现代交流伺服控制器系统技术的功能特点

  (1)数字化

  伺服控制器采用新型高速微处理器和专用数字信号处理器作为控制核心，在电流环、速度环、位置环采用数字控制方法，将原来通过模拟电子器件等硬件实现的功能变为通过数字控制算法用软件来实现，实现了交流伺服系统的数字化。

  (2)集成化

  集成化包括硬件电路的集成、功能的集成和通信的集成等。集成化使得伺服系统在保持原有功能的基础上具有较小的体积和重量，丰富的接口设置便于安装和调试。

  (3)智能化

  伺服系统的智能化主要表现在具有参数自整定功能、参数记忆功能、故障诊断和分析功能等方面。伺服控制器参数整定是为了满足性能指标要求所必须的关键环节，通常需要反复调整，占用较多的时间和资源。带有参数自整定功能的伺服驱动器，可以通过几次试运行，自动地获得系统特征参数，控制器参数的整定实现了参数的优化匹配。此外，伺服驱动器具有参数记忆功能，能够将整定好的控制器参数及系统运行参数进行存储，并可以通过伺服控制软件进行监视、设施或修改，调整后的参数可以保存，方便日后调用和修改。当系统运行出现故障时，通过故障诊断和分析动能、保存放降记录，并将故障类型和故障的可能原因报告给用户。

  (4)网络化

  随着工业局域网技术的迅速发展，与之相适应，伺服系统配备了标准的串行通信接口和专用的局域网接口，增强了与其他控制设备间的互连与通信能力。

  (5)模块化

  高端伺服产品将控制单元、整流单元、电动机模块、编码器都进行了模块化设计，模块之间采用网络通信进行数据交换，这样使系统的配置变得更加灵活便捷。一个控制单元可以同时驱动多个电动机模块，这样多个轴之间可以共享一个控制单元或者整流单元，节省了资源配置。

  位置检测系统新

  高精度高响应能力的伺服控制系统需要高性能的位置传感器，位置检测的目的是实时提供电动机转子位置信息。转子的位置检测分为位置传感器检测及无位置传感器检测。但是，无位置传感器技术虽然系统得到简化，成本降低，但控制算法复杂，精度难以保证，具有起动困难、动态性能不理想、转速范围小等缺点。因此，采用位置传感器检测转子位置的做法更为实用。

  交流伺服系统常用的位置传感器有光电式、光栅式、电磁感应式、磁阻式、磁栅式、霍尔式、旋转变压器等。

  1.光电式位置传感器

  光电编码器是集光、机、电技术为一体的数字化传感器，可以高精度测量被测物的转角或直线位移量。光电式和光栅式位置传感器都是利用光电效应制成的，传感器一般由光源、光电码盘和光电元件三部分组成。传感器的基本原理是随着电动机转子的转动，码盘不断地遮挡或通过光源发出的光线至光电传感器件，使其输出高、低电平，从而将转子的机械位置信号转化为电信号。

  光电编码器按测量方式分类为旋转编码器和直尺编码器;按编码方式分类为绝 对式编码器、增量式编码器。

  旋转编码器是通过测量被测物体的旋转角度并将测量到的旋转角度转化为脉冲电信号输出。直尺编码器是通过测量被测物体的直线行程长度并将测量到的行程长度转化为脉冲电信号输出。

  绝 对式旋转编码器是用光信号扫描分度盘(分度盘与传动轴相连)上的格雷码刻度盘，从而确定被测物的绝 对位置值，将检测到的格雷码数据转换为电信号，并以脉冲的形式输出测量的位移量。绝 对式旋转编码器的特点为①在一个检测周期内对应不同的角度有不同的格雷码编码，因此编码器输出的位置数据是唯一的②因使用机械连接的方式，在掉电时编码器的位置不会改变，上电后立即可以取得当前位置数据③检测到的数据为格雷码，因此不存在模拟量信号的检测误差。

  另外，可以根据绝 对式旋转编码器输出的脉冲信号转化为电动机速度信号，其主要优点是位置绝 对唯一、抗干扰、无须掉电记忆，应用于需要位置控制的场合。缺点是价格比较高，编码解码复杂。绝 对式旋转编码器的主要选型参数是位数、精度、分辨率、醉大旋转速度、接口方式、安装方式、尺寸、波特率等。

  增量式旋转编码器用光信号扫描分度盘，通过检测、统计信号的通断数量来计算电动机旋转角度。增量式旋转编码器的特点为①编码器每转动一个预先设定的角度将输出一个脉冲信号，通过统计脉冲信号的数量来计算旋转的角度，因此编码器输出的位置数据是相对的②由于采用固定脉冲信号，四北旋转角度的起船位可以任意设定③由于采用相对编码，因此换电后室男角度数据会丢失，需要重新复位。

  增量式旋转编码器的优点是分辨能力强、测量范围大，在不需要位置用环控制的场合使用. 价格低，其zui点是断电时丢失原有位置信号。增量式旋转编码器的主要选型参数是转速范围、zui大转速、精度、分辨率、电气接口、连接方式、机械安装尺寸、zui大输出频率等。