伺服电机

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在印刷机械行业中，多电机的同步控制是一个非常重要的问题。由于印刷产品的特殊工艺要求，尤其是对于多色印刷，为了保证印刷套印精度（一般≤0.05mm），要求各个电机位置转差率很高（一般≤0.02%）。在传统的印刷机械中，以往大都采用以机械长轴作为动力源的同步控制方案，但机械长轴同步控制方案易出现振荡现象，各个机组互相干扰，而且系统中有许多机械零件，不方便系统维护和使用。随着机电一体化技术的发展，现场总线技术不断应用到各个领域并得到了广泛的应用。本文针对机组式印刷机械的同步需求，提出了一种基于CAN现场总线的同步控制解决方案，并得以验证。

<strong>无轴传动印刷机控制系统的同步需求</strong>

机组式卷筒印刷机一般由给纸机组、印刷机组、张力机组、加工机组和复卷机组等机组组成。在传统的有轴传动印刷机中，动力源由异步电机通过皮带轮带动一根机械长轴（约10-20m），然后通过长轴带动各机组的齿轮、凸轮、连杆等传动元件，再通过传动元件带动设备的执行元件完成设备的输人、输出任务。

说起对工业机器人的性能要求，无非就是“快、准、狠”三字。其实这也就是对机器人关节伺服电机的要求，今天我们就来拆解一下这三字背后的含义。

其中“快”、“准”的意思大家都非常好了解，就是要求伺服电机的响应速度要快，控制精度要高。而“狠”字又怎么解呢?其实大家仔细想想，伺服电机除了又快又准外，我们对它的余下要求就是过载能力强，即“狠”了。

为什么伺服电机要求过载能力强?

由于伺服电机在机器人上主要用于驱动关节的运动，因此它需要进行频繁正反转短时运行。而在这种频繁正反转，而且又带着一定惯量的负载，还要求控制速度非常快的情况下，对伺服电机的过载能力(过载扭矩、过载电流)要求是非常高的。

Te=Tload+J*dω/dt+Kn

由上述公式可知，实际伺服电机在带载启动时，除了加载的扭矩Tload和摩擦系数Kn外，还会因为负载惯量J和角加速度dω/dt的影响导致启动扭矩变大。特别是电机加速得越快，dω/dt越大，J不变，Te就越大，伺服电机的扭矩过载能力就必须越强。

如何测量伺服电机过载能力?

本视频展示完整的电机控制解决方案和特性，产品由ADI公司、MathWorks和Xilinx提供（ISE和ChipScope Pro）。

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<strong>整定的目的：为何整定？何时需要整定？</strong>

从本质上来说，伺服系统的工作就是将指令输入和输出的误差减小到零。而将误差减小到零试图花费多大的“力气”取决于系统是被如何整定的。简单地说，整定就是调节伺服系统对于任意给定误差的反应以使系统获得给定响应。在大多数高性能伺服应用中，目标是获得对于误差的高响应速率(又称带宽)，并在运转和停转时维持误差尽可能小。当然，很多应用需要较慢的响应速率；在系统运动中总会存在一定的跟踪误差。一个整定好的系统不一定要尽量快地消除误差，而是要对误差做出机器设计者所期望的反应。

  一般而言，在伺服系统安装到机器上之前，应对其进行测试并确认系统空载运转平稳。如果在按装和加载前系统运行roughly，那么安装之后能实现目标性能的可能性很小。下图是 SureServo 伺服系统的整定流程和线索：