伺服控制与步进控制的性能对比

2024-04-23 新闻资讯

  很多老师傅都分不清”伺服控制“和”步进控制“的区别,觉得两者差别不大。今天,咱们就一块儿来看看这两者的区别!

  伺服系统是以位置和角度为控制量的控制管理系统的总称,与位置和角度相关联的速度、角速度、加速度、力等为控制量的系统也包含在伺服系统内。其分类为:

  伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值作比较,调整转子转动的角度。6伺服电机的精度决定于编码器的精度(线、确定机械规格,负载、刚性等参数。

  步进电机大体上分为:反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。

  步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。能够最终靠控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以经过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,进而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,大范围的应用于各种开环控制。

  2、静力矩的选择:静力矩选择的依据是电机工作的负载 ,正常的情况下,静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好 。

  3、电流的选择:由于电流参数不同,其运行特性差别很大,可依据矩频特性曲线图,判断电机的电流。

  1、控制精度不同。五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证 ,对于带标准2500线编码器的电机而言,其脉冲当量为360°/10000=0.036°,伺服电机精度要比步进马达高。

  2、低频特性不同。步进电机在低速时易出现低频振动现象。交流伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不可能会出现振动现象。

  3、过载能力不同。步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力 。

  4、运行性能不同。步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,正常情况下不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。

  5、速度响应性能不同。步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200~400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好,以松下MSMA 400W交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合;

  6、矩频特性不同。步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,交流伺服电机为恒力矩输出。

  综上所述,交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以,并不存在谁比谁更好的说法。在控制管理系统的设计过程中,我们要考虑控制要求、成本等多方面的因素,选用适当的控制电机。你们学会了吗?

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  TMC2160 是一款采用步进/ 方向接口和SPI的多功能高压栅极驱动器。它能够在从NEMA23到NEMA34及更高级别的步进电机中获得最佳性能。   制造商- TRINAMIC 发布了全新的高性能 步进电机驱动器 TMC2160。该多功能芯片结合强大的外部MOSFET驱动级,涵盖了从工业和实验室自动化到数控铣削领域的广泛应用领域。   图1 TMC2160-TA   “我们在众多应用中选择步进电机而不是齿轮伺服驱动器的原因是步进电机固有的坚固性和精确性以及高扭矩。” Trinamic的创始人CEO Michael Randt说,“TMC2160采用了我们最新的电流控制技术可实现步进电机的最佳性能。”   该集成步进电机驱动器

  1 步进电机        步进电动机是纯粹的数字控制电动机,它将电脉冲信号转变为角位移,即给一个脉冲,步进电机就转一个角度,因此非常合适单片机控制,在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,电机则转过一个步距角,同时步进电机只有周期性的无累积误差,精度高。       步进电动机有如下特点:        1)步进电动机的角位移与输入脉冲数严格成正比。因此,当它转一圈后,没有累计误差,拥有非常良好的跟随性。        2)由步进电动机与驱动电路组成的开环数控系统,既简单、廉价,又非常可靠,同时,它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。

  下面程序完成的基本功能:实现步进电机的正反转,加速、减速;显示电机转速(转速级别)和工作状态(正转、反转、不转)。 源程序 SPEED EQU 10H ;SPEED为转速等级标志,共7级,即1~7 FX EQU 11H ;FX 为方向标志 COUNT EQU 12H ;COUNT中断次数标志 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H ;外部中断0入口地址,加速子程序 AJMP UP ORG 0013H ;外部中断1入口地址,减速子程序 AJMP DOWN ORG 000BH ;定时器0中断入口地址,控制中断次数来达到控制转速 AJMP ZDT0

  步进电机也叫步进器,它利用电磁学原理,将电能转换为机械能,人们早在20世纪20年代就开始用这种电机。随着嵌入式系统(例如打印机、磁盘驱动器、玩具、雨刷、震动寻呼机、机械手臂和录像机等)的日益流行,步进电机的使用也开始暴增。不论在工业、军事、医疗、汽车还是娱乐业中,只要需要把某件物体从一个位置移动到另一个位置,步进电机就一定能派上用场。步进电机有许多种形状和尺寸,但不论形状和尺寸如何,它们都可以归为两类:可变磁阻步进电机和永磁步进电机。本文重点讨论更简单也更常用的永磁步进电机。 图1:具有双齿槽和单绕组的定子 步进电机的构造 如图1所示,步进电机是由一组缠绕在电机固定部件--定子齿槽上的线圈驱动的。通常

  步进电机常用来做定位控制,它可以由PLC输出的脉冲数量控制旋转的角度(相对来说可以是距离),脉冲的频率控制步进电机旋转的速度。但用于控制精度不是很高的场合,简单、经济、控制方便;对于控制精度要求很高的场合,就得使用伺服控制管理系统了。 步进系统=步进驱动器+步进电机。步进电机由步进驱动器来驱动,相当于驱动电源,且它受外部的脉冲信号和方向信号控制(这里举例是西门子PLC输出脉冲),进而控制步进电机的旋转角度和速度。 步进驱动器+步进电机+西门子PLC(CPU 222 CN) 相关的定义 1、驱动器:用于PLC控制步进电机的媒介,负责把PLC给的脉冲信号经过放大后,输给步进电机,使电机按照PLC和驱动器给定的参数运行。 控制过

  的常用方法 /

  摘要: C504是德国SIEMENS公司生产的单片微控制器,文中介绍了C504单片机在步进电机控制方面的应用,给出了利用C504的资源优势,经过一定的扩展来对步进电机来控制的控制管理系统结构及方法,另外,该控制管理系统还具有人机对话功能和较高的性能价格比。     关键词: C504 步进电机 CCU 步距角 步进电机是一种脉冲电机,它是一种能将脉冲信号转换为角位移的数模转换器,可大范围的使用在无需反馈控制而要求有精确位置的场合,为了改善步进电机的工作特性及减少硬件电路的连接,近几年来多采用单片机对其控制,但由于各类单片机的功能、容量和价格不相同,因而其性能和成本也各不相同。鉴于C504单片机在电机控制方面的独特

  摘要:介绍了利用阵列逻辑器件GAL16V8对三相六拍步进电机实现控制的方法及其电路设计。通过计算机编程器对GAL进行编程,能够完全满足各种控制要求。该电路简单,工作稳定可靠,编程灵活方便。 关键词:通用阵列逻辑器件 步进电机 GAL16V8 三相六拍 步进电机大范围的应用于对精度要求比较高的运动控制管理系统中,如机器人、打印机、软盘驱动器、绘图仪、机械阀门控制器等。目前,对步进电机的控制主要有由分散器件组成的环形脉冲分配器、软件环形脉冲分配器、专用集成芯片环形脉冲分配器等。分散器件组成的环形脉冲分配器体积比较大,同时由于分散器件的延时,其可靠性大幅度的降低;软件环形分配器要占用主机的运行时间,降低了速度;专用集成芯片环形脉冲分配器集成度高、可

  1 步进电机 步进电动机是纯粹的数字控制电动机,它将电脉冲信号转变为角位移,即给一个脉冲,步进电机就转一个角度,因此非常合适单片机控制,在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,电机则转过一个步距角,同时步进电机只有周期性的无累积误差,精度高。 步进电动机有如下特点: 1)步进电动机的角位移与输入脉冲数严格成正比。因此,当它转一圈后,没有累计误差,拥有非常良好的跟随性。 2)由步进电动机与驱动电路组成的开环数控系统,既简单、廉价,又非常可靠,同时,它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。 3)步进电动机的动态响应快,易于启停、正反转及变速。

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