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第五章伺服传动技术5.4直流伺服电动机运动控制目

录直流伺服电动机的控制

1直流伺服电动机的驱动2直流伺服系统3直流伺服电动机的控制调节电枢供电电压，能够实现无级调速。减弱励磁磁通，能够平滑调速。改变电枢回路电阻，实现有级调速。

♦依据：直流伺服电动机的转速方程。♦转速：电压、磁场磁通、电枢回路电阻。直流伺服电动机的驱动直流伺服电动机采用直流供电，为调节电动机转速和方向，需要对其直流电压的大小和方向进行控制。目前常用驱动方式有：♦晶闸管调速系统（SCR）原理：通过对晶闸管触发角的控制来控制电机电枢电压，以达到调速的目的。♦晶体管脉宽调速（PWM)原理：通过脉宽调制器将直流电压转换成方波电压，通过对方波脉冲宽度的控制，改变电枢的平均电压，以达到调速的目的。直流伺服电动机的驱动晶闸管调速系统（SCR）可控硅整流放大器：整流、放大、驱动，使电机转动。速度环：速度调节。作用：好的静态、动态特性。电流环：电流调节、作用：加快响应、启动、低频稳定。触发脉冲发生器：产生移相脉冲，使可控硅触发角前移或后移。主回路控制回路组成直流伺服电动机的驱动晶体管脉宽调速（PWM）T1T2PWM方波的示意图♦频率:周期的倒数。

♦占空比:高电平在一个周期内所占的比例。f=1/(T1+T2)D=T1/(T1+T2)♦PWM→放大→功率晶体管→直流伺服电机运转可以实现电机运转时间和转速大小的控制。直流伺服电动机的驱动H桥驱动原理♦两对晶体管构成H桥驱动电路；要使电动机运转，必须导通对角线上的一对晶体管。

♦当VT1和VT4导通，VT2和VT3截止时，电流就从电源正极经VT1—电动机—VT4回到电源负

极，电动机正转；♦当VT2和VT3导通，VT1和VT4截止时，电流就从电源正极经VT3—电动机—VT2回到电源负

极，电动机反转。直流伺服系统♦速度伺服系统

速度控制是伺服系统中的一个重要内容。它由速度控制单元、伺服电机、速度检测装置等构成，速度控制单元用于控制电机的转速，是速度控制系统的核心。在可控硅构成的直流电机驱动电路中，只要改变可控硅的触发角，就可以调节电枢电压，从而达到调节电机转速的目的；在PWM构成的驱动电路中，只要改变脉冲的宽度，即可以调节电机的转速。但这样的调速系统是开环的，由于直流电机本身的机械特性比较软，直流开环伺服系统不能满足机电一体化系统的要求，在实际应用中一般都采用闭环伺服系统。由于伺服控制系统的速度和位移都有较高的精度要求，因而直流伺服电动机通常以闭环或半闭环控制方式应用于伺服系统中。直流伺服系统♦位置伺服系统

位置控制伺服系统应用领域非常广泛，如数控机床、工业机器人、雷达天线和电子望远镜的瞄准系统等。在速度伺服系统的基础上增加位置反馈环节就可构成直流位置控制伺服系统。在位置伺服系统中，位置环有模拟式和数字式，前者如仿形机床伺服系统，采用自整角机的角度跟踪系统等。随着计算机控制技术的发展，在位置控制伺服系统中，越来越多采用数字式，而速度环常采用模拟式，构成混合式的伺服系统。数字式位置控制系统根

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