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　3、伺服单元 　　 　　2003年美国IR公司推出单芯片速率伺服控制系统，它内部包括：电机矢量FOC控制器、电流PI调节器、速度PI调节器、SVPWM调制器、传感器接口、SPI和并行通信接口等。IR公司推出的单芯片速率伺服控制系统的最重要特点是，允许用户对上百种参数进行实时的和初始化给定。下图所示速率伺服控制系统是我们利用IR公司芯片构建的应用系统。 　　我们在伺服控制系统方面有几十年的积累，并通过与美国IR公司、美国AD公司等的合作研制出具有自主知识产权的单芯片高精度运动控制系统方案。 　　该技术在一片FPGA中实现了FOC控制器、电流PI调节器、速度PI调节器、位置PID调节器、速度前馈控制器、IIR滤波器、SVPWM调制器、梯形速度轨迹生成器、位置指令处理器、监控与保护环节、通讯模块、寄存器堆等所有伺服控制模块，并且在内部集成了CPU，可以完成键盘、显示及外部通讯控制，为真正的数字可编程片上系统(SOPC)。 　　由于所有控制算法均用硬件实现，所以伺服控制器可以达到相当高的性能，其电流环与速度环采样频率均可达到20kHz，位置环采样频率可达10kHz以上，频率指标主要由芯片本身性能限制。通过上位机可以访问所有内部寄存器，能实现各种控制目的。所有参数可以进行在线修改，包括开关频率、死区时间、调节器参数、滤波器参数等。适应于PMSM、IM、BLDCM等不同电机的驱动控制，并兼容霍尔传感器、增量式/绝对式码盘、磁编码器、旋转变压器等各类传感器接口信号。可以接收脉冲指令、模拟指令以及数字指令等各种输入信号，并可通过上位机或控制面板完成所有操作功能。具有控制器识别码接口，易于实现多轴控制。 　　这种单片控制器大大减少了系统体积，提高了抗干扰性，加上完善的保护措施，保证了系统运行的可*性。 　　4、伺服组件 　　伺服组件指：由伺服电动机、机械减速或耦合机构、伺服控制器、传感器等组成的一体化伺服机构。例如：光驱主轴驱动模块、机器人的关节、汽车电动助力机构等等。对组件的基本要求是：体积小、重量轻（即高密度），一体化独成系统，互换性、可复用性和高可*性等等。伺服组件是我们的重要研究方向。其中三轴和四轴组件更有特色，这些多轴伺服控制器通常可以由一个FPGA运动控制IP核来实现。另外，伺服组件中的电磁兼容、热分析与设计非常重要。 　　5、微小型CNC加工中心 　　 　　CNC加工中心是伺服控制技术的大集成。小型CNC加工中心系统由轻巧型机床主体、高密度交流伺服电机、高精度编码器、伺服单元和基于DSP+PC的数控系统五大部分组成，其显著特点是拥有轻巧的外型，除采用自动虚拟刀库外，具有常规CNC加工中心的功能和性能指标。与常规的CNC加工中心相比，该多轴加工系统具有更高的运行效率和更低的使用成本，在操作方便性、产品价格以及功能重组等许多方面都具有竞争力。它是一种能满足计算机数字控制、自动化作业、高精度加工等普遍需求的普及型产品，是生产、教学、个人创造和劳动的有力助手。CNC加工中心是伺服控制技术应用的典范。 　　小型CNC加工中心的XYZ运动轴的分辨率0.001 (mm)，重复精度0.01 (mm)，主轴（速率控制）转速24000rpm，连动轴数4或5，支持DNC、 AUTO、EDIT等工作方式，支持G代码及 Mastercam、 AutoCAD、 Pro/E 等加工数据。
编辑本段伺服控制的方式
　　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。
1、转矩控制
　　转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。 　　应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。
2、位置控制
　　位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。应用领域如数控机床、印刷机械等等。
3、速度模式
　　通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。
4、伺服的三个环控制
　　伺服一般为三个环控制，所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。最内的PID环就是电流环，此环完全在伺服驱动器内部进行，通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流，负反馈给电流的设定进行PID调节，从而达到输出电流尽量接近等于设定电流，电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。 　　第2环是速度环，通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈PID调节，它的环内PID输出直接就是电流环的设定，所以速度环控制时就包含了速度环和电流环，换句话说任何模式都必须使用电流环，电流环是控制的根本，在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流（转矩）的控制以达到对速度和位置的相应控制。 　　第3环是位置环，它是最外环，可以在驱动器和电机编码器间构建也可以在外部控制器和电机编码器或最终负载间构建，要根据实际情况来定。由于位置控制环内部输出就是速度环的设定，位置控制模式下系统进行了所有3个环的运算，此时的系统运算量最大，动态响应速度也最慢。
5、三种控制方式的对比
　　如果对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。 　　如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。 　　就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。 　　对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率（比如大部分中高端运动控制器）；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。
风机、泵类专用变频器 Varispeed E7系列（三相400V级）
型号
CIMR-E7B4011
CIMR-E7B4015
CIMR-E7B4018
CIMR-E7B4022
CIMR-E7B4030
CIMR-E7B4037
CIMR-E7B4045
CIMR-E7B4055
CIMR-E7B4075
CIMR-E7B4090
CIMR-E7B4110
CIMR-E7B4132
CIMR-E7B4160WF5-60B416
WF30-95B416
KT10W-2P1115
KT10W-2N1115
KT8W-P111C
KT8W-N111C
KTH5W-P1216D
KTH5W-N1216D
KT5W-2P1116
KT5W-2N1116
KT5W-2P1113
KT5W-2N1113
KT5W-2P1213
KT5W-2P1113S24
KT5G-2P1111
KT5G-2P1121
KT5G-2P1211
KT5G-2P1221
KT5G-2P1311
KT5G-2P1321
KT5G-2N1111
KT5G-2N1211
KT5G-2N1311
KT5G-2N111S16
KT5G-2P1112
KT5G-2N1112
KT5G-2P1212
KT5G-2N1212
KT5G-2P1114
KT5G-2N1114
KT5W-2P1116
KT5W-2N1116
KT5L-P3611
KT5L-N3611
KTL5G2-P11
KTL5G2-N11
KT3W-P1116
KT3W-N1116
KT3G-P1116
KT3G-N1116
KT2R-2B3711
KT2G-2B3711
KT2G-2B3721
KT6W-P5116
KT6W-P6116
KT6W-N5116
KT6W-N6116
KT1M-P1
KT1M-P2
LUT2-P1116
LUT2-N1116
CSL1-P11
CSL1-N11
CS81-P1112
CS81-P3612
CS84-P1112
CS84-N1112
　
　
　
　
　
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WT4-2N132
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WT27-2F440
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WT12-2P130
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WL12-2P430
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NT6-03022
KT5W-2N1116
NT6-04012
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WT9-2N130
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WT9-2P330
WT9-2P430
WT9-2P410
WT9-2P130
WT9-2P141

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