由于直流伺服電機(jī)響應(yīng)速度快，低速平穩(wěn)，調(diào)速范圍寬，常被用來進(jìn)行精確調(diào)速和位置控制，在工業(yè)、國防和民用等領(lǐng)域，尤其是在火炮穩(wěn)定系統(tǒng)、艦載平臺(tái)、雷達(dá)天線、機(jī)器人控制等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。雖然交流伺服電機(jī)的發(fā)展速度很快，但是在這些領(lǐng)域中，仍然很難替代直流伺服電機(jī)。
常規(guī)直流調(diào)速系統(tǒng)由速度環(huán)和電流環(huán)兩大反饋環(huán)組成，速度閉環(huán)由速度測量儀、電流傳感器(霍爾器件)和模擬電路組成。在現(xiàn)代數(shù)字直流伺服控制中，采用高速數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，直接采集速度和電流信號(hào)，通過軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字比較、數(shù)字調(diào)節(jié)運(yùn)算(數(shù)字濾波)、數(shù)字脈寬調(diào)制等多種功能，以達(dá)到精確控制速度的目的。兩者比較，模擬調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可靠性高，但調(diào)試復(fù)雜，因?yàn)槠潆娐穮?shù)的修改往往需要在硬件上進(jìn)行修改；而數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，但調(diào)速精度高，調(diào)試過程也比較容易，而且調(diào)速系統(tǒng)的性能可通過軟件控制。
本文介紹了一種方法，介于模擬調(diào)速和數(shù)字調(diào)速兩者之間，即利用可編程模擬器件(ISPPAC10)來實(shí)現(xiàn)模擬調(diào)速系統(tǒng)，該系統(tǒng)的電路參數(shù)可以通過軟件來調(diào)節(jié)，同時(shí)也可以用所建立的系統(tǒng)模型來仿真。應(yīng)用該方法對(duì)原直流調(diào)速機(jī) CCD攝像機(jī)自動(dòng)變焦系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，取得了良好的效果。
模擬調(diào)速系統(tǒng)一般由兩個(gè)閉環(huán)組成，即速度閉環(huán)和電流閉環(huán)。為了使它們協(xié)調(diào)發(fā)揮作用，系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)速度和電流。這兩個(gè)反饋閉環(huán)在結(jié)構(gòu)上是一一嵌套的。這就是所謂的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，它具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。
在模擬調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試過程中，由于電機(jī)的參數(shù)或負(fù)載的機(jī)械特性與理論值相差較大，往往需要通過頻繁更換R、C等元件來改變電路參數(shù)，以獲得預(yù)期的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。這樣做很麻煩。如果穩(wěn)壓電路由可編程的模擬器件組成，那么增益、帶寬甚至電路結(jié)構(gòu)等系統(tǒng)參數(shù)都可以通過軟件修改，非常方便調(diào)試。
模擬電路可以用可編程模擬器件輕松設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。利用他設(shè)計(jì)的模擬調(diào)速電路，可以通過軟件調(diào)整電路的參數(shù)和結(jié)構(gòu)，使得調(diào)試過程非常簡單。需要注意的是，這類器件的工作電壓一般不超過5V。
本文所述伺服電機(jī)相關(guān)內(nèi)容由杭州三科變頻器工程部人員整理。
