Ethercat驱动器开发任务书.doc

EtherCAT 驱动器开发任务书一、驱动器基本参数 1、 PCB 设计在设计驱动器 PCB 时需要采用功率板与逻辑板分开的设计,即至少要设计两块 PCB 板,将功率板与逻辑板分开。 2、驱动器输入电压驱动器输入电压建议由两部分组成: ◆主电路(功率电路)供电输入,电压为单向交流 220V ; ◆逻辑电路供电输入,电压为直流 24V 。采用这种分开供电的好处是,当电机出现异常需要急停时,可以直接断开主电路的供电让电机停止运行,同时保持逻辑电路的供电,可以保持 EtherCAT 通讯及驱动器中报警记录等部分正常工作。 3、驱动器输出电流驱动器的输出电流为:最大连续输出电流为 10A(RMS) ,最大峰值输出电流为 20A(RMS) 。要求能够在驱动器的操作软件中对输出连续电流及峰值电流值进行设置,这样只要电机的连续电流及峰值电流的参数在驱动器 10A/20A 这个范围内,就可以被驱动。 4、功率放大输出(二选其一) ◆驱动器的功率输出部分采用 PWM 放大输出,开关频率可用软件调整,对电磁马达不小于 25KHz ,最好可以到 32KHz , 对于压电马达,需要与压电陶瓷谐振频率一致( 20kHz 至 150kHz ) ◆驱动器的功率输出采用线性放大输出。 5、驱动电机类型驱动器可以驱动的电机类型包括: ◆旋转式与直线式压电马达◆直线式与旋转式伺服电机 6、驱动器通讯接口驱动器通讯接口至少要有: ◆ 2个 EtherCAT 接口,可以与 EtherCAT 主站构成控制系统, 多台驱动器也可以通过串行方式级联起来; ◆ RS232 通讯接口,用来与 PC 通讯。 7、伺服闭环及算法◆要求在驱动器中实现三闭环控制:电流环、速度环与位置环。三个闭环的操作可以在本地驱动器完成,三个闭环的伺服周期建议为:电流环周期<= ,速度环与位置环的伺服周期<=125us 。短的伺服周期可以带来电机更快的响应,及电机更好的调试性能。◆伺服环算法采用市面上驱动器的通用算法就可以了,比如 PI控制或 PID 控制。三个闭环都有自己独立的伺服算法。对于驱动压电马达要考虑对应于压电马达的电流环伺服算法,在位置环 PID 算法中,建议加入速度前馈及加速度前馈的算法控制,这样可以带来更好的加减速及匀速性能。◆加入软件滤波算法,比如 Biquad 滤波器。◆可选件:增加双闭环反馈算法,及速度环的反馈来自于电机编码器,位置环的反馈来自于光栅尺信号。 8、调试软件开发 PC 端的驱动器操作及调试软件,软件可通过 RS232 串口与驱动器交互。 9、保护电路驱动器设计时要充分考虑到对驱动器自身及电机的各种保护,至少要包括下面这些: ◆过电压保护◆欠电压保护◆过电流保护◆过载保护◆电机高温保护◆驱动器高温保护◆电机换向失败保护◆电机编码器断线保护◆电机缺相保护◆位置环跟随误差超差保护◆驱动器功率模块的保护等。 10、驱动器专用 IO信号: 驱动器要包括如下专用 IO信号: ◆两个限位开关及一个原点开关信号通过限位开关实现限位功能;可以通过原点开关或 Z脉冲或两者的组合实现回原点控制功能。◆使能输入信号,驱动器可以通过使能输入信号或 EtherCAT 协议来进行使能。◆报警输出信号,驱动器报警时输出信号。◆驱动器复位输入信号,驱动器出现报警后,可以通过复位信号解除报警。◆驱动器准备好输出