伺服控制器介紹

功率驅(qū)動單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進行整流，得到相應(yīng)的直流電。經(jīng)過整流好的三相電或市電，再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅(qū)動三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅(qū)動單元的整個過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程。整流單元（AC-DC）主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路。

隨著伺服系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用，伺服驅(qū)動器使用、伺服驅(qū)動器調(diào)試、伺服驅(qū)動器維修都是伺服驅(qū)動器在當(dāng)今比較重要的技術(shù)課題，越來越多工控技術(shù)服務(wù)商對伺服驅(qū)動器進行了技術(shù)深層次研究。

伺服驅(qū)動器是現(xiàn)代運動控制的重要組成部分，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機器人及數(shù)控加工中心等自動化設(shè)備中。尤其是應(yīng)用于控制交流永磁同步電機的伺服驅(qū)動器已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點。當(dāng)前交流伺服驅(qū)動器設(shè)計中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環(huán)控制算法。該算法中速度閉環(huán)設(shè)計合理與否，對于整個伺服控制系統(tǒng)，特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用。

伺服控制器的功能

新型TMCM-1321伺服控制器/驅(qū)動器模塊用于支持機器人和自動化設(shè)備中的兩相雙極步進電機工作，優(yōu)化速度控制和各軸的同步，在提升產(chǎn)量的同時將功耗降低75%。模塊具有板載磁編碼器和用于光編碼器的數(shù)字輸入，以簡化伺服控制，實現(xiàn)反饋和診斷功能；與類似的步進電機方案相比尺寸減小3倍。

降低功耗：與類似的步進電機方案相比，Trinamic閉環(huán)控制技術(shù)具有業(yè)內(nèi)佳的節(jié)能優(yōu)勢。

提高生產(chǎn)力：通過實施與應(yīng)用要求相匹配的斜坡函數(shù)曲線改善有效傳輸時間。

小尺寸方案：TMCM-1321模塊與磁編碼器和數(shù)字ABN輸入配合，提供小尺寸的單軸伺服控制器/驅(qū)動器方案，占用面積只有784 mm2。

伺服控制器如何同步

在分布式無軸傳動同步控制系統(tǒng)中，需要各個印刷機組之間統(tǒng)一協(xié)調(diào)地工作，所以各個機組必須要有統(tǒng)一的時間系統(tǒng)，以保證各個印刷機組協(xié)調(diào)工作，完成印刷任務(wù)。

具體的時鐘同步實現(xiàn)方法分為硬件時鐘同步，同步報文授時同步和協(xié)議授時同步。

(1)硬件時鐘同步。硬件時鐘同步是指利用一定的硬件設(shè)施(如GPS接收機、UTC接收機、的時鐘信號線路等)進行的局部時鐘之間的同步，操作對象是計算機的硬件時鐘。硬件同步可以獲得很高的同步精度(通常為10-9 秒至10-6秒)。

(2)同步報文授時同步。在每個通訊周期開始，主站以廣播形式發(fā)送一次同步報文。例如在SERCOS協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸層中，每個SERCOS的通訊周期開始都以主戰(zhàn)發(fā)送的同步報文MST為標(biāo)志。MST的數(shù)據(jù)域非常短，只占1個字節(jié)。MST報文的同步精度很高，如果用光纜做傳輸介質(zhì)，同步精度可在4微妙之內(nèi)。

(3)協(xié)議授時同步。協(xié)議授時也叫軟件授時，指利用網(wǎng)絡(luò)將主時鐘源，通過網(wǎng)絡(luò)，發(fā)給其他的子系統(tǒng)，以達到整個系統(tǒng)的時間同步性。通過計算從發(fā)出主時鐘信息到發(fā)送到目標(biāo)節(jié)點接受該信息并產(chǎn)生中斷之間的時間差，可以得出延遲時間。然后通過補償來達到時間同步。軟件授時成本低，可由于同步信息在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)难舆t大且有很大的不確定性，所以授時精度低(通常為10-6秒到10-3秒)。

綜合考慮，本文的時鐘同步方案采用的是硬件時鐘同步，各節(jié)點根據(jù)系統(tǒng)中的主時鐘來調(diào)整它們的時鐘，具體實現(xiàn)方法是：添加硬件時鐘同步信號線CONCLK用來傳輸時間同步信號，同步控制信號周期為2ms，以同步信號的上升沿作為同步點。在控制器中設(shè)置同步信號發(fā)生器，并在各個驅(qū)動器內(nèi)部設(shè)置同步接受單元。驅(qū)動器從站的同步接受單元檢測到主戰(zhàn)的CONCLK上升沿后，各從站時鐘同時清零。這樣定期清零不僅保持了各從站時鐘的一致性，同時也避免了同步誤差的累計。