本實(shí)用新型涉及自動化控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

伺服來自英文單詞Servo，指系統(tǒng)跟隨外部指令進(jìn)行人們所期望的運(yùn)動。伺服系統(tǒng)作為一種傳動裝置，在現(xiàn)代工業(yè)的各個領(lǐng)域有廣泛的運(yùn)用。伺服系統(tǒng)主要由伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)和反饋裝置、接線電纜等相關(guān)配件組成。伺服驅(qū)動器的功能是接受外部指令，完成伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制。伺服驅(qū)動器采用經(jīng)典自動控制三環(huán)控制理論對電機(jī)進(jìn)行位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)控制。以控制器為核心，以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)機(jī)械的運(yùn)動要求。

現(xiàn)代自動化控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，有些場合需要使用到雙鏈條共同拖動一個負(fù)載的傳動系統(tǒng)。

因雙鏈條系統(tǒng)中兩臺電機(jī)之間沒有剛性連接，在雙機(jī)拖動控制系統(tǒng)中使用比較廣泛的雙機(jī)主從電流環(huán)模式就不再適用，需要考慮其他的方式對兩臺電機(jī)進(jìn)行同步控制，否則如果兩臺電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中實(shí)際位置不一致，達(dá)到一定程度就會引起雙鏈條系統(tǒng)扭曲，甚至造成鏈條卡死。現(xiàn)有的同步技術(shù)一般是由主控制器同時(shí)對兩臺驅(qū)動器發(fā)同樣的位置指令，由于不存在剛性連接，系統(tǒng)受電機(jī)力矩波動、傳動系統(tǒng)的摩擦力矩波動等非線性因素影響，致使同步性能不是很好，雖然可以外加一些補(bǔ)償技術(shù)，但是因?yàn)殡y以做到實(shí)時(shí)精確修正，兩臺電機(jī)的位置同步性不受控制，位置差具有隨機(jī)性，效果并不是很好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的是提出一種可確保同步輸出的帶雙機(jī)位置環(huán)同步控制的數(shù)字式正弦波交流伺服驅(qū)動器。

本實(shí)用新型包括主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器和從數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器，所述主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器與主正弦波伺服電機(jī)連接，所述從數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器與從正弦波伺服電機(jī)連接，本實(shí)用新型的特點(diǎn)是：所述主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器和從數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器之間設(shè)置用于傳遞當(dāng)前位置、目標(biāo)位置和驅(qū)動器狀態(tài)信號的SPI通訊系統(tǒng)；用戶控制中心的輸出端與主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器連接。

利用本實(shí)用新型可以對一個負(fù)載同時(shí)采用兩套數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器和兩套正弦波伺服電機(jī)進(jìn)行運(yùn)動的控制，可精確實(shí)現(xiàn)兩套正弦波伺服電機(jī)對負(fù)載的同步運(yùn)行控制，能夠極大地保護(hù)負(fù)載和控制電機(jī)。

所述主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器設(shè)置第一主控CPU和第一功率驅(qū)動單元，用戶控制中心的輸出連接第一主控CPU，第一主控CPU與第一功率驅(qū)動單元連接，第一功率驅(qū)動單元與主正弦波伺服電機(jī)連接，主正弦波伺服電機(jī)的反饋信號輸出端連接在第一主控CPU上。

所述從數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器設(shè)置第二主控CPU和第二功率驅(qū)動單元，第二主控CPU與第二功率驅(qū)動單元連接，第二功率驅(qū)動單元與從正弦波伺服電機(jī)連接，從正弦波伺服電機(jī)的反饋信號輸出端連接在第二主控CPU上。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型設(shè)有主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器1、從數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器2、主正弦波伺服電機(jī)3和從正弦波伺服電機(jī)4，主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器1與主正弦波伺服電機(jī)3連接，從數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器2與從正弦波伺服電機(jī)4連接。

在主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器1和從數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器2之間設(shè)置用于傳遞當(dāng)前位置、目標(biāo)位置和驅(qū)動器狀態(tài)信號的SPI通訊系統(tǒng)5。

用戶控制中心6的輸出端還與主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器1連接。

主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器1內(nèi)設(shè)置第一主控CPU1-1和第一功率驅(qū)動單元1-2。用戶控制中心6的輸出連接第一主控CPU1-1，第一主控CPU1-1與第一功率驅(qū)動單元1-2連接，第一功率驅(qū)動單元1-2與主正弦波伺服電機(jī)3連接，主正弦波伺服電機(jī)3的反饋信號輸出端連接在第一主控CPU1-1上。

從數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器2內(nèi)設(shè)置第二主控CPU2-1和第二功率驅(qū)動單元2-2。第二主控CPU2-1與第二功率驅(qū)動單元2-2連接，第二功率驅(qū)動單元2-2與從正弦波伺服電機(jī)4連接，從正弦波伺服電機(jī)4的反饋信號輸出端連接在第二主控CPU2-1上。

