剛性連接方式下兩臺(tái)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)同一負(fù)載
彭澤鄉(xiāng)，楊鐵鋼，李猷黔，王 海
(天津科爾摩根工業(yè)驅(qū)動(dòng)有限公司，天津 300141)
摘要：介紹在剛性連接方式下，用兩臺(tái)交流伺服電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)同一負(fù)載方案的組成、硬件和軟件，給出了該系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
關(guān)鍵詞：剛性連接；交流伺服電機(jī)；方案
中圖分類號(hào)：tm383. 42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：b 文章編號(hào)：1001-6848(2000)06-0042-02
1 引 言
在剛性連接方式下，用2臺(tái)或2臺(tái)以上的伺服電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)同一負(fù)載有一定的困難。所謂剛性連接就是2個(gè)驅(qū)動(dòng)軸之間無(wú)彈性連接器，即要求2臺(tái)電機(jī)在驅(qū)動(dòng)同一負(fù)載時(shí)必須具有完全相同的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，否則，就不是剛性連接。以前人們?cè)?jīng)將2臺(tái)參數(shù)完全相同的電機(jī)以相同的轉(zhuǎn)速來(lái)驅(qū)動(dòng)同一負(fù)載，結(jié)果效果往往不好，因?yàn)檫@種控制方式不能保證2臺(tái)電機(jī)在任何時(shí)侯的轉(zhuǎn)速和力矩都相同，從而引起一系列反應(yīng)，甚至損壞機(jī)電設(shè)備，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
本文采用一種新方法來(lái)實(shí)現(xiàn)剛性連接驅(qū)動(dòng)。
2 實(shí)現(xiàn)方法
2.1設(shè)計(jì)要求
客戶要求用1臺(tái)大功率、高轉(zhuǎn)速(6 000r／min)交流伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)大慣量平臺(tái)，并且要求整個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)的上升時(shí)間不超過(guò)300ms，超調(diào)量越小越好。由于本公司單臺(tái)交流電機(jī)的體積大于客戶要求，在這種條件下，決定采用2臺(tái)小功率、高轉(zhuǎn)速的交流伺服電機(jī)，以剛性連按方式驅(qū)動(dòng)該平臺(tái)。
經(jīng)反復(fù)選型，采用科爾摩根公司生產(chǎn)的金錢系列bds5230交流伺服系統(tǒng)，之所以選擇它，是因?yàn)樗哂幸韵绿匦裕?/div>
(1)編程簡(jiǎn)單
bds5使用簡(jiǎn)單的類似basic命令，增加了可讀性。
(2)先進(jìn)的拖動(dòng)控制移動(dòng)
具有獨(dú)立的加速和減速及直線、正弦、拋物線、修正正弦、修正拋物線加速形狀。
(3)多任務(wù)處理
提供多級(jí)任務(wù)處理控制，包括監(jiān)視和調(diào)試、3個(gè)硬件或軟件報(bào)警系統(tǒng)、一個(gè)序列報(bào)警系統(tǒng)、主程序和顯示更改功能。
(4)電子凸輪功能
具有模仿機(jī)械凸輪的運(yùn)動(dòng)。
(5)主從／電子齒輪箱
電子齒輪箱用以連接2臺(tái)電機(jī)使從電機(jī)轉(zhuǎn)速正比于主電機(jī)轉(zhuǎn)速。
(6)主從／形狀調(diào)節(jié)
(7)拖動(dòng)開(kāi)啟和定位
(8)算數(shù)運(yùn)算功能
(9)自調(diào)整功能
(10)輸入／輸出口
bds5有5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和24個(gè)可選i/o口，這些口可通過(guò)帶狀電纜連到標(biāo)準(zhǔn)的opto - 22兼容i/o板上。另外，bds5具有精度高、易控制的特點(diǎn)。
2.2工作原理
如圖1所示，al是主電機(jī)控制系統(tǒng)，51為輸入控制信號(hào)，fl是反饋信號(hào)。根據(jù)控制論fl應(yīng)隨變化而變化，當(dāng)sl等于fl時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)或者停止，或者處于勻速狀態(tài)。
如果將主電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的反饋信號(hào)fl作為從電機(jī)系統(tǒng)的輸入信號(hào)，如圖2所示。a2是從電機(jī)控制系統(tǒng)，52是輸入控制系統(tǒng)，f2為反饋信號(hào)。
e2=fl -f2，如果e2隨系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)不斷地增加或減少，表明fl與f2沒(méi)有很好地吻合，這就不能稱之為剛性連接方式下的主從控制。如果在fl與52之間加入一個(gè)軟件模塊（包括硬件電路和軟件），如圖3所示。此時(shí)如果s=e2，并且fl-f2，那么，s2=f2+e2，由于a2的增益是已知的，所以，52就可以根據(jù)e2、fl、f2進(jìn)行調(diào)整，若能將s設(shè)計(jì)成使s1=f1+e2，那么，f2就能與fl完全保持一致，從而實(shí)現(xiàn)剛性連接下的主從控制。根據(jù)這一理論，實(shí)現(xiàn)剛性方式下的主從控制，關(guān)鍵是將主電機(jī)控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)作為從電機(jī)控制系統(tǒng)的 |
