伺服控制系统(设计)
伺服系统-第一章伺服系统设计概述
最大跟踪角加速度εmax
系统跟踪误差不超过em时，系统输出轴所能达到 的最大角加速度。
最大角速度Ωk、最大角加速度εk
不考虑跟踪精度的情况下，系统输出轴所能达到 的极限速度和极限角加速度。
正弦跟踪误差esin 速度品质系数Kv、加速度品质系数Ka 调速范围D
对系统工作制的要求 长期连续运行、间歇循环运行、短时间运行
对系统可靠性以及使用寿命的要求 连续运行无故障时间
对系统的使用环境条件的要求 环境温度、湿度、三防（防潮、防腐蚀、防辐 射）、抗振动、抗冲击
对系统结构形式的要求 体积、重量、结构外形、安装特点等
对系统经济性的要求 制造成本、标准化程度、元部件通用性、能源利 用率、维护使用、系统电源条件（电源种类、规 格、容量）
1.2 伺服系统的应用
机械制造 冶金 航天 微电子 军事 运输 通信工程 日常生活
机械制造
– 机床运动部分的位置控制、速度控制、运动轨迹控制 – 仿形机床、机器人手臂关节
冶金
– 电弧炼钢炉、粉末冶金炉的电极位置控制 – 轧钢机轧辊压下运动的位置控制
电极
轧前的 钢板
按控制方式分类
– 开环控制 – 闭环控制 – 复合控制
开环伺服系统
r
G1 ( s )
闭环伺服系统
r
e
G1 ( s )
－
复合控制伺服系统
r
G2 ( s ) c
G2 ( s ) c
B (s)
e G1 ( s ) ＋
－
G2 ( s ) c
1.7 伺服系统的技术要求
伺服系统的软件设计与开发
伺服系统的软件设计与开发伺服系统是一种具有反馈控制的电机控制系统，其主要功能是精确控制伺服电机的运动，使其在给定的时间内到达目标位置或达到目标速度。
在伺服系统中，软件系统起着至关重要的作用，它负责将高层控制指令转化为电机控制信号，并运行在嵌入式系统上，实时控制运动状态和运动精度。
1.伺服系统软件设计的基本要求伺服系统软件设计的基本要求是实时性、可靠性和稳定性。
实时性是指系统必须以确定的时间响应用户的指令，保证在规定的时间内完成控制任务。
可靠性是指系统必须在长时间的运行中保持稳定，不出现死机、控制失效等故障。
稳定性是指系统必须能够在不同环境下保持稳定的控制精度和运动精度。
2.伺服系统软件设计的框架和工具伺服系统的软件设计应该遵循模块化、可复用、可维护和可移植的原则。
常见的设计框架包括MVC模式、MVVM模式和其他基于组件化的设计模式。
软件的编写语言可以选择C、C++、Python等，开发环境可以使用Visual Studio、Eclipse等IDE软件。
同时要注意选择合适的编译器、调试器和代码版本管理工具。
3.伺服系统软件设计的关键技术（1）运动控制算法伺服系统的核心技术是运动控制算法，实现良好的运动控制算法是保证伺服系统运行稳定的关键。
运动控制算法主要包括位置控制、速度控制和力控制等方法，可以应用PID、自适应控制、模糊控制、神经网络控制等算法实现。
（2）位置检测与反馈控制伺服系统需要有高精度的位置检测系统和反馈控制系统，以实现对电机位置的精确控制。
通常采用编码器、激光干涉仪、光电开关等位置传感器进行位置检测，通过高精度的反馈进行闭环控制。
（3）通信协议伺服系统需要与上位机、其他设备进行通信，因此需要制定或选择合适的通信协议。
常用的协议包括CAN总线、RS485总线、以太网通信等，应根据实际的控制应用场景选择。
4.伺服系统软件开发流程伺服系统软件开发需要遵循软件工程的基本原则和开发流程，包括需求分析、设计、编码、测试和维护等阶段。
第4章-伺服系统设计(机电一体化系统设)
6.2 伺服系统执行器及其控制
一、执行元件类型及特点 二、伺服电机及其控制 三、步进电机及其控制
一、执行元件类型及特点
定子调压调速的特点 是改变定子电压时，同步 转速保持不变；最大电磁 转矩和定子电压的平方成 正比；定子电压越低，调 速性能越差
（2）．转子串电阻调速。这种方法是改变 转子的电阻调速。从机械特性来看，电磁 转矩与转子等效电阻有非线性的关系，改 变的大小会改变电磁转矩的值，从而实现 调速。
转子串电阻调速的特点是调速范围不大； 调速的平滑性不好，很不经济。
（2）双极性驱动方式。这种驱动方式不仅 可以改变电动机的转速，还能够实现电动 机的制动，反向。这种驱动方式一般采用 四个功率开关构成H桥电路
直流电动机双极性驱动芯片种类很多，如 SANYO公司生产的STK6877，是一款H 桥厚膜混合集成电路。采用MOSFET作为 它的输出功率器件。一般可作为复印机鼓、 扫描仪等各种直流电动机设备的驱动芯片。
1. 电气执行元件 电气执行元件包括直流(DC)伺服电机、交流（AC） 伺服电机、步进电机以及电磁铁等，是最常用的执行元 件。对伺服电机除了要求运转平稳以外，一般还要求动态 性能好，适合于频繁使用，便于维修等 2．液压式执行元件 液压式执行元件主要包括往复运动油缸、回转油缸、 液压马达等，其中油缸最为常见。在同等输出功率的情况 下，液压元件具有重量轻、快速性好等特点 3．气压式执行元件 气压式执行元件除了用压缩空气作工作介质外，与液 压式执行元件没有区别。气压驱动虽可得到较大的驱动 力、行程和速度，但由于空气粘性差，具有可压缩 性，故不能在定位精度要求较高的场合使用。
伺服电机控制系统毕业设计
