一、工作原理

主流的伺服驅動(dòng)器均采用數字信號處理器（DSP）作為控制核心，可以實(shí)現比較復雜的控制算法，實(shí)現數字化、網(wǎng)絡(luò )化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊（IPM）為核心設計的驅動(dòng)電路,IPM內部集成了驅動(dòng)電路,同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測保護電路,在主回路中還加入軟啟動(dòng)電路,以減小啟動(dòng)過(guò)程對驅動(dòng)器的沖擊。功率驅動(dòng)單元首先通過(guò)三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流，得到相應的直流電。經(jīng)過(guò)整流好的三相電或市電，再通過(guò)三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來(lái)驅動(dòng)三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅動(dòng)單元的整個(gè)過(guò)程可以簡(jiǎn)單的說(shuō)就是AC-DC-AC的過(guò)程。整流單元（AC-DC）主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路。

二、測試平臺

伺服驅動(dòng)器的測試平臺主要有以下幾種：采用伺服驅動(dòng)器—電動(dòng)機互饋對拖的測試平臺、采用可調模擬負載的測試平臺、采用有執行電機而沒(méi)有負載的測試平臺、采用執行電機拖動(dòng)固有負載的測試平臺和采用在線(xiàn)測試方法的測試平臺。

1采用伺服驅動(dòng)器—電動(dòng)機互饋對拖的測試平臺

這種測試系統由四部分組成，分別是三相PWM整流器、被測伺服驅動(dòng)器—電動(dòng)機系統、負載伺服驅動(dòng)器—電動(dòng)機系統及上位機，其中兩臺電動(dòng)機通過(guò)聯(lián)軸器互相連接。被測電動(dòng)機工作于電動(dòng)狀態(tài)，負載電動(dòng)機工作于發(fā)電狀態(tài)。被測伺服驅動(dòng)器—電動(dòng)機系統工作于速度閉環(huán)狀態(tài)，用來(lái)控制整個(gè)測試平臺的轉速，負載伺服驅動(dòng)器—電動(dòng)機系統工作于轉矩閉環(huán)狀態(tài)，通過(guò)控制負載電動(dòng)機的電流來(lái)改變負載電動(dòng)機的轉矩大小，模擬被測電機的負載變化，這樣互饋對拖測試平臺可以實(shí)現速度和轉矩的靈活調節，完成各種試驗功能測試。上位機用于監控整個(gè)系統的運行，根據試驗要求向兩臺伺服驅動(dòng)器發(fā)出控制指令，同時(shí)接收它們的運行數據，并對數據進(jìn)行保存、分析與顯示。

對于這種測試系統，采用高性能的矢量控制方式對被測電動(dòng)機和負載設備分別進(jìn)行速度和轉矩控制，即可模擬各種負載情況下伺服驅動(dòng)器的動(dòng)、靜態(tài)性能，完成對伺服驅動(dòng)器的全面而準確的測試。但由于使用了兩套伺服驅動(dòng)器—電動(dòng)機系統，所以這種測試系統體積龐大，不能滿(mǎn)足便攜式的要求，而且系統的測量和控制電路也比較復雜、成本也很高。

2采用可調模擬負載的測試平臺

這種測試系統由三部分組成，分別是被測伺服驅動(dòng)器—電動(dòng)機系統、可調模擬負載及上位機?？烧{模擬負載如磁粉制動(dòng)器、電力測功機等，它和被測電動(dòng)機同軸相連。上位機和數據采集卡通過(guò)控制可調模擬負載來(lái)控制負載轉矩，同時(shí)采集伺服系統的運行數據，并對數據進(jìn)行保存、分析與顯示。對于這種測試系統，通過(guò)對可調模擬負載進(jìn)行控制，也可模擬各種負載情況下伺服驅動(dòng)器的動(dòng)、靜態(tài)性能，完成對伺服驅動(dòng)器的全面而準確的測試。但這種測試系統體積仍然比較大，不能滿(mǎn)足便攜式的要求，而且系統的測量和控制電路也比較復雜、成本也很高。 

3采用有執行電機而沒(méi)有負載的測試平臺

這種測試系統由兩部分組成，分別是被測伺服驅動(dòng)器—電動(dòng)機系統和上位機。上位機將速度指令信號發(fā)送給伺服驅動(dòng)器，伺服驅動(dòng)器按照指令開(kāi)始運行。在運行過(guò)程中，上位機和數據采集電路采集伺服系統的運行數據，并對數據進(jìn)行保存、分析與顯示。由于這種測試系統中電機不帶負載，所以與前面兩種測試系統相比，該系統體積相對減小，而且系統的測量和控制電路也比較簡(jiǎn)單，但是這也使得該系統不能模擬伺服驅動(dòng)器的實(shí)際運行情況。通常情況下，此類(lèi)測試系統僅用于被測系統在空載情況下的轉速和角位移的測試，而不能對伺服驅動(dòng)器進(jìn)行全面而準確的測試。 

