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            伺服控制系統(tǒng)中高精度電流采樣的設計

            作者:暨綿浩 廣州數(shù)控設備有限公司 時間:2010-03-09 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

              數(shù)字伺服系統(tǒng)的控制策略

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/106709.htm

              數(shù)字伺服系統(tǒng)一般是由三個閉環(huán)來完成,其原理如圖2所示,第一層是位置環(huán)、第二層是速度環(huán)、第三層是電流環(huán);其中位置、速度都是外環(huán),而電流環(huán)則是系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)環(huán),它的構成是由核心硬件以及關鍵解算軟件組成的,全數(shù)字伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心傳動部分,也是技術難度最大的部分,其最主要的特點就是高速、高精、功能豐富多樣。電流環(huán)是伺服系統(tǒng)的核心控制環(huán),而保證速度精度以及力矩平穩(wěn)性的最關鍵就是數(shù)字伺服中的電流環(huán)的設計,所以一個系統(tǒng)性能是否優(yōu)秀與電流環(huán)的設計息息相關。

              傳感器與電流采樣電路

              因為采樣的精度和速度直接導致整個電流環(huán)的運算精度,從而直接對系統(tǒng)的性能產(chǎn)生非常重大的影響。而在電量參數(shù)測量領域內(nèi),萊姆()公司的霍爾由于其穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品性能成為本系統(tǒng)設計的首選,LTS25-NP傳感器采用的是單電源供電,相對于采用雙電源供電的傳感器, 萊姆傳感器在外圍的硬件電路設計上更加簡單,不需要增加電壓抬升電路從而減少電源對系統(tǒng)的干擾。此款傳感器另一優(yōu)點是溫漂小,精度高;而且內(nèi)置采樣電阻,其輸出端是電壓型輸出,避免了因增加外接采樣電阻以及運放后進入使精度有所降低。

              該傳感器有正極(+5)、測量端(OUT)及地(0)三個引腳,如圖3所示。該款傳感器是閉環(huán)霍爾,使用霍爾器件作為核心敏感元件、用于隔離檢測電流的模塊化產(chǎn)品。為防止干擾,在霍爾傳感器的供電電源端和地端單獨并接一只1μF的退耦濾波電容。

              電流檢測電路是把永磁同步電機的三相定子電流經(jīng)傳感器后進入轉(zhuǎn)換成是數(shù)字形式并進行一系列的變換,由于本系統(tǒng)是三相平衡系統(tǒng):Ia+Ib+Ic=0;因此只需要檢測其中兩相電流,就可以得到三相電流。由永磁同步電機的數(shù)學模型可知,定子電流檢測的精度和實時性是整個矢量控制系統(tǒng)精度的關鍵,因此本系統(tǒng)采用LTS25-NP型傳感器來檢測電流。

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