实现伺服电动机位置控制控制方式模块五
HSV-16全数字交流伺服驱动单元
编码器信号端子 XS2
端子号 端子记号
1，2
5V2
21，22 +5V 23，24
信号名称 编码器电源反馈
电源输出+
功能 编码器电源反馈，伺服可根据编码器 电源反馈自动进行电压补偿。 伺服电机光电编码器用+5V 电源； 电缆长度较长时，应使用多根芯线并
4
3，4
0V
5，6
17，35 -A
18，36 +A
300Hz 或更高
（±(负载 0-100%);(±0.02(电源-5-10%)(数值对应于额定速度)
1:6000 ≤500kHz ①伺服使能 ②报警清除 ③偏差计数器清零 ④指令脉冲禁止 ⑤CCW 驱动禁止 ⑥CW 驱动禁止 ①伺服准备好输出 ②伺服报警输出 ③定位完成输出/速度到达输出 输入方式 ①两相 A/B 正交脉冲 ②脉冲+方向 ③CCW 脉冲/CW 脉冲 电子齿轮 1-32767/1-32767 反馈脉冲 最高 25000 脉冲/转 参数设置 1-10000ms(0-2000rpm 或 2000-0rpm) 转速、当前位置、指令脉冲积累、位置偏差、电机转柜、电机电流、转 子位置、指令脉冲频率、运行状态、输入输出端子信号等
伺服使能输入端子 EN ON：允许驱动器工作 EN OFF：驱动器关闭，停止工作，电机处于自由状态 注 1：当从 EN OFF 打到 EN ON 前，电机必须是静止的； 注 2：打到 EN ON 后，至少等待 50ms 再输入命令； 注 3：可以通过参数 STA-6 设置屏蔽此功能，或永远使开关 ON。 报警清除输入端子 ACL ON：清除系统报警 ACL OFF：保持系统报警 位置偏差计数器清零输入端子 CLEE ON：位置控制时，位置偏差计数器清零 位置指令脉冲禁止输入端子 INH ON：指令脉冲输入禁止 INH OFF：指令脉冲输入有效 L-CCW（逆时针方向）驱动禁止输入端子 OFF：CCW 驱动允许 ON：CCW 驱动禁止 注 1：用于机械超限，当开关 ON 时，CCW 方向转矩保持为 0； 注 2：可以通过参数 STA-8 设置屏蔽此功能，或永远使开关 OFF。 L-CＷ（顺时针方向）驱动禁止输入端子 OFF：CW 驱动允许 ON：CW 驱动禁止 注 1：用于机械超限，当开关 ON 时，CW 方向转矩保持为 0； 注 2：可以通过参数 STA-9 设置屏蔽此功能，或永远使开关 OFF。 输入端子的电源 用来驱动输入端子的光电耦合器 DC24V，电流≥100mA 故障连锁输出端子 继电器输出，伺服故障时继电器断开
工业机器人技术与应用考试模拟题及答案
工业机器人技术与应用考试模拟题及答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.输入采样阶段，PLC的CPU对各输入端子进行扫描，将输入信号送入输入映像寄存器（PII）。
A、正确B、错误正确答案：A2.并联关节机器人的正运动学问题求解易，逆运动学问题求解难。
A、正确B、错误正确答案：A3.在PWMT调制中，脉冲宽度越小，脉冲的间隔时间越大，输出的电压平均值就越小。
（）。
A、正确B、错误正确答案：B4.换向阀靠近弹簧一侧的方框（位）为常态。
（）。
A、正确B、错误正确答案：A5.被誉为“工业机器人之父”的约瑟夫·英格伯格最早提出了工业机器人概念。
A、正确正确答案：B6.越来越多的本地公司开始在他们业务中引入机器视觉，一些是普通工控产品的代理商，一些事自动化系统集成商。
A、正确B、错误正确答案：A7.机器视觉是计算机视觉在工业场景中的应用，目的是替代传统的人工。
A、正确B、错误正确答案：A8.线性运动过程中轨迹可控，工具姿态不会改变，因此方便操作员的直观操作。
A、正确B、错误正确答案：A9.机器人常用驱动方式主要是液压驱动、气压驱动和电气驱动三种基本类型。
