机器人伺服驱动.ppt

任课老师:蒋志宏、李辉
机电学院智能机器人研究所
2014年-2015年
ING
《机器人学》
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第五章:机器人伺服驱动
伺服驱动控制原则和方法
伺服驱动控制
伺服电机运动与驱动控制原理
伺服驱动电路设计
伺服驱动多环路控制器设计
伺服驱动系统测试与指标
《机器人学》
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伺服驱动控制原则和方法
伺服驱动器在机器人中的作用相当于人体的肌肉:如果把连杆和关节想象为机器人的骨骼,那么伺服驱动器就起到人体肌肉作用。
伺服驱动器(Servo Drives)又称“伺服控制器/放大器”,是用来控制伺服电机的一种控制器,主要应用于高精度定位系统。一般通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制,实现高精度的传动系统定位;
1、伺服驱动定义
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伺服驱动控制原则和方法
伺服驱动技术作为数控机床、(工业)机器人及其它机械控制的关键技术之一;
20世纪最后10年间,微处理器(特别是DSP)技术、电力电子技术、网络技术、控制技术的发展为伺服驱动技术奠定了良好基础。
20世纪80年代是交流伺服技术取代直流伺服技术;
20世纪90年代是伺服驱动技术实现全数字化、智能化、网络化的10年。
(百度搜词条“伺服驱动器”和“伺服驱动系统”了解)
2、伺服驱动简介
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伺服驱动控制原则和方法
电机伺服驱动器(交直流伺服电机:直流电机、永磁同步电机、直流无刷电机、直接驱动电机,还有步进电机等。)
液压伺服驱动器
气动伺服驱动器
记忆金属伺服驱动器
压电陶瓷伺服驱动器(致伸缩驱动器)
3、伺服驱动器种类
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4、伺服驱动系统组成
涉及学科:电路原理、模电数电、电力电子、控制技术、信息及智能技术等等。
伺服驱动控制原则和方法
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伺服驱动控制原则和方法
5、伺服驱动控制拓扑
伺服电机多环路控制拓扑
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伺服驱动控制原则和方法
6、直流伺服电机的驱动原理
电流磁效应可知,通电导体周围会产生磁场,从而使得通电导体在磁场中受到安培力作用。
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伺服驱动控制原则和方法
6、直流伺服电机的驱动原理
为了使得通电线圈能够连续运转,当线圈越过平衡位置后及时改变对线圈供电电流的方向,那么线圈就能连续转动起来。换向器和电刷的目的就是改变线圈的供电电流方向。这样线圈就能连续在磁场中运转。
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直流电动机转速和其他参量之间的稳态关系:
n-转速(r/min);
U-电枢电压(V);I-电枢电流(A);R-电枢回路总电阻(欧姆);
-励磁磁通(Wb);
Ke-由电机结构决定的电动势常数。
伺服驱动控制原则和方法
7、直流伺服电机的调速原理
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