4采用執行電機拖動(dòng)固有負載的測試平臺

這種測試系統由三部分組成，分別是被測伺服驅動(dòng)器—電動(dòng)機系統、系統固有負載及上位機。上位機將速度指令信號發(fā)送給伺服驅動(dòng)器，伺服系統按照指令開(kāi)始運行。在運行過(guò)程中，上位機和數據采集電路采集伺服系統的運行數據，并對數據進(jìn)行保存、分析與顯示。 

對于這種測試系統，負載采用被測系統的固有負載，因此測試過(guò)程貼近于伺服驅動(dòng)器的實(shí)際工作情況，測試結果比較準確。但由于有的被測系統的固有負載不方便從裝備上移走，因此測試過(guò)程只能在裝備上進(jìn)行，不是很方便。

5采用在線(xiàn)測試方法的測試平臺

這種測試系統只有數據采集系統和數據處理單元。數字采集系統將伺服驅動(dòng)器在裝備中的實(shí)時(shí)運行狀態(tài)信號進(jìn)行采集和調理，然后送給數據處理單元供其進(jìn)行處理和分析，最終由數據處理單元做出測試結論。由于采用在線(xiàn)測試方法，因此這種測試系統結構比較簡(jiǎn)單，而且不用將伺服驅動(dòng)器從裝備中分離出來(lái)，使測試更加便利。此類(lèi)測試系統完全根據伺服驅動(dòng)器在實(shí)際運行中進(jìn)行測試，因此測試結論更加貼近實(shí)際情況。但是由于許多伺服驅動(dòng)器在制造和裝配方面的特點(diǎn)，此類(lèi)測試系統中的各種傳感器及信號測量元件的安裝位置很難選擇。而且裝備中的其它部分如果出現故障，也會(huì )給伺服驅動(dòng)器的工作狀態(tài)造成不良影響，最終影響其測試結果。

三、有關(guān)參數

位置比例增益

1、設定位置環(huán)調節器的比例增益；

2、設置值越大，增益越高，剛度越大，相同頻率指令脈沖條件下，位置滯后量越小。但數值太大可能會(huì )引起振蕩或超調；

3、參數數值由具體的伺服系統型號和負載情況確定。

位置前饋增益

1、設定位置環(huán)的前饋增益；

2、設定值越大時(shí)，表示在任何頻率的指令脈沖下，位置滯后量越??；

3、位置環(huán)的前饋增益大，控制系統的高速響應特性提高，但會(huì )使系統的位置不穩定，容易產(chǎn)生振蕩；

4、不需要很高的響應特性時(shí)，本參數通常設為0表示范圍：0~100%。

速度比例增益

1、設定速度調節器的比例增益；

2、設置值越大，增益越高，剛度越大。參數數值根據具體的伺服驅動(dòng)系統型號和負載值情況確定。一般情況下，負載慣量越大，設定值越大；

3、在系統不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設定較大的值。

速度積分時(shí)間常數

1、設定速度調節器的積分時(shí)間常數；

2、設置值越小，積分速度越快。參數數值根據具體的伺服驅動(dòng)系統型號和負載情況確定。一般情況下，負載慣量越大，設定值越大；

3、在系統不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設定較小的值。

速度反饋濾波因子

1、設定速度反饋低通濾波器特性；

2、數值越大，截止頻率越低，電機產(chǎn)生的噪音越小。如果負載慣量很大，可以適當減小設定值。數值太大，造成響應變慢，可能會(huì )引起振蕩；

3、數值越小，截止頻率越高，速度反饋?lái)憫娇?。如果需要較高的速度響應，可以適當減小設定值。

最大輸出轉矩設置

1、設置伺服電機的內部轉矩限制值；

2、設置值是額定轉矩的百分比；

3、任何時(shí)候，這個(gè)限制都有效定位完成范圍；

4、設定位置控制方式下定位完成脈沖范圍；

5、本參數提供了位置控制方式下驅動(dòng)器判斷是否完成定位的依據，當位置偏差計數器內的剩余脈沖數小于或等于本參數設定值時(shí)，驅動(dòng)器認為定位已完成，到位開(kāi)關(guān)信號為 ON，否則為OFF；

6、在位置控制方式時(shí)，輸出位置定位完成信號，加減速時(shí)間常數；

7、設置值是表示電機從0~2000r/min的加速時(shí)間或從2000~0r/min的減速時(shí)間；

8、加減速特性是線(xiàn)性的到達速度范圍；

9、設置到達速度；

10、在非位置控制方式下，如果電機速度超過(guò)本設定值，則速度到達開(kāi)關(guān)信號為ON，否則為OFF；

11、在位置控制方式下，不用此參數；

12、與旋轉方向無(wú)關(guān)。

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