A、正确B、错误正确答案：A10.关节式码垛机器人本体与关节式搬运机器人没有任何区别，在任何情况下都可以互换。
B、错误正确答案：B11.在生产现场，存在着大量的模拟量，如压力、流量、温度等参数，可以用标准库中的FC105和FC106进行工程转换。
A、正确B、错误正确答案：A12.示教-再现控制为一种在线编程方式，它的最大问题是占用生产时间。
A、正确B、错误正确答案：A13.在大多数伺服电动机的控制回路中，都采用了电压控制方式。
A、正确B、错误正确答案：B14.若将带传动的中心距 a 减小，则所设计的带传动传动能力降低，带的寿命提高。
A、正确B、错误正确答案：B15.液压油的粘度随温度升高而增大。
A、正确正确答案：B16.变量VAR在程序执行过程中和停止时会保持当前值，在程序指针被移到主程序时，当前仍然保持。
模块五DDC照明控制系统连线ppt课件
主要内容
任务列表
1.集散控制系统的含义
2.DDC控制系统的认知
3.组态软件的基本认知
自动化教指委
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
自动化教指委
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
（2）输出接口 输出接口是把DDC运算、控制、分析处理后的结果输
出为各种开关信号、模拟信号，以驱动现场的阀门、驱动 器、执行器、低压电器元件等进行动作。其中，DO为数字 量输出信号，A0为模拟量输出信号。
自动化教指委
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
（4）实时数据库（DB） 实时数据库是力控软件系统的数据处理核心，构建分
布式应用系统的基础，它负责实时数据处理、历史数据存 储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。如
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
（2）开发系统（Draw） 开发系统是一个集成环境，可以完成创建工程画面、
配置各种系统参数、脚本、动画、启动力控其它程序组件 等功能。软件界面如图所示。
自动化教指委
子任务二：DDC控制系统的认知
1.什么是DDC
DDC是一种具有控制功能和运算功能的嵌入式计算机 装置。它可以实现对被控设备特征参数与过程参数的测 量。“数字”表示它可以利用计算机完成控制功能， “直接”意味着它可以安装在被控设备附近。DDC可独立 完成就地控制。
直流伺服电动机脉宽调制的工作原理
直流伺服电动机是一种广泛应用于工业控制系统中的电动机，其主要特点是控制精度高、速度范围广、响应速度快等。
而脉宽调制（PWM）技术是一种常用的电力控制技术，通过调整脉冲宽度来控制输出电压，被广泛应用于直流伺服电动机的速度和位置控制中。
本文将介绍直流伺服电动机脉宽调制的工作原理，包括脉宽调制原理、直流伺服电动机的工作原理、脉宽调制在直流伺服电动机中的应用等内容。
一、脉宽调制原理脉宽调制技术是一种通过调制脉冲信号的宽度来控制输出电压或电流的技术。
其基本原理是将输入信号与一个高频的载波信号进行调制，通过改变调制信号的脉冲宽度，来实现对输出信号的控制。
脉宽调制技术可以实现对输出信号的精确控制，并且具有简单、成本低廉、效率高等优点，因此被广泛应用于各种电力控制领域。
二、直流伺服电动机的工作原理直流伺服电动机是一种能够精确控制角度、速度和位置的电动机，其主要由电动机、编码器和控制器组成。
控制器通过不断地监测编码器反馈的位置信息，计算电机与期望位置之间的误差，并输出控制信号来调节电机的速度和位置，从而实现对电机的精确控制。
三、脉宽调制在直流伺服电动机中的应用脉宽调制技术被广泛应用于直流伺服电动机的速度和位置控制中，其工作原理如下：控制器根据输入的期望速度或位置信号，计算出电机的转速或角度误差，然后将误差信号传递给脉宽调制模块。
