多轴伺服控制器的片上系统设计

针对数字伺服控制算法及片上系统集成技术的问题,依据矢量控制和伺服系统设计理论,建立了磁场定向矢量控制器、速度控制器和位置控制器等高性能IP核模型,开发了坐标变换、速度测量、SVPWM、反时限保护、PID调节器、电子齿轮、前馈控制及滤波器等关键算法模块,详细规划了各模块的调度时序。在此基础上,进一步集成了RISC微处理器模块,并采用时分复用设计方法,在FPGA工艺平台中最终实现了多轴伺服控制器片上系统。实验结果表明,该芯片能够接收脉冲命令、模拟命令或数字命令,既可以工作在位置控制模式,也可以配置为速度伺服或力矩驱动模式,每个轴的运行是相对独立的,并且控制参数在线可编程。     

多类型伺服的混合二轴伺服控制平台

介绍了由步进伺服和交流伺服构成的混合二轴伺服控制实验平台.以PMAC多轴运动控制卡作为下位控制器,实现对伺服系统的实时控制;以PC为上位计算机,实现对伺服控制系统的指令控制和数据读取;利用VB编写人机界面对控制平台进行监测和控制.该平台为开放式数控平台,人机界面友好,可实现对不同类型电机的伺服控制,多电机的协调控制,混合多类型伺服电机的控制.该伺服平台的开发,可用于实验教学和科研实验.     

两轴伺服控制的绕线机系统

介绍了一种基于交流伺服控制的绕线机系统,该系统主要由DSP TMS320LF2407、高性能运动控制芯片IRMCK201和步进驱动构成,详细描述了硬件实现和软件设计流程.研制的系统具有低速平稳、定位迅速准确,速度相对误差小等特点,通过交流伺服电机与步进电机的协调工作使绕线机绕线紧密、整齐,绕线质量得到提升.     

伺服控制片上系统研究的几个关键问题

伺服控制片上系统研究的关键问题包括基础算法和控制策略的硬件逻辑模型、位置与速度测量系统的硬件逻辑模型、各种控制接口和协议的硬件逻辑模型、嵌入式微处理器以及系统级集成技术等问题。本文对这些问题进行详细阐述。     

全数字化高精度交流伺服控制技术（1）

自1885年交流异步电动机问世以来,它在任何一个国家的生产活动中都占据了重要地位。据统计,世界发电总量的60 %被各类电动机所消耗,其中交流异步电动机就占总动力负载中的85%。三相交流异步电动机具有结构简单、牢固耐用、经济可靠、易于组织工业生产等优点,但如何提高其调速性能,尤其是高精度伺服控制方面,长期以来技术上一直未取得根本突破,使得交流异步电动机的应用受到较大的限制。随着微电子、计算机与电力电子功率半导体技术的飞跃发展,对交流异步电动机实现伺服控制成为可能。使传统的交流异步电动机在发挥其固有优势的基础上,大大扩展了自身的应用领域。本刊连载《全数字化高精度交流伺服控制技术》一文。     

永磁交流直线电机直接驱动伺服控制技术

以高效率和高精度为基本特征的高速加工技术促进了直线电机直接驱动技术在高速加工中心中的应用。文章分析了高速加工与直线电机的关系，以及国内外的直线电机及其伺服控制技术的发展状况，提出了直线电机及其全数字化直接驱动伺服控制器的设计方法。     

全数字化高精度交流伺服控制技术（三）——伺服电梯开门机系统

交流异步伺服控制器,能对异步电机的非线性、多变量、强耦合的时变参数系统有效控制,使有近120年历史的异步电机焕发新机。众所周知,三相/单相异步电机免维护、价格低、制造工艺相对要求不高,使用寿命长等优点。20kw以上的主流电机均是三相异步电机占80%的份额,占电功率总量的65%左右。随着电力电子技术和微电子技术的迅速发展,高性能的交流异步电机控制系统的出现,性能得到改善,成本在逐年下降。今后,它几乎将在所有工业应用领域中取代直流电机控制系统。     

三轴四自由度定位系统的步进电机伺服控制设计

介绍一种专门为地球物理实验而设计的定位系统的步进电机伺服控制。定位系统的伺服组件由转换器、主控器、驱动器及步进电机构成。同时对定位系统的编程控制和电磁屏蔽进行了论述。     

无位置传感器交流电机动态磁通转矩伺服控制

简述交流电机动态磁通转矩控制的基本工作原理，提出了基于定子磁链比值法的位置观测器以及相应的磁通观测模型。由于这一方案无需进行参数辨识，计算简单，因此适合应用于无位置传感器的交流电机磁通转矩伺服控制     

基于DSP的全数字交流位置伺服控制系统

提出一种基于数字信号处理器(DSP)的全数字交流位置伺服控制系统。该系统充分利用了DSP周边接口丰富、运算速度快的特点。使所设计的系统硬件简单。实验结果表明。系统结构紧凑，具有良好的动态和静态特性。     

