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基于DSP高精度伺服位置環設計

—— The Design of High Accuracy Servo Position Loop Based on DSP
作者：暨綿浩 廣州數控設備有限公司 時間：2009-06-15 來源：電子產品世界

　　引言

本文引用地址：//tjguifa.cn/article/95275.htm

　　機床是裝備制造業的母機，也是裝備制造業的引擎。我國“十一五”發展規劃明確規定：國產數控機床國內市場占有率要達到60%，高端產品與國際先進水平的差距縮小到5年以內。

　　作為數控機床的重要功能部件，永磁同步電機伺服驅動裝置是數控機床向高速度、高精度、高效率邁進的關鍵基礎技術之一。隨著新的微處理器、電力電子技術和傳感器技術在伺服驅動裝置的應用，伺服驅動器的性能獲得極大的提高。如日本的安川公司利用新的微處理器，以及通過擴充新的控制算法，速度頻率響應提高到了1.6kHz，具有自動測定機械特性，設置所需要的伺服增益功能，實現了“在線自動調整功能”;發那科公司的新一代驅動器則采用了1600萬/轉的高分辨率的編碼器，高精度電流檢測，實現了高速、高精度的伺服HRV (高響應向量)控制算法，伺服電機的最大控制電流減少50%，并減少電機發熱17%，使得伺服驅動裝置可以獲得更高的剛性和過載能力。國內在高性能伺服驅動技術方面，與國外名牌企業仍存在較大的差距，已成為制約我國發展中高檔數控系統產業的“瓶頸”問題。

　　針對舊產品的信號處理時間長，電流與位置信號檢測精度低的不足，本系統以TMS320F2812 DSP為控制器，縮短了信號處理時間且提高電流采樣精度;位置檢測用多摩川的TS5667N120 17位絕對式編碼器以提高了位置檢測精度。系統在數控加工中心的應用中，具有定位無超調、高剛性、高速度穩定性，達到了設計指標，可以滿足微米級加工精度的要求。

　　系統硬件設計

　　系統硬件以 TMS320F2812DSP控制器、三菱公司的IPM功率模塊、多摩川公司的TS5667N120 17位絕對式編碼器為主要功能部件，硬件系統框圖如圖1所示。

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