伺服電機(jī)傳遞函數(shù).ppt

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傳遞函數(shù)直流伺服電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行和傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)基本相同 其動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖可以采用直流電動(dòng)機(jī)通用的結(jié)構(gòu)圖 由直流伺服電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖得其傳遞函數(shù)為 上式中 K1為電動(dòng)勢(shì)傳遞函數(shù)系數(shù) 為電動(dòng)勢(shì)系數(shù) 為轉(zhuǎn)矩傳遞系數(shù) 為電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻 為轉(zhuǎn)矩系數(shù) 為機(jī)電時(shí)間常數(shù) 為轉(zhuǎn)子重量 為轉(zhuǎn)子直徑 直流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法 直流伺服電動(dòng)機(jī)定子繞組 相電勢(shì)幅值由下式確定 式中為電勢(shì)系數(shù) 為相繞組等效匝數(shù) 若考慮線路損耗及電機(jī)內(nèi)部壓降 已歸入 而且 導(dǎo)通型逆變器的輸出電壓幅值為 則電機(jī)電勢(shì)與外加電壓相平衡 即式中為回路等效電阻 包括電機(jī)兩相電阻和管壓降等效電阻 式表明 無(wú)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式與直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式十分相似 可證明 當(dāng)氣隙分布為方波 電機(jī)繞組為整距集中時(shí) 直流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式與直流電機(jī)完全一樣 本系統(tǒng)是通過(guò)調(diào)節(jié)逆變器功率器件的PWM觸發(fā)信號(hào)的占空比來(lái)改變輸入電機(jī)的平均電壓而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的 電磁轉(zhuǎn)矩直流伺服電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可由電機(jī)的電磁功率和角速度求得將前面的公式帶代入上式得 直流伺服電動(dòng)機(jī)雙閉環(huán)系統(tǒng) 為了改善直流伺服電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 就很有必要在速度負(fù)反饋單閉環(huán)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上再引入電流負(fù)反饋環(huán)來(lái)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的電流和轉(zhuǎn)矩 為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用 在系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)調(diào)節(jié)器 分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流 二者之間實(shí)行串級(jí)聯(lián)接 直流伺服電動(dòng)機(jī)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖所示 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 從直流伺服電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型中可以看出 直流伺服電動(dòng)機(jī)有兩個(gè)輸入量 一個(gè)是外加電壓信號(hào) 另一個(gè)是負(fù)載轉(zhuǎn)矩 前者是控制輸入量 后者是擾動(dòng)輸入量 將擾動(dòng)輸入量的綜合點(diǎn)移前 并進(jìn)行等效變換 可得如下直流伺服電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)等效結(jié)構(gòu)圖 如下圖所示 直流伺服電動(dòng)機(jī)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖 以下是系統(tǒng)初始程序代碼 CSEGAT2080NMAIN START DI 設(shè)置中斷LDSP 0200H 設(shè)置堆棧 設(shè)置中斷屏蔽寄存器LDBINT MASK 04H 允許CAPCOMP0中斷LDBINT MASK 60H 允許PI和EXTINT中斷LDBWSR 3EH 映射64字節(jié)窗口至1F80H 1FBFHLDBPI MASK W0 10H 設(shè)置外設(shè)中斷屏蔽寄存器對(duì)WG初始化LDINT MASK 04H 設(shè)置PWM載波周期LDFMIN MIN PREQ 置變頻器最低頻率LDFMAX MAX FREQ 置變頻器最高頻率LDSTEP CLOCK I 置初始變頻器頻率 調(diào)置頻率 LDSTEP 2 CLOCK I 2 CLOCK I FMINMULUBFCOMMAND FMIN 6 初始節(jié)拍時(shí)間STEP CLOCK I 6 FMIN DIVNSTEP FCOMMAND 置初始AMP值MULUBAMP PTR FMIN 8MULUAMPLITUDE TC AMP AMP PTR LDAMPLITUDE AMPLITUDE 2CLRBPHASE 清除節(jié)拍計(jì)數(shù)器LDBWSR 3FH 映射64字節(jié)窗口至1FC0H 1FFFHLDWG RELOAD W0 TC 置PWM載波周期EILDBINT PEND1 20H 把下一個(gè)值置給WG COMPLDWG OUT W0 0106H 按節(jié)拍5設(shè)置波形發(fā)生器的輸出LDWG OUT W0 2106H 設(shè)置同步位LDBWG PROTECT W0 05H 允許WG輸出 上升沿觸發(fā)中斷LDWG CON W0 3400H 方式3 無(wú)信號(hào)時(shí)間為0 啟動(dòng)計(jì)數(shù)器LDBINT PEND1 20H 把下一個(gè)值置給WG COMPXLDBWSR 3DH 映射64字節(jié)窗口至1F40H 1F7HLDBT1CONTROL W0 0C1H 允許T1 向上計(jì)數(shù) 內(nèi)部時(shí)鐘 預(yù)分頻系數(shù)為2LDBCAPCOMPO CON W0 44H 比較方式 允許外設(shè)功能ADDCAPCOMPO TIME W0 TIMER1 STEP 設(shè)置中斷周期