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振动电机系统的内部结构研究

文章作者:admin发布时间:2014-04-12 11:35浏览次数:

振动电机又称执行电 动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三 相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。

        交流振动电机在没有控制电压时,定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子静止不动。当有控制电压时,定子内便产生一个旋转磁场,转子沿旋转磁场的方向旋 转,在负载恒定的情况下,电动机的转速随控制电压的大小而变化,当控制电压的相位相反时,振动电机将反转。振动电机的运行模式分为:

(1)位置控制:振动电机的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。

(2)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。本文中“协作”系统选择速度模式,通过检测振动电机的转速和外力力矩,再由PLC控制器进行速度 控制。

(3)转矩控制:振动电机的转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的赋值来设定电机轴输出转矩的大小。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。交流伺服系统是一个参数时变、强稱合、多变量的非线性系统,一方面要求其快速跟踪性好,另一 方面要求其稳定性高。

        由于振动电机的PID控制器结构简单、稳定性好、可靠性高,所以交流伺服系统的控制器一般都采用PID控制。对于受控对象结构和参数已知的场合,通过合理 的调整PID控制器参数,便可以获得很好的控制效果;但是,其参数不易在线调整,所以对一些复杂并且参数时变并受随机干扰影响的系统,其参数往往整定不 好、性能欠佳,对运行工况的适应性差,难以获得满意的控制效果。因此,振动电机选择模糊PID控制,综合模糊控制和PID的优点。