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交流伺服系统及在自动上盖机中的应用

导读: 全数字交流伺服系统即系统所有的控制调节全部采用大规模数字集成电路作为系统的核心控制芯片,实现交流伺服系统的位置、速度和电流环的全数字化控制,通过数字处理技术由软件控制算法来完成,直接输出脉宽调制信号驱动功率放大器对伺服电机进行控制,完成系统的控制任务。

前言

  近几十年来伴随着微电子技术和计算机技术的飞速进步,使伺服技术的发展突飞猛进。在机械、设备等相关领域各种运动部件的速度控制、运动轨迹控制都是依靠各种伺服系统来完成的。因此在全自动上盖机的快速提升和高速水平移动两个运动轨迹的控制设计上均采用了先进的数字交流伺服控制系统,保证实现生产要求的速度和控制精度。

全数字交流伺服控制的含义

  所谓全数字交流伺服系统即系统所有的控制调节全部采用大规模数字集成电路作为系统的核心控制芯片,实现交流伺服系统的位置、速度和电流环的全数字化控制,通过数字处理技术由软件控制算法来完成,直接输出脉宽调制信号驱动功率放大器对伺服电机进行控制,完成系统的控制任务。

全数字交流伺服系统的控制机理

  以交流永磁同步电机为控制对象,控制系统采用基于数字信号处理器ms320f2812(dsp)为核心的全数字伺服系统为例,其伺服系统采用位置环、速度环和电流环三闭环控制。其中,位置环实现精确的位置控制,速度环实现快速跟踪,电流环采用电压空间矢量脉宽调制(svpwm)控制算法实现快速动态响应,以获得优良的控制性能。驱动器控制系统原理如图1所示。

全数字交流伺服控制系统的系统组成

  系统硬件主要由以dsp为核心的主控单元、功率放大和保护单元、电流反馈检测单元、旋转变压器解算单元、故障检测单元以及人机接口单元等部分组成。如图2所示。旋转变压器与编码器的作用相同,都为系统的反馈装置。电机控制专用dsp芯片兼有高运算速度和单片机的强控制能力,它的出现为电机控制系统的全数字化提供了硬件支持。dsp拥有两个专用于电动机控制的事件管理器(eva和evb),系统充分利用了事件管理器提供的资源,使设计大为简化。

全自动上盖机控制系统的概况

  根据现有生产的要求上盖机的正常运行速度应达到每小时600桶以上,最大速度应达到650桶。

  上盖机的机械形式为旋转连续供盖,在储仓转盘停止时,操作人员可以批量的为空仓进行上盖。基本动作框图如图3所示。

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