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伺服驅(qū)動(dòng)係統(tǒng)控製作為(wei) 工業(yè)(ye) 自動(dòng)化設(shè)備的核心部分,特別如工業(yè)(ye) 機(jī)器人(桁架、關(guān)(guan) 節(jié)類)應(yīng)用的機(jī)械手控製係統(tǒng)。其可靠性和穩(wěn)定性直接影響設(shè)備的性能,而影響其可靠性和穩(wěn)定性的主要因素之一是抗幹?jǐn)_問(wèn)題。因此,如何有效地解決(jue) 幹?jǐn)_問(wèn)題是伺服驅(qū)動(dòng)係統(tǒng)的設(shè)計(jì)中的一個(gè)(ge) 不容忽視的問(wèn)題。
一、幹?jǐn)_現(xiàn)象
在應(yīng)用中,常會(huì)(hui) 遇到以下幾種主要幹?jǐn)_現(xiàn)象:
1、控製係統(tǒng)未發(fā)指令時(shí),電機(jī)無(wú)規(guī)則地轉(zhuǎn)動(dòng)。
2、伺服電機(jī)停止運(yùn)動(dòng),控製器讀取電機(jī)位置時(shí),由電機(jī)端部的光電編碼器反饋回的數(shù)值無(wú)規(guī)律亂(luan) 跳。
3、伺服電機(jī)運(yùn)行時(shí),所讀取的編碼器的值與(yu) 所發(fā)出指令值不吻合,且誤差值是隨機(jī)的,無(wú)規(guī)律的。
4、伺服電機(jī)運(yùn)行時(shí),所讀取的編碼器的值與(yu) 所發(fā)出指令值的差值為(wei) 一穩(wěn)定的值或呈周期性變化。
5、與(yu) 交流伺服係統(tǒng)共用同一電源的設(shè)備(如顯示器等)工作不正常。
二、幹?jǐn)_源分析
幹?jǐn)_進(jìn)入運(yùn)動(dòng)控製係統(tǒng)的渠道主要有兩(liang) 類:
1、信號(hào)傳(chuan) 輸通道幹?jǐn)_,幹?jǐn)_通過(guò)與(yu) 係統(tǒng)相聯(lián)的信號(hào)輸入通道、輸出通道進(jìn)入;
2、供電係統(tǒng)幹?jǐn)_。
信號(hào)傳(chuan) 輸通道是控製係統(tǒng)或驅(qū)動(dòng)器接收反饋信號(hào)和發(fā)出控製信號(hào)的途徑,因?yàn)?wei) 脈衝(chong) 波在傳(chuan) 輸線上會(huì)(hui) 出現(xiàn)延時(shí)、畸變、衰減與(yu) 通道幹?jǐn)_,在傳(chuan) 輸過(guò)程中,長(zhǎng)線的幹?jǐn)_是主要因素。任何電源及輸電線路都存在內(nèi)(nei) 阻,正是這些內(nèi)(nei) 阻才引起了電源的噪聲幹?jǐn)_,如果沒(méi)有內(nèi)(nei) 阻,無(wú)論何種噪聲都會(huì)(hui) 被電源短路吸收,在線路中不會(huì)(hui) 建立起任何幹?jǐn)_電壓,此外,交流伺服係統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器本身也是較強(qiáng)的幹?jǐn)_源,它可以通過(guò)電源對(duì)其他設(shè)備進(jìn)行幹?jǐn)_。
三、抗幹?jǐn)_的措施
信號(hào)傳(chuan) 輸通道的抗幹?jǐn)_設(shè)計(jì)
(1)光電耦合隔離措施
長(zhǎng)距離傳(chuan) 輸過(guò)程中,采用光電耦合器,可以將控製係統(tǒng)與(yu) 輸入通道、輸出通道以及伺服驅(qū)動(dòng)係統(tǒng)的輸入、輸出通道切斷電路之間的聯(lián)係。如果在電路中不采用光電隔離,外部的尖峰幹?jǐn)_信號(hào)會(huì)(hui) 進(jìn)入係統(tǒng)或直接進(jìn)入伺服驅(qū)動(dòng)裝置,產(chǎn)(chan) 生第一種幹?jǐn)_現(xiàn)象。光電耦合的主要優(yōu)(you) 點(diǎn)是能有效地抑製尖峰脈衝(chong) 及各種噪聲幹?jǐn)_ , 從(cong) 而使信號(hào)傳(chuan) 輸過(guò)程中的信噪比大大提高。主要原因是:幹?jǐn)_噪聲雖然有較大的電壓幅度,但能量小,隻能形成微弱電流,而光電耦合器輸入部分的發(fā)光二極管是在電流狀態(tài)下工作,一般導(dǎo)通電流為(wei) 10-15mA,所以即使有很高的大幅度的幹?jǐn)_,由於(yu) 不能提供足夠的電流而被抑製掉。
(2)雙絞屏蔽線長(zhǎng)線傳(chuan) 輸
信號(hào)在傳(chuan) 輸過(guò)程中會(huì)(hui) 受到電場(chǎng)、磁場(chǎng)和地阻抗等幹?jǐn)_因素的影響,采用接地屏蔽線可以減小電場(chǎng)的幹?jǐn)_。雙絞線與(yu) 同軸電纜相比,雖然頻帶較差,但波阻抗高,抗共模噪聲能力強(qiáng),能使各個(gè)(ge) 小環(huán)節(jié)的電磁感應(yīng)幹?jǐn)_相互抵消。另外,在長(zhǎng)距離傳(chuan) 輸過(guò)程中,一般采用差分信號(hào)傳(chuan) 輸,提高抗幹?jǐn)_性能。采用雙絞屏蔽線長(zhǎng)線傳(chuan) 輸可以有效地抑製第二、三、四種幹?jǐn)_現(xiàn)象的產(chǎn)(chan) 生。
(3)接地
接地可以消除電流流經(jīng)地線時(shí)所產(chǎn)(chan) 生的噪聲電壓,除了要將伺服驅(qū)動(dòng)係統(tǒng)接大地外,信號(hào)屏蔽線也要接地,防止靜電感應(yīng)和電磁幹?jǐn)_。如果沒(méi)有正確的接地,則可能會(huì)(hui) 出現(xiàn)第二種幹?jǐn)_現(xiàn)象。
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