脉宽调制模块通过调整输出脉冲信号的宽度和周期，控制电机的转速和位置，从而实现对电机的精确控制。
四、脉宽调制在直流伺服电动机中的优势脉宽调制技术在直流伺服电动机中具有以下优势：1. 精确控制：脉宽调制技术可以实现对电机的精确控制，包括速度、角度和位置的精确控制。
2. 响应速度快：脉宽调制技术可以实现对电机的快速响应，提高了系统的动态性能。
3. 节能减排：脉宽调制技术可以实现能效优化，降低了能耗，减少了环境污染。
4. 成本低廉：脉宽调制技术成本低廉，便于大规模应用。
五、总结脉宽调制技术在直流伺服电动机中的应用，实现了对电机的精确控制和高效能运行。
模块五机器人的控制系统
(3)操作面板。操作面板由各种操作按键、状态指示灯 构成，只完成基本功能操作。
(4)磁盘存储。机器人主要用存储机器人工作程序的外 围存储器来存储程序。
二、机器人控制系统的组成模块五机器人的控制系统模块五 机器人的控制系统
1 机器人控制系统概述 2 机器人控制系统的分类与组成 3 机器人控制系统的结构与位置控制 4 机器人的力控制 4 机器人控制的示教再现
单元提要
本模块主要介绍机器人的 控制系统，内容包括机器人控 制系统的特点、机器人控制系 统的基本功能和控制方式、机 器人控制系统的分类与组成、 机器人控制系统的结构与位置 控制、机器人控制的示教方式、 关节运动的指令生成、控制软 件与机器人示教实例、 MOTOMAN UP6 机 器 人 控 制 系统。
三、机器人的控制方式
3. 速度控制方式
三、机器人的控制方式
4. 力（力矩）控制方式
在进行抓放操作、去毛刺、研磨和组装等 作业时，除了要求准确定位之外，还要求使用特 定的力或力矩传感器对末端执行器施加在对象上 的力进行控制。这种控制方式的原理与位置伺服 控制原理基本相同，但输入量和输出量不是位置 信号，而是力（力矩）信号，因此系统中必须有 力（力矩）传感器。
一、机器人控制系统的特点
(3)具有较高的重复定位精度，系统刚性好。除直角坐标机器 人外，机器人关节上的位置检测元件不能安装在末端执行器上，而 应安装在各自的驱动轴上，构成位置半闭环系统。但机器人的重复 定位精度较高，一般为±0.1 mm。此外，由于机器人运行时要求 运动平稳，不受外力干扰，为此系统应具有较好的刚性。
伺服使用
4）TSTA-15C交流伺服驱动器重要参数设置（以本装置配套驱动器、电机及其接线为准）。
参数号
参数说明
参数设置
Cn001
控制模式选择：
0 转矩控制
1 速度控制
2 位置控制(外部脉冲命令)
3 位置/速度控制切换
4 速度/转矩控制切换
5 位置/转矩控制切换
6 位置控制(内部位置命令)
图2-22 东元电机结构如图
在伺服电机安装时可水平安装也可以垂直安装，但在安装时一定要注意：
1、水平安装：为避免水、油等液体自电机出线端流入电机内部，请将电缆出口置于下方。
2、垂直安装：若电机轴朝上安装且附有减速机时，须注意并防止减速机内的油渍经由电机轴心，渗入电机内部。
3、轴心的伸出量需充分，若伸出量不足时将容易使电机运动时产生振动。
1
Cn002.1
接点辅助功能—输入接点CCWL和CWL功能选择：
0：由输入接点CCWL和CWL控制CCW和CW驱动禁止。
1：不使用输入接点CCWL和CWL控制CCW和CW驱动禁止，忽略CCW和CW驱动禁止功能。
1
Cn005
编码器信号分周输出：
分周处理表示将马达的编码器旋转一转所出现的脉波信号个数转换成Cn005预设的脉波信号个数。
4、安装及拆卸电机时，请勿用榔头敲击电机，否则容易造成电机轴心及后方编码器损坏。
随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用全数字式交流伺服电机作为执行电动机。在控制方式上用脉冲串和方向信号实现。
一般伺服都有三种控制方式：速度控制方式，转矩控制方式，位置控制方式。
