第四章 伺服电机new11

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 直流伺服电机的微机控制系统,伺服电机概述,伺服电机又称执行电机，可以把输入的电压信号变换为轴上角位移和角速度输出。,常用于,位置控制、速度控制和力矩控制,直流伺服电机的,种类,：,电磁式、永磁式； 转动惯量较大,无槽电枢式、圆盘电枢式；转动惯量较小,杯形电枢式；转动惯量最小,直流伺服电机的,构成,：,定子,转子,直流伺服电机的,控制方式,：,电枢控制，,Ua,磁极控制，,Uf,U,f,E,a,+,-,U,a,I,a,第一节 直流伺服电机的结构特性,一、静态特性,n=f(T) , n=,f(U,a,),电枢反应原理：,E,a,=,U,a,I,a,R,a,电枢的反电动势：,电磁转矩：,可得静态特征方程：,第一节 直流伺服电机的结构特性,1.,2.,T=0,时，理想空载速度：,n=0,时，堵转转矩：,机械特性,n=f(T),：,Ua,为常数，,n,01,n,02,n,03,U,a1,U,a2,U,a3,T,D3,T,D2,T,D1,T,n,0,K,D,绝对值增大,第一节 直流伺服电机的结构特性,调节特性,n=,f(Ua,),：,T,为常数，,T,1,T,2,T,3,U,a3,U,a2,U,a1,Ua,n,0,K,G,增大,第一节 直流伺服电机的结构特性,第一节 直流伺服电机的结构特性,二、影响静态特性的因素,1.,功放电路内阻对机械特性的影响,U,a,+,-,I,a,U,c,R,i,U,a,U,c,U,a,U,c,I,a,U,c,n,0,T,D2,T,D1,T,n,0,k,2,k,1,2.,负载变化对调节特性的影响,当电机高速运转时，堵转转矩增加很快，使电枢电流,Ia,增加很快,。,IaRa,比,Ua,增加得快，,Ea,减小,。,n,减小,n,Ua,即当电枢电压升高时，转速,n,的变化率越来越小。,三、动态特性,定义,：电枢回路输入一个阶跃电压信号，转速随时间的动态变化规律，,n=f(t),。,形成动态过渡过程的,原因,：,转子负载有转动惯量，转速不能突变，造成,机械过渡过程,电机绕组有电感，电枢电流不能突变，造成,电磁过渡过程,（电磁过渡过程,0,占空比增大，施加在电机中的直流分量为,正,，正转；,当,U,i,0+5V,=,-2.5V+2.5V,=,PWM,功率放大,=,电机,测速发电机：,U,a,=,kn,=,A/D,=,单片机,光电编码盘：,=,kD,1.,控制量输出,单片机输出,00FF,到,DAC0832,，,V,REF,=-5V,U,4,通过,PWM,功放控制直流伺服电机：,-,D=80H,FFH,，,U4,0,+2.5V,，正转,D=00H,7FH,，,U4,-2.5,0V,，反转,D=80H,，,U4,0V,，停止（微振）,2.,速度反馈测速发电机,输出电压,U,a,k,a,n,，,对应正反转,n,e,，,-30V,+30V,R,8,、,R,9,分压，,R,9,上：,-15V,+15V,运放,U,5,：有源低通滤波器,放大倍数,k,R,5,/R,6,=1/3,，输出,-5V,+5V,，至,ADC0809,截止频率：,ADC0809: V,REF(+),=+5V, V,REF(-),=-5V,当,n,n,e,，正转，,V5,+5V,，,D,255,FFH,当,n,0,，停止，,V5,0,，,D,128,80H,当,n,n,e,，反转，,V5,-5V,，,D,0,00H,81,FFH,00,7FH,3.,角度测试,9,位光电编码盘，,P1,口、,P3.0,输入数字量,D,实验安排,实验一、,A/D,与,D/A,转换实验,其他如,I/O,口控制、定时器,/,计数器等,实验二、步进电机控制实验,其他如直流电机、红外发送,/,接收等,地点：,502,微机原理实验室,实验老师：姜晟,设计题目：,基本功能：,设计制作电路，利用单片计控制步进电机运转。要求：,（,1,）通过键盘设定改变电机的转速、转向；,（,2,）利用显示器实时显示转速等参数。,扩展功能,：能转动给定的步数。,