南京邮电大学毕业设计（论文）题目伺服电机控制系统专业电气工程及其自动化学生姓名zhdong班级学号B07050405指导教师指导单位自动化学院日期：2011 年 3 月至2011 年6月目录目录 (I)第1章绪论....................................................................................................................... - 1 -直流伺服电动机发展及现状....................................................................................... - 1 -直流伺服电动机的特点及应用................................................................................... - 1 -1.2.1直流伺服电动机的特点.............................................................................. - 1 -1.2.2 直流伺服电动机的应用............................................................................. - 2 -课题主要研究内容....................................................................................................... - 3 -第2章直流伺服电动机的工作过程............................................................................... - 4 -直流伺服电动机基本组成........................................................................................... - 4 -2.1.1电动机本体.................................................................................................. - 4 -2.1.2 转子位置传感器......................................................................................... - 5 -2.1.3电子换向电路.............................................................................................. - 6 -直流伺服电动机的工作原理....................................................................................... - 7 -直流伺服电动机的数学模型....................................................................................... - 8 -2.3.1电压平衡方程.............................................................................................. - 8 -2.3.2转矩方程...................................................................................................... - 9 -2.3.3传递函数.................................................................................................... - 10 -直流伺服电动机的调速方法..................................................................................... - 10 -2.4.1电势和调速方法........................................................................................ - 10 -2.4.2电磁转矩..................................................................................................... - 11 -直流伺服电动机双闭环系统..................................................................................... - 12 -2.5.1双闭环控制系统组成................................................................................ - 12 -2.5.2双闭环控制系统动态数学模型................................................................ - 13 -第3章调速系统方案确定............................................................................................. - 15 -无刷电机样机参数..................................................................................................... - 15 -主控单元..................................................................................................................... - 15 -80C196MC单片机简介..................................................................................... - 15 -80C196MC单片机的结构................................................................................. - 15 -80C196MC单片机的特点................................................................................. - 17 -系统的组成................................................................................................................. - 18 -第4章基于单片机的调速系统硬件设计..................................................................... - 19 -供电电源设计............................................................................................................. - 19 -检测电路设计............................................................................................................. - 20 -4.2.1位置检测.................................................................................................... - 20 -4.2.2整形电路.................................................................................................... - 22 -4.2.3 正反转控制............................................................................................... - 22 -4.2.4电流检测电路............................................................................................ - 23 -主功率和驱动电路..................................................................................................... - 24 -4.3.1主功率电路................................................................................................ - 24 -4.3.2功率驱动电路............................................................................................ - 26 -过流过压保护电路..................................................................................................... - 29 -4.4.1过流保护电路............................................................................................ - 29 -4.4.2过压、欠压保护电路................................................................................ - 30 -键盘与显示电路......................................................................................................... - 30 -4.5.1键盘电路.................................................................................................... - 30 -4.5.2显示电路.................................................................................................... - 31 -第5章基于单片机的调速系统软件设计 ...................................................................... - 33 -程序设计思想............................................................................................................. - 33 -主程序......................................................................................................................... - 33 -5.2.1 初始化程序............................................................................................... - 34 -5.2.2 键处理程序设计....................................................................................... - 36 -5.2.3 LED动态显示子程序 ............................................................................... - 37 -捕捉中断服务程序..................................................................................................... - 38 -采样中断服务程序..................................................................................................... - 39 -5.4.1转速计算子程序........................................................................................ - 40 -5.4.2 A/D转换子程序 ........................................................................................ - 40 -5.4.3 波形发生控制程序................................................................................... - 42 -参考文献............................................................................................................................. - 45 -致谢..................................................................................................................................... - 47 -基于80C196MC单片机直流伺服电机调速系统摘要本文主要论述三相直流伺服电机调速系统的设计方法。
伺服系统设计步骤及方法
伺服系统设计步骤及方法伺服系统是指一种能够控制运动精度和位置的系统，常见于工业自动化、机器人、汽车等领域。
伺服系统设计的主要目标是提高系统的稳定性、响应速度和控制精度。
在设计伺服系统时，需要按照一定的步骤和方法进行，以确保系统能够满足要求。
下面是伺服系统设计的一般步骤及方法：1.定义系统需求：首先确定伺服系统的工作环境、运动要求和性能指标。
例如，确定系统需要在何种速度、加速度和精度下运动，以及要控制的负载和环境条件等。
2.选择伺服驱动器和电机：根据系统的需求，选择合适的伺服驱动器和电机。
此步骤需要考虑到系统的负载特性、控制精度、电源电压和电流等。
通常，选择驱动器时需要考虑其速度和定位控制的能力，选择电机时需要考虑其功率、转矩和惯性等。
3.确定控制方式：根据系统需求，确定使用的控制方式，包括位置控制、速度控制和力控制等。
对于不同的应用场景，选择合适的控制方式可以提高系统的控制效果和稳定性。
4.设计控制算法：根据系统需求和控制方式，设计控制算法。
常用的控制算法包括PID控制、滑模控制和模糊控制等。
控制算法的目标是根据系统的输入和输出，以最优的方式控制电机的速度和位置。
5.选择传感器和反馈装置：为了实现对伺服系统的准确控制，通常需要选择合适的传感器和反馈装置，用于测量和反馈系统的位置、速度和加速度信息。
常用的传感器包括编码器、光电开关和位移传感器等。
6.确定反馈控制回路：根据系统需求和传感器的信息，确定系统的反馈控制回路。
反馈控制回路可以根据测量值对系统进行修正和调整，以实现更精确的控制。
同时，反馈控制还可以稳定系统的工作状态，并减小由于负载变化和环境干扰引起的系统波动。
