隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高,，伺服控制技術(shù),、電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展,，伺服運動與控制技術(shù)也在不斷走向成熟,，電機運動控制平臺作為一種高性能的測試方式已經(jīng)被廣泛應用,，人們對伺服性能的要求也在不斷提高,。

　　伺服電機三環(huán)控制原理與MES-100控制方式

　　一,、三環(huán)控制原理

　　1,、首先是電流環(huán),，此環(huán)完全在伺服驅(qū)動器內(nèi)部進行,，通過霍爾裝置檢測驅(qū)動器給電機的各相的輸出電流，負反饋給電流的設定進行PID調(diào)節(jié),，從而達到輸出電流盡量接近等于設定電流,，電流環(huán)就是控制電機轉(zhuǎn)矩的，所以在轉(zhuǎn)矩模式下驅(qū)動器的運算最小,，動態(tài)響應最快,。

　　2、第二環(huán)是速度環(huán),，通過檢測的伺服電機編碼器的信號來進行負反饋 PID 調(diào)節(jié),，它的環(huán)內(nèi) PID   輸出直接就是電流環(huán)的設定，所以速度環(huán)控制時就包合了速皮環(huán)和電流環(huán),，換句話說任何棋式都必須使用電流環(huán),，電流環(huán)是控制的跟本，在速度和位置控制的同時系統(tǒng)實際也在進行電流(轉(zhuǎn)矩)的控制以達到對速度和位置的相應控制,。

　　3,、第三環(huán)是位置環(huán)，它是最外環(huán),，可認在驅(qū)動器和伺服電機編碼器間構(gòu)建也可以在外部控制器和電機編碼器或最終負載間構(gòu)建,，要根據(jù)實際情況來定。由于位置控制環(huán)內(nèi)部輸出就是速度環(huán)的設定,，位置控制模式下系統(tǒng)進行了所有  3 個環(huán)的運算,，此時的系統(tǒng)運算量最大,，動態(tài)響應速度也最慢。

　　圖 1.1

　　二,、影響控制的因素

　　1,、速度環(huán)主要進行PI(比例和積分)，比例就是增益,，所以我們要對速度增益和速度積分時間常數(shù)進行合適的調(diào)節(jié)才能達到理想效果,。

　　2、位置環(huán)主要進行P(比例)調(diào)節(jié),。對此我們只要設定位置環(huán)的比例增益就好了,。當進行位置模式需要調(diào)節(jié)位置環(huán)時，最好先調(diào)節(jié)速度環(huán),，位置環(huán),、速度環(huán)的參數(shù)調(diào)節(jié)沒有什么固定的數(shù)值，要根據(jù)外部負載的機械傳動連接方式,、負載的運動方式,、負載慣量、對速度,、加速度要求以及電機本身的轉(zhuǎn)子慣量和輸出慣量等等很多條件來決定,，調(diào)節(jié)的簡單方法是在根據(jù)外部負載的情況進行大體經(jīng)驗的范圍內(nèi)將增益參數(shù)從小往大調(diào)，積分時間常數(shù)從大往小調(diào),，以不出現(xiàn)震動超調(diào)的穩(wěn)態(tài)值為最佳值進行設定,。

　　圖 1.2

　　三、MES-100控制方式

　　1,、MES-100運動控制平臺由電機及加載系統(tǒng)、電機驅(qū)動程序調(diào)試系統(tǒng),、數(shù)據(jù)采集和電源系統(tǒng)組成,。從電機到驅(qū)動構(gòu)建出完整的硬件軟件實驗環(huán)境，提供全開放式的軟硬件接口,，具有豐富的可擴展性教學體驗,，可做電機識別，堵轉(zhuǎn),，電機效率測試,，電機參數(shù)測定，電機T-N曲線測試,，電機運動控制及編碼器矢量轉(zhuǎn)矩,，無感矢量速度分析等測試，測試結(jié)果如下圖1.3,。

　　2,、伺服電機的速度和轉(zhuǎn)矩控制都是用模擬量來控制的,，位置控制是通過發(fā)脈沖來控制的，如果對電機的速度和位置都沒有要求可以采用恒轉(zhuǎn)矩模式,，可通過及時的改變模擬量的設定來改變設定的力矩大小,，也可以通過通訊方式改變對應的地址的數(shù)值來實現(xiàn)。如果對位置和速度有一定的進度要求可以采用速度或位置模式,，位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小,，通過脈沖的個數(shù)來確認轉(zhuǎn)動的角度，由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制,，行業(yè)應用比較廣泛,。