伺服電機(jī)靠什么來反饋信號的？伺服電機(jī)調(diào)試步驟介紹！

對于伺服電機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，相信沒有多少人會(huì)與研究它，但是你如果做更高級的案子，不可避免的會(huì)遇到信號反饋這個(gè)問題，伺服電機(jī)信號反饋怎么來實(shí)現(xiàn)的？原來他是靠內(nèi)部的內(nèi)置編碼器來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能，我們下來就說一說編碼器的原理。

做機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的都難免會(huì)碰到伺服電機(jī)的應(yīng)用，可能我們在選伺服電機(jī)的過程中也沒有考慮太多的內(nèi)容，頂多計(jì)算一個(gè)扭距和功率，就把伺服電機(jī)給選出來了，有的專業(yè)一點(diǎn)的工程師定多，再選一個(gè)慣量匹配，結(jié)合伺服電機(jī)的生產(chǎn)廠家給的相關(guān)的參數(shù)。

對于伺服電機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，相信沒有多少人會(huì)與研究它，但是你如果做更高級的案子，不可避免的會(huì)遇到信號反饋這個(gè)問題，伺服電機(jī)信號反饋怎么來實(shí)現(xiàn)的？原來他是靠內(nèi)部的內(nèi)置編碼器來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能，我們下來就說一說編碼器的原理。

編碼器說起來是比較簡單的一個(gè)東西，說它簡單是因?yàn)樗饕獦?gòu)成就是一個(gè)碼盤和一個(gè)光纖，通俗一點(diǎn)就是：碼盤相當(dāng)于我們的鐘表的表盤，上面有許許多多的刻度，刻度就像我們時(shí)鐘上面的每一個(gè)表的數(shù)值的對應(yīng)的定的指針，我們的時(shí)針，分針，秒針，可以代表光纖，我們這里就拿秒針來對應(yīng)吧。

編碼器就相當(dāng)于是我們馬達(dá)的主軸連接到這個(gè)表盤的秒針上面，每一個(gè)速速的刻度上面兒裝一個(gè)光纖傳感器，買個(gè)傳感器感應(yīng)的秒針，就說明電機(jī)轉(zhuǎn)到了哪個(gè)位置，比如說12點(diǎn)的位置感應(yīng)到子針了，說明他轉(zhuǎn)了一圈兒，如果9:00的位置感應(yīng)到兩次，10:00感應(yīng)的一次，說明這個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)了一圈兒又3/4圈兒。

用上面的方法是比較好理解的，但是在實(shí)際生產(chǎn)中多有不便，因?yàn)槲覜]有做太多的傳感器，成本太高，每個(gè)傳感器上又有線，繞過來繞過去的太復(fù)雜，再加上我們?nèi)绻汛a盤進(jìn)行細(xì)分的話，那又要多少傳感器？

為了解決以上的問題，所以我們把這個(gè)鐘表的碼盤反其道而行之，讓電機(jī)的主軸和碼盤連接，讓碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，讓秒針作為傳感器定止不動(dòng)，都要我們在碼盤上的刻度就可以不斷細(xì)分，比方我們可以把一小時(shí)分成60分，60分再分成60秒，這樣編碼器的分辨率就提高了，精度自然也隨之提高。

這時(shí)候有的人要問了，你編碼器細(xì)分的太細(xì)了，刻度太多了，這個(gè)光纖能不能感應(yīng)得到？這個(gè)我們可以利用減速機(jī)的原理，讓大齒輪帶小齒輪，最終電機(jī)只要轉(zhuǎn)一度，碼盤可以轉(zhuǎn)60圈兒，事實(shí)上，編碼器的確是這么做的。

這里要注意的是編碼器長得有點(diǎn)像小電機(jī)，但是它是沒有動(dòng)力的，是一個(gè)從動(dòng)的零部件，它上面那根電線不是通電的，而是用來輸出信號的。

伺服電機(jī)調(diào)試步驟

本文介紹運(yùn)動(dòng)控制器以模擬量信號控制伺服電機(jī)的一般調(diào)試步驟。

運(yùn)動(dòng)控制器控制伺服電機(jī)通常采用兩種指令方式：

1、數(shù)字脈沖

這種方式與步進(jìn)電機(jī)的控制方式類似，運(yùn)動(dòng)控制器給伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送“脈沖/方向”或“CW/CCW”類型的脈沖指令信號；伺服驅(qū)動(dòng)器工作在位置控制模式，位置閉環(huán)由伺服驅(qū)動(dòng)器完成。日系伺服和國產(chǎn)伺服產(chǎn)品大都采用這種模式。其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)調(diào)試簡單，不易產(chǎn)生干擾，但缺點(diǎn)是伺服系統(tǒng)響應(yīng)稍慢。

