如何實(shí)現(xiàn)伺服自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論文資料說明

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速提高，對(duì)工業(yè)現(xiàn)代化控制要求也是越來越高，精確控制已經(jīng)深入到現(xiàn)代化工業(yè)控制的各個(gè)環(huán)節(jié)，伺服自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)入國內(nèi)后，迅速得到快速的發(fā)展和普及。伺服電機(jī)作為現(xiàn)代自動(dòng)化控制必不可少的部分，對(duì)現(xiàn)代化控制具有很高的水平，其中有六種控制模式，位置控制模式（P）、速度控制模式（S）、轉(zhuǎn)矩控制模式（T）、位置和速度控制模式（PS）、位置轉(zhuǎn)矩控制模式（PT）、速度轉(zhuǎn)矩控制模式（ST）。本文重點(diǎn)介紹伺服自動(dòng)化系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化中的控制應(yīng)用，使用軟件及其編程思路，以及利用定位模塊對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)工件傳遞和翻轉(zhuǎn)，以制造業(yè)的一個(gè)部件制造為例子，由原來的電機(jī)抱閘控制改造為伺服控制，原來的控制模式經(jīng)常出現(xiàn)廢品，由于制造材料為鈦合金，造價(jià)較高，出現(xiàn)廢品就意味著大量的產(chǎn)品損失和其他工序的無用功，即對(duì)成本進(jìn)行增加，加工效率也無法提高，因此采用伺服控制，減少廢品，提高效率。伺服系統(tǒng)和 PLC 定位模塊及其伺服系統(tǒng)和 PLC 運(yùn)動(dòng)控制器也是現(xiàn)代化精確控制的比不可少的部門，要實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制和精確運(yùn)動(dòng)控制的最佳解決方案也是利用上述的方案。論文的后面還有后續(xù)實(shí)現(xiàn)過程的問題和實(shí)現(xiàn)的方法進(jìn)行論述，對(duì)原有的控制模式和硬件的實(shí)現(xiàn)都有較大的改動(dòng)，改造費(fèi)用在 2 萬元左右，但是每個(gè)月減的廢品的價(jià)值在 10 萬元左右，應(yīng)該是改造后的應(yīng)用也是較為成功的，每個(gè)月減少廢品率 10%左右。

　　伺服自動(dòng)化控制的研究現(xiàn)狀在機(jī)電設(shè)備中伺服系統(tǒng)具有重要的地位的控制方式，下面簡(jiǎn)單說明伺服電機(jī)的發(fā)展歷史： （1） 直流伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了由液壓到電氣的過程。基于該類型轉(zhuǎn)換成直流電伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（DC）和交流伺服系統(tǒng)（AC）伺服系統(tǒng)。 20 世紀(jì) 50 年代，無刷電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)物，并在計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備及機(jī)器獲得了廣泛的應(yīng)用范圍。 70 年是一個(gè)直流伺服電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛的時(shí)代［2］ 。 （2）交流伺服系統(tǒng) 從上世紀(jì) 70 年代末到 80 年代初，隨著微處理器技術(shù)，大功率高性能半導(dǎo)體功率器件技術(shù)和電機(jī)永磁材料和具有成本效益的制造工藝，交流伺服技術(shù)的日益發(fā)展 - 交流伺服電機(jī)和交流伺服控制系統(tǒng)逐漸成為主導(dǎo)產(chǎn)品。交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)成為了基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)之一，并將逐步取代直流伺服系統(tǒng)［3］ 。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)的類型使用交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，有兩個(gè)主要的類別：永磁同步（SM 型）的交流伺服電機(jī)的系統(tǒng)和異步感應(yīng)（IM 型） AC 伺服馬達(dá)系統(tǒng)。其中，永磁同步電動(dòng)機(jī)交流伺服系統(tǒng)在技術(shù)上已經(jīng)完全成熟，具有很好的低速性能，并實(shí)現(xiàn)高速弱磁控制，拓寬了系統(tǒng)的調(diào)速范圍，以滿足高要求高性能伺服驅(qū)動(dòng)器。并以較低的價(jià)格和性能的永磁材料的大幅增加，其在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用將越來越廣泛，已經(jīng)成為主流的交流伺服系統(tǒng)。異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)交流伺服系統(tǒng)，由于異步感應(yīng)電機(jī)堅(jiān)固耐用，易于制造，價(jià)格低廉，因此具有良好的發(fā)展前景，代表伺服技術(shù)的未來發(fā)展方向。但由于系統(tǒng)采用矢 2 量控制，相對(duì)的永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服控制系統(tǒng)更加復(fù)雜，并且有低的速度運(yùn)行時(shí)也效率低下，發(fā)熱和嚴(yán)重的技術(shù)問題需要克服，還沒有被廣泛使用。執(zhí)行器系統(tǒng)一般是普通三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，功率轉(zhuǎn)換器件通常采用智能功率模塊 IPM 。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能，可閉環(huán)位置和速度控制。隨之而來的是三相交流電流控制可以有效地提高逆變器電流的響應(yīng)速度，并且可以限制瞬時(shí)電流，從而促進(jìn) IPM 的安全性。速度環(huán)和位置環(huán)可以用單片機(jī)來控制，使控制策略的控制，以實(shí)現(xiàn)更高的性能。如果電流調(diào)節(jié)器部分，用于三交流電流環(huán)路比例調(diào)節(jié)器充分控制的比例系數(shù)應(yīng)該確保系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生盡可能多的從振蕩較大，使得控制三相 AC 感應(yīng)電機(jī)的電流的幅度，相位和頻率設(shè)定值立即快速變化，從而實(shí)現(xiàn)快速的電壓逆變器電流控制。目前的使用比例控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能良好，并限制電機(jī)電流的快速和可靠的制動(dòng)電流等諸多優(yōu)點(diǎn)跟隨。