7.运动规划和轨迹生成：根据系统的运动需求和控制算法，进行运动规划和轨迹生成。
运动规划是指通过规划器生成一条供伺服驱动器执行的运动轨迹。
轨迹生成是指将运动规划生成的轨迹转化为伺服驱动器可以执行的轨迹。
8.系统调试和优化：完成系统的硬件搭建和软件编程后，进行系统调试和优化工作。
伺服驱动系统设计方案及对策
伺服驱动系统设计方案及对策一、硬件设计方案及对策：1.选用高性能的伺服电机和驱动器：根据具体需要选择适合的伺服电机和驱动器，确保其具备足够的功率和控制精度。
在选择过程中，需要对驱动器的技术参数进行充分了解，并评估其适用性和可靠性。
2.采用合适的编码器：编码器用于测量电机的位置和速度，对伺服驱动系统的控制精度至关重要。
选择合适的编码器，能够提供高分辨率和高精度的反馈数据，并且具备良好的抗干扰性能。
3.电源设计：伺服驱动系统对电源质量和稳定性要求较高，需要提供稳定的电源供应和电磁兼容性设计，避免电源波动对系统性能的影响。
4.散热设计：伺服电机和驱动器在运行时会产生较大的热量，必须进行有效的散热设计，以确保系统的稳定性和可靠性。
可采用风扇散热、散热片等方式来降低温度。
5.机械设计：在伺服驱动系统中，机械结构的设计对系统性能有很大影响。
需要针对具体应用场景选择合适的传动方式和结构设计，考虑到负载、速度、精度等因素。
6.停电保护设计：为了避免突发停电导致系统损坏，可以设计备用电池或超级电容器等储能装置，以保证在停电短时间内继续工作并正常停机。
二、软件设计方案及对策：1.控制算法设计：通过对伺服电机的位置、速度和加速度等参数进行精细控制，实现对运动轨迹的准确控制。
设计合理的控制算法，能够提高系统的控制精度和稳定性。
2.运动控制软件设计：根据伺服驱动系统的应用需求，设计合理的运动控制软件，包括运动插补算法、软件调速、位置校正等功能。
3.通信接口设计：伺服驱动系统通常需要与上位机或其他设备进行通信，需要设计合适的通信接口，以实现数据传输和控制。
4.用户界面设计：为了方便用户操作和监测系统运行状态，可以设计友好的用户界面，包括参数设置、故障诊断、实时监控等功能。
5.系统诊断与故障检测设计：通过设计合理的系统诊断和故障检测功能，可以检测和排除系统故障，提高系统的可靠性和稳定性。
三、通信网络设计方案及对策：1.选择适当的通信协议：根据伺服驱动系统所处的应用环境和通信要求，选择适当的通信协议，如CAN总线、以太网等。
伺服控制系统设计
Wop (s)
s(Ts s
K 1)(T2 s
1)
3.2 单闭环位置伺服系统
伺服系统旳闭环传递函数
W cl
(s)
TsT2 s 3
(Ts
K T2 )s2
s
K
闭环传递函数旳特性方程式
TsT2s3 (Ts T2 )s2 s K 0
3.2 单闭环位置伺服系统
用Routh稳定判据，为保证系统稳定，
须使
K
Ts T2 TsT2
单位置环伺服系统开环传递函数对数幅频特性
3.3 双闭环伺服系统
在电流闭环控制旳基础上，设计位置 调整器，构成位置伺服系统，位置调整 器旳输出限幅是电流旳最大值。 以直流伺服系统为例，对于交流伺服 系统也合用，只须对伺服电动机和驱动 装置应作对应旳改动。
3.3 双闭环伺服系统
Tm
R J CT Ce
Tl
La R
3.2 单闭环位置伺服系统
驱动器
电机
直流伺服系统控制对象构造图
采用PD调整器，其传递函数为
减速器
WAPR (s) WPD (s) K p (1 d s)
3.2 单闭环位置伺服系统
伺服系统开环传递函数
Wop (s)
s(Ts s
K ( d s 1)
1)(TmTl s2 Tms
3.5 复合控制旳伺服系统
前馈控制器旳传递函数选为
G(s) 1 W2 (s)
得到
m (s) 1
* m
(
s)
3.5 复合控制旳伺服系统
理想旳复合控制随动系统旳输出量可以完 全复现给定输入量，其稳态和动态旳给定误 差都为零。 系统对给定输入实现了“完全不变性” 。 需要引入输入信号旳各阶导数作为前馈控 制信号，但同步会引入高频干扰信号，严重 时将破坏系统旳稳定性，这时不得不再加上 滤波环节。
两轴伺服控制系统设计
两轴伺服控制系统设计伺服控制系统是一种能够精确控制运动过程中位置、速度和力度的系统，常用于机械、自动化和机器人领域。
在此，我们将设计一个两轴伺服控制系统，用于控制一个机器人的两个关节。
系统结构设计：1.控制器：使用一款高性能的双轴伺服控制器，能够实现对两个轴的独立控制，并具有足够的计算能力和通信接口。
2.编码器：每个关节安装一个编码器，用于实时反馈关节的位置信息，以便控制器实现闭环控制。
3.伺服驱动器：每个关节连接一个伺服驱动器，用于控制伺服电机的速度和位置，以实现对关节的精确控制。
4.伺服电机：每个关节使用一款高性能的伺服电机，具有高转矩和响应速度，能够满足机器人关节的动力需求。
5.通信接口：控制器与计算机或人机界面之间通过以太网或串口通信，实现参数设置和监控功能。
系统功能设计：1.其中一个轴作为主轴，另一个轴作为从轴，主轴和从轴之间通过齿轮传动或同步带传动连接。
2.控制器通过内置的PID控制算法实现对主轴和从轴的位置控制，可以实现位置或速度控制模式。
3.控制器通过接收编码器反馈信号，实时计算主轴和从轴的位置误差，不断调整伺服电机的输出信号，使得两个轴的位置保持一致。
4.控制器具有多段加减速功能，可以设置不同的加减速时间和速度曲线，实现平滑的运动过程。
5.控制器具有位置误差补偿功能，可以根据实际应用场景进行参数调整，提高系统的稳定性和精度。
6.用户可以通过计算机或人机界面对系统参数进行设置和监控，实现对系统的远程控制和故障诊断。