实验五 步进电机单轴定位控制实验
方向信号 (a) 脉冲＋方向 (b) 正脉冲＋负脉冲 实验五 步进电机单轴定位控制实验一、实验目的1. 学习和掌握步进电机及其驱动器的操作和使用方法；2. 学习和掌握步进电机单轴定位控制方法；3．学习和掌握PLC 单轴定位模块的基本使用方法。
二、实验原理步进电动机是一种将电脉冲信号转换为相应的角位移或直线位移量的机电执行元件，即步进电动机输入的是电脉冲信号，输出的是角位移或直线位置。
每给一个脉冲，步进电动机转动一个角度，这个角度称为步距角。
运动速度正比于脉冲频率，角位移正比于脉冲个数。
步进电动机典型控制系统框图如图1-2-9所示。
图1-2-9 步进电动机典型控制系统框图位置控制单元可根据需要的频率和个数以及设定的加减时间控制步进电动机运动。
由于步进电动机需要正反转运动，因此定位单元的输出脉冲形式有“脉冲＋方向”和“正脉冲＋负脉冲”两种，它们均可控制步进电动机正反转运动。
输出脉冲形式通过参数设定来选择。
其脉冲形式如图1-2-10所示。
图1-2-10 定位模块的两种输出脉冲形式频 率 （HZ ） 脉冲数（PLS ） f 1S 2 S 3S 1由于步进电动机的电磁惯性和所驱动负载的机械惯性，速度不能突变，因此定位模块要控制升降频过程。
步进电机升、降频过程如图1-2-11。
一般情况下，S 2＝S 3。
图 1-2-11 步进电机升、降频示意图其中：f 1——设定的运行频率，应小于步进电动机的最高频率；S 1——设定的总脉冲个数；S 2——升频过程中脉冲个数，由加速时间和运行频率确定；S 3——降频过程中脉冲个数，由减速时间和运行频率确定。
步进电动机驱动器将位置定位模块的输出脉冲信号进行分配并放大后驱动步进电动机的各相绕组，依次通电而旋转。
驱动器也可接受两种不同形式的脉冲信号，通过开关来选择，定位模块和驱动器的脉冲形式要相同。
另外，为了提高步进电动机的低频性能，驱动器一般具有细分功能，多个脉冲步进电动机转动一步，细分系数一般为1、2、4、8、16、32等几种，通过拨码开关来设定。
交流伺服电机控制接线图
交流伺服电机控制接线图在工业自动化领域中，交流伺服电机控制是一种常见且重要的控制方式。
通过正确的接线方式，可以实现对伺服电机的精确控制，从而提高生产效率和产品质量。
接下来将介绍交流伺服电机的控制接线图及其相关内容。
1. 伺服电机接线原理伺服电机是一种能够精确控制位置、速度和转矩的电机，其原理是通过加速、减速和定位控制来完成各种运动任务。
在控制伺服电机时，需要正确连接电源、编码器、控制器等部件，才能实现预期的运动控制效果。
2. 伺服电机控制接线图示例下图为交流伺服电机的简化控制接线图示例：+----------+ +-------------+ +---------------------+ +----------+| 电源输入+------+ 电机控制器+------+ 伺服电机 +------+ 电源输出 |+----------+ +-------------+ +---------------------+ +----------+3. 接线图解析•电源输入：将外部电源接入电机控制器，提供工作电压和电流。
•电机控制器：接收来自外部信号的控制指令，控制电机的运动。
•伺服电机：根据电机控制器的指令，精确控制自身的位置、速度和转矩。
•电源输出：将经过控制的电流输出给伺服电机，驱动电机执行相应的运动任务。
4. 接线注意事项•接线前需确认电源和信号线路连接正确，避免短路和反接等问题。
•选择合适的电源和控制器，以确保伺服电机正常工作。
•定期检查接线是否松动或损坏，确保设备正常运行。
通过正确连接交流伺服电机的各个部件，可以有效实现对电机的精确控制，提高生产效率和产品质量，为工业自动化提供有力支持。
以上是关于交流伺服电机控制接线图的简要说明，希望对您有所帮助。
