力矩為被控對(duì)象。

（5）檢測(cè)環(huán)節(jié)

檢測(cè)環(huán)節(jié)是指能夠?qū)敵鲞M(jìn)行測(cè)量并轉(zhuǎn)換成比較環(huán)節(jié)所需要的量綱的裝置，一般包括傳感器和轉(zhuǎn)換電路。

02 伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)通常會(huì)采用怎樣的方式？

【解答】

圖2

在實(shí)際應(yīng)用中，伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)通常會(huì)采用如圖2所示的方式，它包括電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、軸承、編碼器、編碼器連接線、伺服電機(jī)連接線等。

03 伺服驅(qū)動(dòng)器的控制模式有哪幾種？

【解答】

圖3

圖4

圖5

交流伺服驅(qū)動(dòng)器中一般都包含有位置回路、速度回路和轉(zhuǎn)矩回路，但使用時(shí)可將驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制器結(jié)合起來組合成不同的工作模式，以滿足不同的應(yīng)用要求。伺服驅(qū)動(dòng)器主要有速度控制、轉(zhuǎn)矩控制和位置控制等三種模式。

（1）速度控制模式

圖3所示的伺服驅(qū)動(dòng)器的速度控制采取跟變頻調(diào)速一致的方式進(jìn)行，即通過控制輸出電源的頻率來對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。此時(shí)，伺服電機(jī)工作在速度控制閉環(huán)，編碼器會(huì)將速度信號(hào)檢測(cè)反饋到伺服驅(qū)動(dòng)器，跟設(shè)定信號(hào)（如多段速、電位器設(shè)定等）進(jìn)行比較，然后進(jìn)行速度PID控制。

（2）轉(zhuǎn)矩控制模式

圖4所示的伺服驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)矩控制模式是通過外部模擬量輸入來控制伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。

（3）位置控制模式

圖5所示的驅(qū)動(dòng)器位置控制模式可以接受PLC或定位模塊等運(yùn)動(dòng)控制器送來的位置指令信號(hào)。以脈沖及方向指令信號(hào)形式為例，其脈沖個(gè)數(shù)決定了電機(jī)的運(yùn)動(dòng)位置，其脈沖的頻率決定了電機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度，而方向信號(hào)電平的高低決定了伺服電機(jī)的

運(yùn)動(dòng)方向。這與步進(jìn)電機(jī)的控制有相似之外，但脈沖的頻率要高很多，以適應(yīng)伺服電機(jī)的高轉(zhuǎn)速。

04 三菱MR-JE中如何進(jìn)行參數(shù)模式的轉(zhuǎn)換？

【解答】

圖6

通過“MODE”按鍵進(jìn)入各參數(shù)模式，在按下“UP”或“DOWN”按鍵之后顯示內(nèi)容將按照如圖6所示的順序進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

05 三菱MR-JE的模擬速度指令方式如何實(shí)現(xiàn)？

【解答】

圖7

圖8

表1 速度控制模式下的電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向

圖7所示為模擬速度指令方式接線圖，圖8所示為給定電壓與轉(zhuǎn)速關(guān)系示意圖，通過模擬速度指令VC的電壓設(shè)置的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。在初始設(shè)置下，±10V時(shí)為額定轉(zhuǎn)速，該額定轉(zhuǎn)速值可以在[Pr.PC12]中進(jìn)行變更。

基于ST1(正轉(zhuǎn)啟動(dòng))及ST2(反轉(zhuǎn)啟動(dòng))的旋轉(zhuǎn)方向如表1所示。其中0:OFF，1:ON。如果在伺服鎖定中解除轉(zhuǎn)矩限制，則根據(jù)指令位置對(duì)應(yīng)的位置偏差量，伺服電機(jī)有可能會(huì)快速旋轉(zhuǎn)。