系统性能设计：1.系统具有高精度的位置控制能力，可以实现微米级的定位精度，满足高精度加工和装配应用的要求。
2.系统具有高响应速度和稳定性，能够在短时间内完成复杂的运动任务，确保机器人的稳定性和可靠性。
3.系统具有较强的负载能力，能够承受较大的负载力和惯性力，保证机器人在运动过程中不产生位移和抖动。
4.系统具有较高的可靠性和稳定性，能够长时间稳定运行，减少故障率和维护成本。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章伺服系统概述伺服系统是以机械参数为控制对象的自动控制系统。
在伺服系统中，输出量能够自动、快速、准确地尾随输入量的变化，因此又称之为随动系统或者自动跟踪系统。
机械参数主要包括位移、角度、力、转矩、速度和加速度。
近年来，随着微电子技术、电力电子技术、计算机技术、现代控制技术、材料技术的快速发展以及机电创造工艺水平的逐步提高，伺服技术已迎来了新的发展机遇，伺服系统由传统的步进伺服、直流伺服发展到以永磁同步机电、感应电机为伺服机电的新一代交流伺服系统。
目前，伺服控制系统不仅在工农业生产以及日常生活中得到了广泛的应用，而且在许多高科技领域，如激光加工、机器人、数控机床、大规模集成电路创造、办公自动化设备、卫星姿态控制、雷达和各种军用武器随动系统、柔性创造系统以及自动化生产线等领域中的应用也迅速发展。
1.1 伺服系统的基本概念1.1.1 伺服系统的定义“伺服系统”是指执行机构按照控制信号的要求而动作，即控制信号到来之前，被控对象时静止不动的；接收到控制信号后，被控对象则按要求动作；控制信号消失之后，被控对象应自行住手。
伺服系统的主要任务是按照控制命令要求，对信号进行变换、调控和功率放大等处理，使驱动装置输出的转矩、速度及位置都能灵便方便的控制。
1.1.2 伺服系统的组成伺服系统是具有反馈的闭环自动控制系统。
它由检测部份、误差放大部份、部份及被控对象组成。
1.1.3 伺服系统性能的基本要求1 )精度高。
伺服系统的精度是指输出量能复现出输入量的精确程度。
2 )稳定性好。
稳定是指系统在给定输入或者外界干扰的作用下，能在短暂的调节过程后，达到新的或者恢复到原来的平衡状态。
3 )快速响应。
响应速度是伺服系统动态品质的重要指标，它反映了系统的跟踪精度。
4)调速范围宽。
调速范围是指生产机械要求机电能提供的最高转速和最低转速之比。
5 )低速大转矩。
在伺服控制系统中，通常要求在低速时为恒转矩控制，电机能够提供较大的输出转矩；在高速时为恒功率控制，具有足够大的输出功率。
6 )能够频繁的启动、制动以及正反转切换。
1.1.4 伺服系统的种类伺服系统按照伺服驱动机的不同可分为电气式、液压式温和动式三种；按照功能的不同可分为计量伺服和功率伺服系统，摹拟伺服和功率伺服系统，位置伺服、速度伺服和加速度伺服系统等。
电器伺服系统根据电气信号可分为直流伺服系统和交流伺服系统两大类。
交流伺服系统又有感应机电伺服系统和永磁同步机电伺服系统两种。
1.2 伺服系统的发展过程伺服系统的发展经历了由液压到电气的过程，电器伺服系统的发展则与伺服机电的不同发展阶段具有密切的联系，伺服机电至今已有 50 多年的发展历史，经历了三个主要发展阶段。
第一发展阶段(20 世纪 60 年代以前)：此阶段是以步进电动机驱动的液压伺服马达或者以功率步进电动机直接驱动为中心的时代，伺服系统的位置控制多为开环控制。
这一时期是液压伺服系统系统的全盛期。
液压伺服系统能够传递巨大的转矩，控制简单，可靠性高，在整个速度范围内保持恒定的转矩输出，主要应用在重型设备和一些关键场合，比如机场设备。
但它也存在一些缺点，例如发热大、效率低、易污染环境、不易维修等。
第二个发展阶段(20 世纪 60 至 70 年代)：这一阶段是直流伺服机电的诞生和全胜发展时代，由于直流机电具有优良的调速性能，不少高性能驱动装置采用了直流机电，伺服系统的位置控制也由开环控制系统发展成为闭环系统。
但是，直流伺服机电存在机械结构复杂、维护工作量大等缺点，在运行过程中转子容易发热，影响了与其连接的其他机械设备的精度，难以应用到高速及大容量的场合，换向器成为直流伺服驱动技术发展的瓶颈。
由于人们通过材料和工艺的改进来尽量提高直流伺服的生命力，因此直流伺服机电仍将在相当长的时间内得到应用，只是市场份额估计会持续下降。
第三发展阶段(20 世纪 80 年代至今)：这一阶段是以机电一体化时代作为时代背景的。
由于伺服机电结构及永磁材料、半导体功率器件技术、控制技术的突破性发展，浮现了无刷直流伺服机电(方波驱动)、交流伺服机电(正弦波驱动)、矢量控制的感应机电和开关磁阻机电等新型机电。
特别是 80 年代以来，矢量控制技术的不断成熟，极大地推动了交流伺服驱动技术的发展，是交流伺服驱动系统的性能可以与直流伺服系统媲美。
伺服驱动装置经历了摹拟式——数字摹拟混合式——全数字化的发展。
伺服系统控制器的实现方式在数字控制中也在由硬件方式向着软件方式发展；在软件方式中也是从伺服系统的外环向内环、进而向接近电动机环路的更深层发展。
交流伺服机电克服了直流伺服机电存在的电刷、换向器等机械部件所带来的各种缺点，过载能力强和转动惯量低体现出了交流伺服系统的优越性。
交流伺服系统采用以微处理器为基础的系统芯片和智能化功率器件，很好的克服了伺服系统中模型参数变化和非线性等不确定因素，提高了系统的鲁棒性和容错性，成功实现了高精度伺服控制。
特殊是控制理论的新发展及智能控制的兴起和不断成熟，加之计算机技术、微电子技术的迅猛发展，使基于智能控制理论的先进控制策略和基于传统控制理论的传统控制策略完美结合，为交流伺服系统的实际应用奠定了坚实的基础。