基于矢量控制的高性能交流电机速度伺服控制器的FPGA实现

提出了一种全数字化的基于电流矢量控制算法的交流电机速度伺服系统控制器的硬件设计方案，并在一片现场可编程门阵列FPGA中得到了具体验证和实现。该方案综合运用了矢量控制算法、M／T测速算法、PI调节算法、SVPWM算法以及EDA设计方法学等，在速度伺服或位置伺服等高性能运动控制系统中有重要的应用价值。所设计的控制器集成电路提供了标准的主机通信接口，可以对各种控制参数进行在线调整，其电流环和速度环的采样频率均可以达到20kHz以上。实验结果表明，该控制器在低速与高速运行状态下均能获得良好的动态和静态性能，其可控转速范围为0．2—10000r／min。     

超声电机伺服控制技术研究进展

超声电机伺服控制技术还不够成熟.对目前超声电机伺服控制使用的各种控制器进行了对比分析.得出用DSP作为控制器构建伺服控制系统,或用FPGA/CPLD开发专用的超声电机控制系统.将是超声电机控制系统的首选.分析了超声电机3种控制变量的控制特点及其与控制目标的关系,并对超声电机现有的各种控制用数学模型和控制策略进行了分析.指出结合调频调相调幅等多种控制方式,综合多种先进控制策略的优点,实现超声电机的速度、位置、能量转换效率和电机寿命等多目标优化控制,将是超声电机伺服控制的发展方向.     

《交流伺服控制系统》系列讲座（五）第5讲交流伺服系统的全数字硬件化过程的相关问题

交流伺服系统目前正向全数字化、微型化和智能化的方向发展,然而通过分析目前较为常用的伺服控制器可以发现,通常采用DSP／MCU＋ASIC／FPGA方案来实现电机伺服控制。在此种方案中,ASIC／FPGA通常被用作接口和粘合逻辑,如通讯接口、码盘接口,PWM信号接口等,此种方案与MCU／DSP方案并无本质区别,仍用DSP／MCU来实现整个电机伺服控制算法。     

高性能全数字交流主轴伺服驱动系统设计

介绍一种全数字控制的高性能交流主轴伺服驱动系统。该系统以数字信号处理器ADMC401为控制电路核心,采用先进的智能功率模块作为功率开关元件组成交—直—交电压型逆变器。控制算法采用转差频率式矢量控制,并设计了较为完善的检测与保护电路。实验结果表明,该系统具有良好的静态和动态性能。     

感应电机伺服驱动系统自适应控制研究

针对传统感应电动机伺服驱动系统的位置与速度外环PI控制的结构复杂、双闭环耦合及对参数等不确定性扰动鲁棒性差的问题,在直接转矩控制理论将感应电动机的转矩与磁链解耦的基础上提出了基于动态神经网络的自适应控制方案,简化了控制系统结构,它可随着伺服驱动系统的运行工况而改变控制系统的结构参数,大大提高了伺服驱动系统对参数变化的鲁棒性,同时,也较好地改善了伺服驱动控制系统的动态及稳态性能。最后通过实验验证了该控制系统的有效性和可行性。     

具有单轴控制功能的同步交流伺服驱动装置

本文重点介绍一种新型的同步交流伺服驱动装置。该装置主要的特点是,将在自动控制领域应用广泛的单轴控制功能整合到装置内部,使该装置自身具有一定的控制功能,在要求精确定位的单轴控制系统中,可以达到简化控制系统,提高系统可靠性及降低系统造价等要求。     

IRMCF343伺服控制芯片在变频空调中的应用

运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制单元。本文提出了一种基于国际整流公司IRMCF343伺服控制芯片的变频空调设计方案。介绍了IRMCF343芯片的结构、特性及使用方法,并结合变频空调的具体应用,从硬件电路和软件流程方面给出了具体的设计方法。     

基于TMS320F2812的多轴伺服控制系统的设计与实现

基于最新的DSP控制技术、嵌入式智能化、全数字化、网络化的控制思想,采用THS320F2812设计了多轴伺服运动控制板,采用RS232/485或CAN网络通讯,在单轴或多轴运动控制系统中可以单独或主从运行,利用高级语言编程,灵活设置电机参数及控制参数,同时能够组成位置、速度以及电流的三环实时控制系统。可以控制和驱动不同类型的电机:直流有刷、无刷电机、交流无刷伺服电机及感应、步进单机;反馈装置可以为编码器、霍尔传感器、测速发电机等。本设计具有接口丰富、功能强大、实时性高、控制方便、可靠性高的特点。     

全电动平板硫化机伺服控制系统解决方案

据我国橡胶行业统计,2006年我国生产平板硫化机7000多台,其中自开模和抽真空平板硫化机仅占2%左右,发泡用平板硫化机占2.5%左右,其余大多为普通平板硫化机。预计,今后中低档设备只会维持原来水平,而高档次的硫化设备将会有一个大的发展。为此,北京化工大学英兰实验室开发了第一台全电动平板硫化机试验机。现有的以液压为动力的平板硫化机比以伺服电机为动力具有功耗高、噪音大、污染环境、反应时间长等缺点。全电动平板硫化机将会是一个新的发展方向,是一种绿色环保设备。