運動控制模塊的應用-直流無刷電機伺服系統(tǒng)

　　運動控制模塊要在直流無刷電機伺服系統(tǒng)中得到應用,它必須組成閉環(huán)系統(tǒng)的運動控制系統(tǒng)。

　　該直流無刷電機伺服系統(tǒng)由運動控制模塊(卡)與伺服電機、驅(qū)動器和反饋元件(反饋用正交編碼器)組合及編程/操作接口軟件等組成.它能對于速度和位置提供精確與穩(wěn)定的控制。圖2所示為運動控制模塊組成的直流無刷電機伺服系統(tǒng)方塊圖。

 

　　圖2 用運動控制模塊與反饋速度和位置信號的正交編碼器等組成的直流無刷伺服系統(tǒng)

　　從圖2看出,該運動控制系統(tǒng)是含有一個直流無刷電機的伺服系統(tǒng),而其運動控制模塊正交編碼器的接口電路,就是運動控制模塊的編碼輸入電路,即接收器電路,它接收通過反饋編碼器電纜傳送來的正交編碼器的輸出信號。

　　對高性能、高速的應用系統(tǒng)而言,直流無刷電機是可用的,在此所述系統(tǒng)均是直流無刷電機伺服系統(tǒng)。這種電機的軸端裝有測定軸速和換向點的正交編碼器,用于控制電機的線圈切換順序。而第二個正交編碼器安裝在機械裝置的旋轉軸上,它輸出旋轉軸的位置數(shù)據(jù)信號,使由于傳動裝置和導螺桿中的齒隙(兩個或多于齒輪間的間隙)所導致的誤差而引起旋轉軸的位置和電機軸的位置不一致問題得到解決。

　　典型的運動控制模塊包含一個微處理器和一個用于處理高速編碼信號的DSP或定制ASIC。運動控制模塊為驅(qū)動器或放大器提供一個控制轉動速度和方向的信號,驅(qū)動器把它轉換為適當?shù)碾妷汉碗娏魅ヲ?qū)動電機運轉。這樣的運動控制模塊在直流無刷電機伺服系統(tǒng)中的應用就能使糸統(tǒng)成為堅固的、具有容錯能力的運動控制反饋系統(tǒng)。該系統(tǒng)應注意下列問題：

　　•運動控制模塊與正交編碼器輸出之間的接口電路;

　　.接收器印刷電路板的設計;

　　.正交編碼器信號電纜系統(tǒng)的應用。

　　運動控制模塊的接收電路

　　運動控制模塊的編碼輸入電路-接收器電路,實際上就是運動控制模塊與正交編碼器輸出之間的接口電路。本糸統(tǒng)采用MAX3095接收器電路與正交編碼器電纜-端子電阻匹配電路組合作為其接口電路。

　　正交編碼器輸出6路RS-422/RS—485信號(A、 、B、B、INDEX和 ),通過電纜傳送至運動控制模塊的接收電路MAX3095。接收電路把RS-422信號轉換為邏輯電平信號,并把信號送至運動控制模塊或DSP或ASIC進行處理。接收電路必須對來自伺服系統(tǒng)的各種故障包括開路、短路、噪聲等做出反應,即對來正交編碼器輸出中的開路、短路、噪聲編碼信號做出反應。

 

　　圖3 運動控制模塊與正交編碼器輸出之間的接口電路