1.3 元件选择1.3.1 功率变换器交流伺服系统功率变换器的主要功能是根据控制电路的指令，将电源单元提供的直流电能转变为伺服电机电枢绕组中的三相交流电流，以产生所需要的电磁转矩。
功率变换器主要包括控制电路、驱动电路、功率变换主电路等。
功率变换主电路主要由整流电路、滤波电路和逆变电路三部份组成。
为了保证逆变电路的功率开关器件能够安全、可靠地工作，对于高压、大功率的交流伺服系统，有时需要有压抑电压、电流尖峰的“缓冲电路”。
此外，对于频繁运行于快速正反转状态的伺服系统，还需要有消耗多余再生能量的“制动电路”。
控制电路主要由运算电路、 PWM 生成电路、检测信号处理电路、输入输出电路、保护电路等构成，其主要作用是完成对功率变换主电路的控制和实现各种保护功能等。
驱动电路的作用是根据控制信号对功率半导体开关进行驱动，并为器件提供保护，主要包括开关器件的前级驱动电路和辅助开关电源电路等。
1.3.2 传感器在伺服系统中，需要对伺服机电的绕组电流及转子速度、位置进行检测，以构成电流环、速度环和位置环，因此需要相应的传感器及其信号变换电路。
电流检测通常采用电阻隔离检测或者霍尔电流传感器。
直流伺服机电只需一个电流环，而交流伺服机电(两相交流伺服机电除外)则需要两个或者三个。
其构成方法也有两种:一种是交流电流直接闭环；另一种是把三相交流变换为旋转正交双轴上的矢量之后再闭环，这就需要把电流传感器的输出信号进行坐标变换的接口电路。
速度检测可采用无刷测速发机电、增量式光电编码器、磁编码器或者无刷旋转变压器。
位置检测通常采用绝对式光电编码器或者无刷旋转变压器，也可采用增量式光电编码器进行位置检测。
由于无刷旋转变压器具有既能进行转速检测又能进行绝对位置检测的优点，且抗机械冲击性能好，可在恶劣环境下工作，在交流伺服系统中的应用日益广泛。
1.3.3 控制器在交流机电伺服系统中，控制器的设计直接影响着伺服机电的运行状态，从而在很大程度上决定了整个系统的性能。
交流机电伺服系统通常有两类，一类是速度伺服系统；另一类为位置伺服系统。
前者的伺服控制器主要包括电流(转矩)控制器和速度控制器，后者还要增加位置控制器。
其中电流(转矩)控制器是关键的环节，因为无论是速度控制还是位置控制，最终都将转换为对机电的电流(转矩)控制。
电流环的响应速度要远远大于速度环和位置环。
为了保证机电定子电流相应的快速性，电流控制器的实现不应太复杂，这就要求其设计方案必须恰当，使其有效的发挥作用。
对于速度和位置控制，由于其时间常数较大，因此可借助计算机技术实现许多复杂的基于现代控制理论的控制策略，从而提高伺服系统的性能。
1. 电流控制器电流环由电流控制器和逆变器组成，其作用是使机电绕组电流实时、准确地跟踪电流指令信号。
为了能够快速、准确地控制伺服机电的电磁转矩，在交流伺服系统中，需要分别对永磁同步机电(或者感应机电)的 d、 q 轴电流进行控制。
2. 速度控制器速度环的作用是保证机电的转速与速度指令值一致，消除负载转矩扰动等因素对机电转速的影响。
速度指令与反馈的机电实际转速相比较，其差值通过速度控制器直接产生 Q 轴指令电流，并进一步用 d 轴电流指令共同作用，控制机电加速、减速或者匀速旋转，使机电的实际转速与指令值保持一致。
速度控制器通常采用的是 PI 控制方式。
3. 位置控制器位置环的作用是产生机电的速度指令并使机电准确定位和跟踪。
通过比较设定的目标位置与机电的世纪位置，利用其偏差通过位置控制器来产生机电的速度指令当机电启动后在大偏差区域，产生最大速度指令，使机电加速运行后以最大速度恒速运行；在小偏差区域，产生逐次递减的速度指令，使机电减速运行直至最终定位。
第二章喷绘机原理2.1 喷绘机原理单元介绍2.1.1 熔断器熔断器是根据电流超过规定值一定时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开的原理制成的一种电流保护器。
熔断器作为短路和过流保护是应用最普遍的保护器件之一，广泛应用于低压配电系统和控制系统及用电设备中。
熔断器是一种过电流保护电器。
熔断器主要由熔体和熔管两个部份及外加填料等组成。
使用时，将熔断器串联于被保护电路中，当被保护电路的电流超过规定值，并经过一定时间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体，使电路断开，起到保护的作用。
2.1.2 运动控制卡运动控制卡是一种上位控制单元，可以控制伺服机电，是基于 PC 总线，利用高性能微处理器(如 DSP)及大规模可编程器件实现多个伺服机电的多轴协调控制的一种高性能的步进/伺服机电运动控制卡包括脉冲输出、脉冲计数、数字输入、数字输出、 D/A 输出等功能，它可以发出连续的、高频率的脉冲串，通过改变发出脉冲的频率来控制机电的速度，改变发出脉冲的数量来控制机电的位置，它的脉冲输出模式包括脉冲/方向、脉冲/脉冲方式。
脉冲计数可用于编码器的位置反馈，提供机器准确的位置，纠正传动过程中产生的误差。
数字输入 / 输出点可用于语限位、原点开关等。
产品广泛应用于工业自动化控制领域中需要精确定位、定长的位置控制系统和基于 PC 的 NC 控制系统。
具体就是将实现运动控制的底层软件和硬件集成在一起，使其具有伺服机电控制所需的各种速度、位置控制功能。
这些功能能通过计算机方便地调用。
运动控制卡不仅要发送脉冲给机电驱动器，同时接受伺服机电编码器反馈的脉冲数，还接受光栅尺反馈信号，进而控制伺服机电的转速。
伺服驱动器既要与运动控制卡有数据线连接，其本身还要连接插座电源。
如果你的运动控制卡时比较好的卡，伺服刷新率可以达到要求，可以把编码器反馈直接接到运动控制卡，形成一个整体的闭环。