Copley驱动器用户指南

Copley驱动器总结

一、驱动器简介

Xenus提供三种版本的驱动器

-S和-R版本可以从模拟正弦/余弦编码器和无刷解析器中模拟出正交编码器的输出信号，我们的驱动器是XTL-230-40，输入标准版本，支持正交编码器。

驱动器可以以以下几种方式进行操作：

1.作为一个传统的电机驱动器，接受外部控制器发出的电流，速度和位置信号。

在电流和速度模式下，可以接受正负10V的模拟信号；占空比50%的PWM波，或者PWM/极性输入。

在位置模式下，输入可以是从步进电机控制器发出的位置增量命令(以脉冲方向格式或者递增递减计数格式)或者是从主编码器输出的A/B正交指令。

2.作为CANopen网络的一个网点。

3.作为DeviceNET网络的一个网点。

4.作为一个独立的控制器运行虚拟机上的程序，或者通过RS232串口运行ASCII码格式的

指令。

电源：

频率47-63HZ

另外还需要一个独立的+24V电源给内部控制电路供电，这个电源跟主电源隔离开来。这个设计保证了主电源断开，+24v电源不断开的时候，驱动器能保留位置信息和通信。

CME2

CME2是对驱动器进行配置和调试的软件，通过RS232串口连接电脑和驱动器。所有的配置驱动器的操作都可以通过这个软件完成。电机数据存储为.CCM文件，驱动器数据存储为.CCX 文件。

二、驱动器操作

供电和接地图

电源

交流电压经过整流滤波输出直流驱动PWM逆变器。

+24V电源经过一个DC/DC变换器，产生控制电路所需的电压和一个+5V电源给HALL电路和编码器供电。

操作模式

控制环的嵌套和模式

驱动器可以使用最多三个嵌套的控制环，电流环、速度环、位置环在三种相关联的模式下控制电机

控制环图解

在位置模式下，驱动器用到了三个环。如上图所示，位置环驱动速度环，速度环驱动电流环。

在速度模式下，速度环驱动电流环，在电流模式下，电流环直接由外部或内部的电流指令驱动。

环路基本属性

这些环路和一般的伺服控制环路有一些相同的属性

环路属性描述

命令输入每个环路给定一个需要达到的值。例如，速度环接受一个速度指令，它是期望的电动机速度

限制每个环路上都有限制，以保护电机或者机械系统

反馈伺服控制环接受反馈。如位置环把电机的实际位置作为反馈。

增益这些是伺服环路的数学方程中的常数值，通过这些值可以设置驱动器，提高驱动器的性能。调整这些值被称为环路整定。

输出环路产生的控制信号。这个信号可以被用作命令信号输入到另一控制回路或输入到功率放大器中。

电流模式和电流环

电流环的前端是一个限制模块，限制模块接收一个电流指令，然后输出一个受到限制的电流，这个电流减去实际的电流，得到一个偏差信号，经过P,I调节得到一个指令，这个指令然后施加到驱动器的功率级。

电流环的输入

1.驱动器的模拟输入或者PWM输入

2.CANopen, DeviceNet, or RS-232 Serial输入

3.Copley虚拟运动控制程序

4.驱动器内部的函数发生器

偏移

在速度或者位置模式下，电流指令是由速度环产生的。

在某些应用中，会有一个持续的力作用于电机，最典型的是一个竖直的轴，受到一个恒定的

重力作用，这个时候需要在电流指令中加一个偏移量。

限制

电流指令受到以下参数限制(可由用户设置)

电流环输出

电流环的输出是一个指令，改变驱动器PWM输出级的占空比。

自动整定

CME2提供一个电流环的自动整定功能，能够自动调整P和I的值。

速度模式和速度环

速度环路图

速度环的限制模块接收一个速度指令，经过输入滤波器，输出一个经过限制的速度指令，这个指令减去实际的速度，得到偏差信号，经过Ｐ，Ｉ调节，在经过一个数字滤波器，得到一个电流指令，输入到电流环当中。

输入

速度模式下，速度指令输入可以是：

１．驱动器的模拟输入或者PWM输入

２．CANopen, DeviceNet, or RS-232 Serial.

３．Copley虚拟运动控制程序

４．驱动器内部函数发生器

在位置模式下，速度指令是由位置环产生的。

速度环限制

为了保护电机和机械系统，速度指令受到以下几个参数限制

限制描述

速度限制设置输入到速度环的最大速度指令值

加速度限制设置最大加速度

减速度限制设置最大减速度

Fast Stop Ramp当硬件禁用的时候指定速度环的减速度(软件禁用的时候，这个参数不使用)如果设置了制动延时，那么电机在制动之前按照这个减速度减速。这

个参数仅用在速度模式当中，在位置模式，轨迹生成器控制电机的受控停

止。

*关于Fast stop ramp参数，有一个例外，如果发生一个non-latched error,那么驱动器切换到速度模式。

上图显示了几个参数对速度指令的影响。

速度环增益也是两个，P和I

速度环指令和输出滤波器

速度环有两个数字滤波器，输入滤波器减小噪声信号，输出滤波器减少共振。

两个数字滤波器可以配置为：低通滤波器和用户自定义滤波器。

速度环输出

速度环的输出是电流指令，作为电流环的输入

位置模式和位置环

驱动器从CAN接口、串行总线或者虚拟运动控制程序接受位置指令。

当使用数字或模拟输入时，驱动器的内部轨迹生成器按照限制参数计算一个梯形轨迹出来。当使用CAN总线，串行总线，或虚拟控制程序的时候，可以生成梯形曲线或者S型曲线。轨迹生成器接受位置指令，实时更新运动曲线。

轨迹生成器的输出是一个瞬时的位置指令。同时会产生运动轨迹的速度和加速度，这些信号经过位置环处理，得到一个速度指令，作为速度环的输入。

*如果把最大加速度设置为0的话，就可以把轨迹生成器旁路掉。

轨迹限制

在位置模式，轨迹发生器应用以下几个参数，生成运动轨迹

限制描述

最大速度运动轨迹的最大速度

最大加速度运动轨迹的最大加速度

最大减速度运动轨迹的最大减速度

位置环输入

输入描述