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w
P1
P2
CNP3
P
再生选件
C
CNP2
D
L11 L21
240VDC电源
CN1
DICOM 20 DOCOM 46
CN2
1 P5 2 LG 3 MR 4 MRR 7 MD 8 MDR
9 BAT
编码器Z相脉冲 （差动线驱动器）
编码器A相脉冲 （差动线驱动器）
编码器B相脉冲
（差动线驱动器） 控制公共端 编码器Z相脉冲
DICOM 21
RA1
ALM 48
RA2
ZSP 23
RA3
TLC 25
RA4
RD
49
RA5
SA
24
P15R 1
TLA 27
LG
28
VC
2
SD PLATE
CN5
1 VBUS 2 D3 D+ 5 GND
SHELL SHIELD
USB
VBUS DD+
GND
SHIELD
监控输出
最大+1mA双向示波器
CN6
（±10V输出）
交流调速系统及应用
无锡职业技术学院
黄麟
模块五 实现伺服电动机位置控制
项目六 实现伺服电机闭环位置控制
模块五:实现伺服电动机位置控制
项目六 实现伺服电机闭环位置控制
伺服电动机及伺服驱动器
模块五:实现伺服电动机位置控制
直流伺服电动机
一、伺服电动机
交流伺服电动机
伺服电动机又称为执行电动机，在自动控制 系统中作为执行元件。它将输入的电压信号转变 为转轴的角位移或角速度输出，改变输入信号的 大小和极性可以改变伺服电动机的转速与转向， 故输入的电压信号又称为控制信号或控制电压。
无刷直流电机结构原理图
+
A
B'
C'
电动机
位置 传感器
-
C
B
A'
电子 开关线路
V1
V2 V3
绕阻里电流的通、断和方向的变化是通过电子换向电路实现的
和普通直流电机一样，无刷直流电机转矩的获得也是通过改变相应电枢线圈 电流在不同极下时的方向，从而使转矩总是沿着一个固定的方向。为了实现
这一点，必须有位置传感器，传感并确认磁极与绕组之间的相对位置
模块五:实现伺服电动机位置控制
直流电源
控制器
电动机 输出
位置传感器
无刷直流电机构成框图
三相三状态BLDCM 原理
传感器：H1=1 H2=0 H3=1 导通相：B
模块五:实现伺服电动机位置控制
传感器：H1=1 H2=0 H3=0 导通相：B
传感器：H1=1 H2=1 H3=0 导通相：C
传感器：H1=0 H2=1 H3=0 导通相：C
3 MO1 1 LG 2 MO2
A
监控输出1
10k
A
监控输出2
10k
转 矩 控 制 操 作
模块五:实现伺服电动机位置控制
电源 三相 AC220-230V
请构成在报警和异常停止时切断 MC的联控回路
NFB
MC
功率改善 直流电抗 器FR-BEL （选件）
伺服放大器 MR-J3-A
L1
u
L2
v
L3 N
CNP1
PULSE F-
□□14 □□14 □□14 □□14 □□14
PULSE R+ □□14
PULSE R- □□14
PG05 □□14
PG05 COM □□14
公共终端
再生选件
C
CNP2
D
L11 L21
CN1
DICOM 20
DOCOM 46
CR
41
OPC 12
RD
49
PP
10
PG
11
NP
35
NG
36
LZ
8
LZR
9
LG
3
CN2
1 P5 2 LG 3 MR 4 MRR 7 MD 8 MDR 9 BAT PLATE SD
CN3
5 SDP 4 SDN 3 RDP 6 RDN 1 LG
QD750
编码器A相脉冲 （差动线驱动器）
编码器B相脉冲 （差动线驱动器）
控制公共端 编码器Z相脉冲
（差动线驱动器）
LA LAR LB LBR LG OP P15R SD
4 5 6 7 34 33 1 PLATE
7 LG 8 TRE
CN4
1 BAT 2 LG
伺服电机
HF-KP系列
u
v
w
SM
240VDC
B1
Z B2
电磁制动
EMG 当伺服ON信号变为OFF 以及有报警信号时断开
