运动控制模块在直流无刷电机伺服系统中的应用(05-100)

　　运动控制模块的应用-直流无刷电机伺服系统

　　运动控制模块要在直流无刷电机伺服系统中得到应用,它必须组成闭环系统的运动控制系统。

　　该直流无刷电机伺服系统由运动控制模块(卡)与伺服电机、驱动器和反馈元件(反馈用正交编码器)组合及编程/操作接口软件等组成.它能对于速度和位置提供精确与稳定的控制。图2所示为运动控制模块组成的直流无刷电机伺服系统方块图。

 

　　图2 用运动控制模块与反馈速度和位置信号的正交编码器等组成的直流无刷伺服系统

　　从图2看出,该运动控制系统是含有一个直流无刷电机的伺服系统,而其运动控制模块正交编码器的接口电路,就是运动控制模块的编码输入电路,即接收器电路,它接收通过反馈编码器电缆传送来的正交编码器的输出信号。

　　对高性能、高速的应用系统而言,直流无刷电机是可用的,在此所述系统均是直流无刷电机伺服系统。这种电机的轴端装有测定轴速和换向点的正交编码器,用于控制电机的线圈切换顺序。而第二个正交编码器安装在机械装置的旋转轴上,它输出旋转轴的位置数据信号,使由于传动装置和导螺杆中的齿隙(两个或多于齿轮间的间隙)所导致的误差而引起旋转轴的位置和电机轴的位置不一致问题得到解决。

　　典型的运动控制模块包含一个微处理器和一个用于处理高速编码信号的DSP或定制ASIC。运动控制模块为驱动器或放大器提供一个控制转动速度和方向的信号,驱动器把它转换为适当的电压和电流去驱动电机运转。这样的运动控制模块在直流无刷电机伺服系统中的应用就能使糸统成为坚固的、具有容错能力的运动控制反馈系统。该系统应注意下列问题：

　　•运动控制模块与正交编码器输出之间的接口电路;

　　.接收器印刷电路板的设计;

　　.正交编码器信号电缆系统的应用。

　　运动控制模块的接收电路

　　运动控制模块的编码输入电路-接收器电路,实际上就是运动控制模块与正交编码器输出之间的接口电路。本糸统采用MAX3095接收器电路与正交编码器电缆-端子电阻匹配电路组合作为其接口电路。

　　正交编码器输出6路RS-422/RS—485信号(A、 、B、B、INDEX和 ),通过电缆传送至运动控制模块的接收电路MAX3095。接收电路把RS-422信号转换为逻辑电平信号,并把信号送至运动控制模块或DSP或ASIC进行处理。接收电路必须对来自伺服系统的各种故障包括开路、短路、噪声等做出反应,即对来正交编码器输出中的开路、短路、噪声编码信号做出反应。

 

　　图3 运动控制模块与正交编码器输出之间的接口电路