第一主控CPU1-1和第二主控CPU2-1之間通過SPI通訊系統(tǒng)5連接。

本實(shí)用新型的工作原理：

主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器1和主正弦波伺服電機(jī)3之間形成三個環(huán)路，內(nèi)環(huán)是電流環(huán)和速度環(huán)，取主正弦波伺服電機(jī)三相動力線中的兩相電流IU、IV反饋至主控CPU，經(jīng)過計(jì)算處理后反饋的伺服驅(qū)動器控制板上的電流環(huán)處理器，電流環(huán)處理器根據(jù)實(shí)時(shí)的電流給定信號和電機(jī)電流反饋值算出所需的電流實(shí)際值，傳送到脈沖驅(qū)動及逆變單元，驅(qū)動主正弦波伺服電機(jī)。驅(qū)動器速度環(huán)，通過讀取電機(jī)編碼器的A、B信號，反饋到主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器控制板上的速度環(huán)處理器，用戶控制的速度指令傳送給主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器的速度環(huán)處理器，速度環(huán)處理器對接受的外部控制器的位置速度指令值和主正弦波伺服電機(jī)反饋的位置速度反饋值進(jìn)行合并計(jì)算處理，輸出電流給定信號至電流環(huán)處理器。外環(huán)為位置環(huán)，通過讀取主正弦波伺服電機(jī)的多圈絕對值編碼器的絕對位置信息pos_fb，反饋到主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器上的位置環(huán)處理器，根據(jù)用戶控制的目標(biāo)位置計(jì)算出主正弦波伺服電機(jī)運(yùn)行軌跡并輸出至速度環(huán)。

從數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器2和從正弦波伺服電機(jī)4之間按上述類同的方式形成三個環(huán)路。

主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器1和從數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器2之間通過SPI通訊5傳遞當(dāng)前位置、目標(biāo)位置和驅(qū)動器狀態(tài)信號，用于雙電機(jī)間的位置環(huán)同步控制。

主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器1和從數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器2上電時(shí)，將會由主正弦波伺服電機(jī)3對主、從兩臺正弦波伺服電機(jī)3、4的當(dāng)前位置進(jìn)行比較，如不一致會提示上位機(jī)控制兩臺驅(qū)動器切換至模式一方式，此方式為從機(jī)把主機(jī)的當(dāng)前位置作為最終目標(biāo)位置運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)束后兩臺電機(jī)將停在同樣的絕對位置上。

主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器1和從數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器2到達(dá)同樣的絕對位置并停止后自動進(jìn)入模式二，在此模式下，用戶控制端給出命令后，主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器1接收用戶控制中心6發(fā)出的指令位置后與自己的當(dāng)前位置進(jìn)行比較、計(jì)算，并把計(jì)算出的目標(biāo)位置pos_cmd給主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器1的位置環(huán)使用，同時(shí)通過SPI通訊系統(tǒng)5將計(jì)算出的目標(biāo)位置pos_cmd送至從數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器2，從數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器2根據(jù)主機(jī)送來的目標(biāo)位置作為自己的目標(biāo)位置并直接運(yùn)行，這樣使得從正弦波伺服電機(jī)4按照主正弦波伺服電機(jī)3同樣的軌跡進(jìn)行同步運(yùn)轉(zhuǎn)，避免出現(xiàn)鏈條扭曲或者卡死的情況，達(dá)到雙電機(jī)位置環(huán)同步控制的目的。

為避免在工作中由于驅(qū)動器監(jiān)控報(bào)警或其他故障導(dǎo)致主、從兩臺電機(jī)位置差過大，導(dǎo)致鏈條卡死的情況，本實(shí)用新型還可設(shè)計(jì)雙機(jī)位置環(huán)同步保護(hù)功能。

若工作過程中主數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器1出現(xiàn)異常報(bào)警，主正弦波伺服電機(jī)3處于自由滑行狀態(tài)，此時(shí)從數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器2檢測到主正弦波伺服電機(jī)3狀態(tài)異常，將自動切換至模式三，從正弦波伺服電機(jī)4將把主正弦波伺服電機(jī)3的當(dāng)前位置作為最終目標(biāo)位置進(jìn)行位置環(huán)的跟蹤，最終從正弦波伺服電機(jī)4和主正弦波伺服電機(jī)3仍會停在相同的位置。

若工作過程中從數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器2出現(xiàn)異常報(bào)警，從正弦波伺服電機(jī)4處于自由滑行狀態(tài)，此時(shí)主正弦波伺服電機(jī)3檢測到從機(jī)狀態(tài)異常，將自動切換至模式四，主正弦波伺服電機(jī)3把從正弦波伺服電機(jī)4的當(dāng)前位置作為最終目標(biāo)位置進(jìn)行位置環(huán)的跟蹤，可最終使從正弦波伺服電機(jī)4和主正弦波伺服電機(jī)3停留在相同的位置上。