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伺服电机常见基础知识

2017-12-20 10:20

          
对于伺服电机运行的闭环控制,这里采用两输入单输出的模糊控制器。两个输入量分别是天线阵面跟踪角位移的偏差和偏差变化率,输出量是步进电机的运行频率。一个典型的模糊控制器都包含有三个环节:精确量的模糊化、模糊推理和反模糊化。为提高实时性和跟踪精度,这里采用离线模糊推理运算,制定模糊决策表,存入EPRO中,用查表法决定输出量。由于雷达罩天线座测量仪测量参数较多和测量环境的变化(如室外风载荷影响等),在一般场合下,依据原手动断续定点跟踪测量经验总结的知识库则常常具有很大的局限性,致使控制效果受到影响。为此,在反模糊化环节后面,又加入了自适应参数调节环节,以适应不同测量场合和控制过程的突变,提高跟踪效果。
步进电机伺服驱动系统的误差特性,常规开环步进电机伺服系统精度低的原因主要由以下几个方面的误差因素造成的:
(1)对于步进电机,因工艺制造等方面的原因,其步距角不可能做得太小,定子、转子各齿距间存在制造误差,齿距不均,造成其运动具有步进感,产生振荡,各步距间存在步距误差。
(2)由于一般步进电机的功率较小,步进伺服系统中一般都含有如齿轮副、丝杠螺母副等传动副,它们间存在间隙,致使运动部件位移同指令值之间出现多值非线性关系。
(3)系统传动链中各传动元件的制造误差和磨损等造成传动误差,并随位移非线性变化。
(4)伺服系统中各传动元件的刚性不足,在载荷作用下产生弹性变形和塑性变形,且载荷不同,变形量不同,从而造成进给脉冲被“吃掉”的现象,严重时甚至出现爬行,使得输入输出之间也呈现非线性关系。
可见,各种非线性误差因素的影响,必然使执行机构实际位移偏离指令值,出现偏差,且呈现较强的非线性和不确定性特性。
直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。
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