2、模擬信號

這種方式下，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)給伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送+/-10V的模擬電壓指令，同時(shí)接收來自電機(jī)編碼器或直線光柵等位置檢測元件的位置反饋信號；伺服驅(qū)動(dòng)器工作在速度控制模式，位置閉環(huán)由運(yùn)動(dòng)控制器完成。歐美的伺服產(chǎn)品大多采用這種工作模式。其優(yōu)點(diǎn)是伺服響應(yīng)快，但缺點(diǎn)是對現(xiàn)場干擾較敏感，調(diào)試稍復(fù)雜。

以下介紹運(yùn)動(dòng)控制器以模擬量信號控制伺服電機(jī)的一般調(diào)試步驟：

1、初始化參數(shù)

在接線之前，先初始化參數(shù)。在控制卡上，選好控制方式；將PID參數(shù)清零;讓控制卡上電時(shí)默認(rèn)使能信號關(guān)閉；將此狀態(tài)保存，確?？刂瓶ㄔ俅紊想姇r(shí)即為此狀態(tài)。

在伺服電機(jī)上：設(shè)置控制方式；設(shè)置使能由外部控制；編碼器信號輸出的齒輪比;設(shè)置控制信號與電機(jī)轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系。一般來說建議使伺服工作中的最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速對應(yīng)9V的控制電壓。

2、接線

將控制卡斷電，連接控制卡與伺服之間的信號線。以下的線是必須要接的:控制卡的模擬量輸出線、使能信號線、伺服輸出的編碼器信號線。復(fù)查接線沒有錯(cuò)誤后伺服電機(jī)和控制卡(以及PC)上電。此時(shí)電機(jī)應(yīng)該不動(dòng)，而具可以用外力輕松轉(zhuǎn)動(dòng)，如果不是這樣,檢查使能信號的設(shè)置與接線。用外力轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)檢查控制卡是否可以正確檢測到電機(jī)位置的變化，否則檢查編碼器信號的接線和設(shè)置。

3、試方向

對于一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，如果反饋信號的方向不正確，后果肯定是災(zāi)難性的。通過控制卡打開伺服的使能信號。這是伺服應(yīng)該以一個(gè)較低的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是傳說中的“零漂”。一般控制卡上都會(huì)有抑制零漂的指令或參數(shù)。使用這個(gè)指令或參數(shù)，看電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向是否可以通過這個(gè)指令(參數(shù))控制。如果不能控制，檢查模擬量接線及控制方式的參數(shù)設(shè)置。

確認(rèn)給出正數(shù)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，編碼器計(jì)數(shù)增加；給出負(fù)數(shù)，電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，編碼器計(jì)數(shù)減小。如果電機(jī)帶有負(fù)載，行程有限，不要采用這種方式。測試不要給過大的電壓建議在1V以下。 如果方向不一致，可以修改控制卡或電機(jī)上的參數(shù)，使其一致。

4、抑制零漂

在閉環(huán)控制過程中，零漂的存在會(huì)對控制效果有一定的影響，最好將其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飄的參數(shù)，仔細(xì)調(diào)整，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速趨近于零。由于零漂本身也有一定的隨機(jī)性，所以，不必要求電機(jī)轉(zhuǎn)速絕對為零。

5、建立閉環(huán)控制

再次通過控制卡將伺服使能信號放開，在控制卡上輸入一個(gè)較小的比例增益，至于多大算較小，這只能憑感覺了，如果實(shí)在不放心，就輸入控制卡能允許的最小值。將控制卡和伺服的使能信號打開。這時(shí)，電機(jī)應(yīng)該已經(jīng)能夠按照運(yùn)動(dòng)指令大致做出動(dòng)作了。

6、調(diào)整閉環(huán)參數(shù)

細(xì)調(diào)控制參數(shù)，確保電機(jī)按照控制卡的指令運(yùn)動(dòng)，這是必須要做的工作，而這部分工作，更多的是經(jīng)驗(yàn)，這里只能從略了。