《实验三 伺服控制系统综合实验20121207》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验三 伺服控制系统综合实验20121207（5页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、实验三 伺服控制系统综合实验伺服控制系统综合实验由两部分构成，它们分别为交流电动机变频调速实验和交流伺服电机控制实验。第一部分：交流电动机变频调速实验一、实验目的了解工业现场的控制过程，掌握通用变频器的原理、工程应用及开发。二、实验内容1、了解工业现场控制思想及通用变频器的应用；2、控制盘控制变频器；3、I/O接口板控制变频器。三、实验仪器交流电动机 变频调速实验系统 ACS 600变频器四、实验原理1、变频调速实验系统（1）ACS 600变频器的控制功能 变频器运行的控制信号也叫操作指令，如启动、停止、正转、反转、点动、复位等。本变频调速系统可采用三种控制方式：本地控制、远程遥控、通过I/O
2、接口板或通讯模块的外部控制。三种控制方式可通过控制盘的LOCREM键来选择。若显示屏上的第一行显示L，表示本地控制；R表示现行状态为控制盘的外部控制；如果显示的是空白格，则为外部控制。ACS600控制盘盘总线数字和I/O模拟端子操作面板控制本地控制外部控制标准MODBUS链接RS-485图1 变频调速系统原理框图（2） 本地控制 即通过控制盘上的键盘输入操作指令。大多数变频器的控制盘都可以取下， 安置到操作方便的地方， 控制盘和变频器之间用延长线相联接，从而实现了距离较远的控制。（3） 外部I/O接口控制 操作指令通过外接端子来进行控制。本变频调速实验系统已将外部I/O端子连接到操作面板上，通
3、过操作面板就可以直接控制变频器。（4） 通讯模块控制本变频器还可以由计算机经MODBUS现场总线进行远程控制。变频器在出厂时，设定的都是键盘操作方式，用户如需要采用其他控制方式，在使用前必须通过功能预置进行选择。2、 频率给定的方式与选择要调节变频器的输出频率，首先应向变频器提供可变频率的信号，即频率给定信号，也称为频率指令信号或频率参考信号的。所谓给定方式，就是调节变频器输出频率的具体方法，也就是提供给定信号的方式。（1） 控制盘给定方式通过控制盘面板上的键盘进行频率给定。键盘给定频率的大小通过键盘上的升键(键)和降键(键)来进行给定。键盘给定属于数字量给定，精度较高。（2） 外部给定方式从
4、外接输入端子输入频率给定信号，来调节变频器输出频率的大小，称为外部给定。本控制柜在操作面板上安装了一个电位器，通过调节电位器就可以实现频率的调节。电位器给定属于模拟量给定，精度稍低。 （3） 通讯给定由计算机通过串行通讯接口进行频率给定。ACS 600在出厂时，设定的是控制盘频率给定方式，用户如需要采用其他给定方式，在使用前必须通过功能预置进行选择。五、实验步骤1、合上电源开关QF1、QF2，此时黄灯L2亮，表示变频器进入准备状态。2、按下控制盘的Loc键选择控制地。显示屏上显示“L”表示本地控制；“R”为外部遥控；“ ”为通过I/O接口板或通讯模块的外部控制；3、在本地控制下，改变给定值，进
5、行变频调速实验，记录数据；4、按下REF键，屏幕第一行出现【 0.0rpm】；5、用蓝色快速箭头输入转速的整数值，用白色慢速箭头输入转速的小数值；6、输完转速之后，按“enter”键将输入值写到变频器，此时【 】消失；7、按下绿色的执行按键使电机按设定转速运转；8、记录屏幕上的FREQ、TORQUE、OUT-VOLT、n转速四个参数的数据值；9、每组记录15组数据，同组人从中任选10组画出曲线。六、实验报告要求1、简述变频调速的原理；2、比较变频器三种控制方式的优缺点；3、绘制本实验的电气原理图；4、根据自己的测量数据作出调速系统的U-f和n-T 曲线。第二部分：交流伺服电机控制实验一、实验目
