智能伺服驱动器

智能伺服驱动器，又称为可编程伺服驱动器，是一种集伺服驱动技术、PLC技术、运动控制技术于一身的全数字化驱动器。它能够通过梯形图编程，执行PLC的逻辑和数据计算，并借助特定的运动控制指令，实现实现多轴电机的同步控制。智能伺服驱动器是伺服系统的重要组成部分，主要用于高端设备和智能机器的核心控制组件。在纺织机械、木工机械等多个领域都有广泛应用。

功能配置

智能伺服驱动器采用了DSP芯片（DSP）作为控制核心，包含了运动控制算法、PLC算法、伺服控制算法等多种算法。功率板通过桥式整流电路将交流电转化为直流电，然后通过三相正弦PWM逆变来驱动三相同步交流伺服电机。驱动板则以DSP为中心，负责伺服各模块的状态信号采集、AD转换、信号监控、数据处理和数据输出。通过内核程序对不同等级的任务进行调度，实现了通信、PLC、PWM脉宽调制、AD转换、脉冲输入采集等多项功能。

产品分类

智能伺服驱动器可分为多种类型，包括无刷智能伺服驱动器、DC智能伺服驱动器、有刷电机智能伺服驱动器、步进电机智能伺服驱动器、感应电机智能伺服驱动器、永磁同步电机伺服驱动器以及智能电机智能伺服驱动器。

产品特色

智能伺服驱动器融合了伺服驱动技术、PLC技术和运动控制技术的优点。具体特点如下：

- 将传统的PLC功能整合至伺服驱动器中，具备完整的通用PLC指令，可通过独立的编程软件进行编程，从而使系统更为高效简洁。

- 内置的运动指令支持一轴闭环和三轴开环同步运动，开环轴滞后时间仅为1毫秒，即所谓的"四轴同步"。

- 支持瞬时最大3倍过载，速度环频率可达400Hz，刚性达到10倍。位置环调节周期仅1毫秒，动态跟随误差小于4个脉冲。

- 在系统设计中，当需要进行三环切换时，智能伺服驱动器能够实现三环无扰数字切换，在梯形图环境中重新构建伺服电流环、速度环、位置环的结构参数，实现多模式动态切换。

- 在梯形图环境下，能够完成数控插补运算，自动生成曲线簇算法，集成G代码运动功能，如S曲线、多项式曲线等。例如，在背心袋制袋机中，采用指数函数作为加速部分曲线，以及加速度平滑、柔性的四次多项式位移曲线作为减速部分曲线，从而提高机器的速度和平稳性。

- 具备完善的硬件保护和软件报警机制，便于故障诊断和安全防护。

发展现状

数字化

随着新型微处理器和专用DSP芯片（DSP）的应用，全数字化的伺服系统正在逐步取代以模拟电子器件为主的伺服控制单元。这种全数字化的伺服系统可以通过人工编程实现软硬件一体化，具有极强的灵活性和开放性。只需更改软件即可实现不同的控制功能，同时也能针对同一硬件模块的不同需求，使用不同的软件模块进行控制，显著提升了开发效率并缩短了开发周期。

智能化

控制策略的不断创新是智能化的关键之一。除向量控制外，还出现了许多新的高性能、高智能化的控制策略，如神经网络控制、自适应控制、滑模变结构控制、模糊控制等。这些新策略旨在解决参数变化、系统扰动和不确定性等因素对系统动态性能的影响，应对复杂的系统数学模型，以及协调传感器对控制精度的影响。

集成化

得益于高速、高性能DSP芯片的普及，伺服系统的定位伺服单元和速度伺服单元不再单独分离，而是通过软件集中管理在处理器算法中，允许两种控制方式灵活切换，并可根据不同需求选择不同的控制系统。随着大功率、高频化的电力电子元件的快速发展，集成电路被广泛接受，促进了伺服系统开发板的集成度提升。可重配置、重利用、标准化、模块化的分布式系统硬件结构的发展，克服了传统电力电子系统的局限性，增强了各个模块的灵活性。

网络化

将现场总线、工业以太网技术，甚至是无线网络技术集成到伺服控制系统中，已成为工业发达国家伺服制造商的普遍做法。现代伺服电机控制系统通常配备专用局域网接口和标准串行通讯接口，使得控制系统能够在较大范围内完成控制目标。通过电缆实现数据的高速传输，实现了系统的一体化管理和分布式控制。Lentz的System 总线和RS485、Rockwell的SERVO、DeviceNet、Interbus、Profibus等技术在交流永磁同步电机伺服控制系统中得到了广泛应用。

参考资料

【智能伺服】智能伺服百科.厂商信息网站.2024-09-13

智能伺服驱动器产品特色 .义乌远畅自动化.2024-09-13

什么是智能步进伺服驱动器?有电工可能还不知道.百家号.2024-09-13