RS-422
RDP RDN SDP SDN GND GND
P5 LG
MR 编 MRR 码 MD 器
（差动线驱动器）
LZ LZR LA LAR LB LBR LG OP P15R SD
8 9 4 5 6 7 34 33 1 PLATE
PLATE SD
CN3
5 SDP 4 SDN 3 RDP 6 RDN 1 LG 7 LG
8 TRE
伺服电机
HF-KP系列
u
v
w
SM
电磁制动
B1
240VDC
Z B2
EMG
其最大特点是：有控制电压时转子立即旋转， 无控制电压时转子立即停转。
模块五:实现伺服电动机位置控制
控制相
M(t)
u(t)
M
J
Ө(t)
T 1
f
2
固定相
n nm n0
两相伺服交流电机结构原理图 1-两相交流伺服电动机的机械特性；
2-普通异步电动机的机械特性 交流异步电机的机械特性
模块五:实现伺服电动机位置控制
6 RDN 1 LG
SDN GND
SD PLATE
7 LG
GND
8 TRE
紧急停止 伺服接通
复位 速度选择1 速度选择2
正转开始 反转开始 正转行程末端 反转行程末端
故障 零速检测 转矩限制有效
准备就绪 速度到达
上限设定 模拟转矩限制 +10V/最大转矩
上限设定 模拟速度限制 +10V/额定速度
EMG 42 SON 15 RES 19 SP1 41 SP2 16 ST1 17 ST2 18 LSP 43 LSN 44 DOCOM 47
BAT
编码器Z相脉冲 （差动线驱动器）
编码器A相脉冲 （差动线驱动器）
编码器B相脉冲
（差动线驱动器） 控制公共端 编码器Z相脉冲
（差动线驱动器）
LZ
8
PLATE SD
SD
LZR
9
LA
4
LAR
5
CN3 RS-422
5 SDP
RDP
LB
6
4 SDN
RDN
LBR
7
3 RDP
SDP
LG
34
OP
33
P15R 1
10k
A
监控输出2
10k
速 度 控 制 操 作
电源 三相 AC220-230V
模块五:实现伺服电动机位置控制
请构成在报警和异常停止时切断 MC的联控回路
NFB
MC
伺服放大器 MR-J3-A
CNP3
伺服电机 HF-KP系列
功率改善 直流电抗 器FR-BEL （选件）
L1
u
L2
v
L3 N
CNP1
w
P1
MDR BAT SD
紧急停止 伺服接通
复位 比例控制 转矩限制选择 正转行程末端 反转行程末端
故障 零速检测 转矩限制有效 定位完成
上限设定 模拟转矩限制 +10V/最大转矩
EMG 42
SON 15
RES 19
PC
17
TL
18
LSP 43
LSN 44
DOCOM 47
DICOM 21 ALM 48 ZSP 23 TLC 25 INP 24
S
场方向
N V
电流的磁场方向
通电顺序：100110->100101->101001->011001>011010->010110
V
U
模块五:实现伺服电动机位置控制
二、伺服驱动器
三种控制模式 位置控制模式 速度控制模式 转矩控制模式
模块五:实现伺服电动机位置控制
定 位 控 制 操 作
模块五:实现伺服电动机位置控制
传感器：H1=0 H2=1 H3=1 导通相：A
传感器：H1=0 H2=0 H3=1 导通相：A
传感器：H1=1 H2=0 H3=1 导通相：B
模块五:实现伺服电动机位置控制
旋转
1
Tr 1
方向
U
指令 Tr
2
6
Tr 3
V
Tr 4
T6
光
T1
T3
T2
T2
T5
Tr 5
W Tr 6
W
电流的磁
W 旋转磁 场方向
控制方式
可采用下列三种方法来控制伺服电动机的转速高 低及旋转方向。
（1）幅值控制 保持控制电压与励磁电压间的 相位差不变，仅改变控制电压的幅值。
（2）相位控制 保持控制电压的幅值不变，仅 改变控制电压与励磁电压间的相位差。
（3）幅-相控制 同时改变控制电压的幅值和 相位。
模块五:实现伺服电动机位置控制