6、的1、了解交流伺服系统的组成和控制原理；2、熟悉交流伺服驱动器参数的设置，控制系统的参数设置等；3、熟悉交流伺服系统的操作和使用方法；二、实验仪器机电一体化实验平台（含直流伺服控制模块） 1台三、实验原理1、实验系统组成控制器为运动控制器，是控制系统的核心，完成运动规划与控制的功能。端子板为控制器的IO板，用于转接运动控制器的输入输出信号，转接器用于模拟各种故障，可利用板卡IO控制接线的通断。驱动器为执行机构的驱动部分，驱动各种电机运动。执行机构主要包含电机以及传感器等。控制器端子板转接器驱动器执行机构变频器控制模块显示器界面模块交流伺服控制模块运动控制器信号接口机械本体信号接口交流伺服控制模
7、块GUC控制器实验注意事项交流伺服控制模块图2 实验系统组成框图2、各接口功能交流伺服控制面板具体结构图（驱动器部分），如图3所示，主要包括电机连接线、编码器反馈信号、与运动控制器相连信号以及驱动器本体组成；（1）电机连接线U，V，W信号为交流伺服电机的电源线，用于驱动电机的运动，PE为接地线。（2）本体编码器反馈信号A+,A-,B+,B-,C+,C- -本体反馈到驱动器的编码器信号；5+,0V-编码器的电源信号；此处采用的是增量式编码器，用于反馈电机轴的实际位置。（3）连接运动控制器信号A,/A,B,/B,C,/C -为驱动器反馈给运动器控制器的编码器信号；+5V -为编码器提供电源；PUL
8、+,PUL- -为脉冲信号，用于位置模式下的电机控制；DIR+,DIR- -为方向信号，用于位置模式下的电机控制；DAC -为驱动器接受的模拟控制信号，范围一般为-10V-10V，用于速度模式下的电机控制；OGND,OVCC,GND-分别为电源地，电源和数字地；RESET-驱动器的复位信号；ALM-驱动器的报警信号；ENABLE-驱动器的使能信号；控制信号电机连接线编码器反馈信号交流驱动器信号测试点 图3 交流伺服驱动面板 3、控制方式目前常用的交流伺服驱动器多为智能型驱动器，即除了电流放大作用外，也存在简单的控制功能。一般的永磁同步伺服电动机即AC伺服电动机有位置（脉冲）控制、速度（模拟量）
9、控制和转矩（模拟量）控制以及复合控制，控制方式的选择取决于系统的要求。它们的主要区别在于控制信号是一个什么指令以及使用的哪一环进行闭环（相对于驱动器，如图3所示）。位置控制一般是定位控制，通过接受脉冲命令，按照设定好的电子齿轮比，来完成想要的位移。速度控制，一般是通过接受模拟量信号，来控制伺服电机的转速，来实现较好的随动性。电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。伺服系统有三个闭环控制，由外往里是，位置环，速度环，电流环，位置控制时三个环都用到。速度控制时只用到速度环和电流环。位置控制时，控制信号是一个位置指令，速度环2、电流环3都是内环；速度控制时，控制信号
10、是一个速度指令，位置环1没有接进来；转矩控制时，控制信号是一个转矩（电流）指令，位置环1和速度环2都未接入。1位置环2速度环电机3电流环位置指令速度指令电流指令互感器编码器电流反馈速度反馈位置反馈图4 交流伺服电机的控制方式四、实验步骤1、 在充分理解原理的基础上，连接电机电源线以及控制线；2、 在确认接线正确后，给系统上电；3、 等待一会儿，系统自动进入机电一体化技术综合测试平台软件界面(如图5所示)。图5机电一体化技术综合测试平台程序主界面4、按照伺服驱动器手册设置参数，控制实验系统三个电机运转。五、实验报告要求1、简述交流伺服驱动（位置、速度）两种控制方式的区别及其特点，并画出控制框图；2、掌握简单交流伺服驱动器参数调整的方法，列出位置、速度两种控制方式的主要参数；3、掌握交流伺服系统位置控制模式与速度控制模式的接线与控制方法。
实验三 伺服控制系统综合实验20121207
