專利名稱：一種基于pwm脈寬調(diào)制伺服系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于PWM脈寬調(diào)制伺服系統(tǒng)，尤其涉及一種基于PWM脈寬調(diào)制伺 服系統(tǒng)，屬于PWM技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
脈寬調(diào)制(PWM =PUlse Width Modulation)是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬 電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多 領(lǐng)域中。PWM控制技術(shù)一直是變頻技術(shù)的核心技術(shù)之一。1964年A. Schonung和H. stemmier 首先提出把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到交流傳動(dòng)中。從此為交流傳動(dòng)的推廣應(yīng)用開辟了新的局面，從 最初采用模擬電路完成三角調(diào)制波和參考正弦波比較，產(chǎn)生正弦脈寬調(diào)制SPWM信號(hào)以控 制功率器件的開關(guān)開始。到目前采用全數(shù)字化方案，完成優(yōu)化的實(shí)時(shí)在線的PWM信號(hào)輸出。 可以說直到目前為止，PWM在各種應(yīng)用場(chǎng)合仍占主導(dǎo)地位，并一直是人們研究的熱點(diǎn)。一般 情況下，控制系統(tǒng)都是需要進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，這樣系統(tǒng)信號(hào)噪聲比較大，系統(tǒng)控制不穩(wěn)定。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于PWM脈寬調(diào)制伺服系統(tǒng)，提出了利用微 處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制；本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案 一種基于PWM脈寬調(diào)制伺服系統(tǒng)，包括三角波發(fā)生器、脈寬調(diào)制電路、D/A輸入通道、速度前 饋、驅(qū)動(dòng)放大電路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；三角波發(fā)生器、D/A輸入通道、速度前饋的輸出端與脈寬調(diào) 制電路的輸入端連接，脈寬調(diào)制電路的輸出端與驅(qū)動(dòng)放大電路的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)放大電 路的輸出端與力矩電機(jī)的輸入端相連接。
本發(fā)明的有益效果是其在電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方面，可大大節(jié)省能量。PWM具有很強(qiáng) 的抗噪性，且有節(jié)約空間、比較經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。模擬控制電路有以下缺陷模擬電路容易隨時(shí) 間漂移，會(huì)產(chǎn)生一些不必要的熱損耗，以及對(duì)噪聲敏感等。而在用了 PWM技術(shù)后，避免了以 上的缺陷，實(shí)現(xiàn)了用數(shù)字方式來控制模擬信號(hào)，可以大幅度降低成本和功耗系統(tǒng)的響應(yīng)速 度和穩(wěn)定精度等指標(biāo)比較好；電樞電流的脈動(dòng)量小，容易連續(xù)，而且可以不必外加濾波電抗 也可以平穩(wěn)工作；系統(tǒng)的調(diào)速范圍寬；使用元件少、線路簡(jiǎn)單。


圖1系統(tǒng)方框圖2三角波產(chǎn)生波形圖3三角波脈寬調(diào)制器輸出波形；
圖4驅(qū)動(dòng)電路原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行說明圖1中，一種基于PWM脈寬調(diào)制伺服系統(tǒng)，包括三角波發(fā)生器、脈寬調(diào)制電路、D/A輸入通道、速度前饋、驅(qū)動(dòng)放大電路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；三角波發(fā)生器、D/A輸入通道、速度前饋的輸出端與脈寬調(diào)制電路的輸入端連接，脈寬調(diào)制電路的輸出端與驅(qū)動(dòng)放大電路的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)放大電路的輸出端與力矩電機(jī)的輸入端相連接。具體的，包括三角波發(fā)生器、脈寬調(diào)制電路、D/A輸入通道、速度前饋、 驅(qū)動(dòng)放大電路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；三角波發(fā)生器、D/A輸入通道、速度前饋的輸出端與脈寬調(diào)制電路的輸入端連接，脈寬調(diào)制電路的輸出端與驅(qū)動(dòng)放大電路的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)放大電路的輸出端與力矩電機(jī)的輸入端相連接。
圖2中，為了敘述方便。由四運(yùn)算放大器Dl的第1、2、3管腳作為輸入輸出的部分記為D1A。5、6、7管腳記為D1B，其他的依此類推。DlA的輸出電壓記為eol，其同相輸入端電壓記為e3, DlB的輸出電壓記為eo2。接通電源后，由于電壓比較器DlA的正反饋?zhàn)饔茫?DlA很快進(jìn)入正或負(fù)飽和狀態(tài)，而積分器DlB隨即處于反向或正向積分狀態(tài).假設(shè)DlA處于負(fù)飽和狀態(tài)(to tl期間),eol = eolL。在to tl期間，e01L通過電位器R,對(duì)C。充電，積分器DlB實(shí)現(xiàn)正向積分，即DlB輸出電壓eo2向正方向上升；同時(shí)eolL和e02又通過電位器R5加在DlA的同相端。因此DlA的同相端電壓e3應(yīng)由e01L和e02確定。由圖可知，在to時(shí)刻e,為e,(最大負(fù)值)。在to t。期間，由于DlB正向積分，eo2不斷上升, e，不斷地向零電位靠近。當(dāng)e3彡O時(shí)(tl時(shí)刻)，eol由e01L跳變?yōu)閑olH。此時(shí)由于Cl 的存儲(chǔ)作用，ec 仍保持為e，故此時(shí)e3應(yīng)跳變?yōu)閑3H。在t。 t2期間，由于e01 = eolH， DlB反向積分，e 00不斷下降，e3也隨著下降。當(dāng)e3 < O時(shí)(t2時(shí)刻)，eol由eo。H跳變?yōu)閑olL。由于Cl的存儲(chǔ)作用，eo2仍保持在e值，此時(shí)e，為e。這樣就產(chǎn)生了一個(gè)周期的波形。因此可在DlA的輸出端獲得峰峰值為(eolH-eolL)的方波，而在DlB的輸出端可獲得峰峰值為(e_e)的三角波。為了確保DlA的輸出幅度對(duì)稱.在DlA的輸出端接上穩(wěn)壓二極管VI。調(diào)節(jié)電位器可以改變輸出三角波的峰峰值。三角波峰峰值計(jì)算公式為
式中
權(quán)利要求
1. 一種基于PWM脈寬調(diào)制伺服系統(tǒng)，包括三角波發(fā)生器、脈寬調(diào)制電路、D/A輸入通道、速度前饋、驅(qū)動(dòng)放大電路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；其特征在于，三角波發(fā)生器、D/Α輸入通道、速度前饋的輸出端與脈寬調(diào)制電路的輸入端連接，脈寬調(diào)制電路的輸出端與驅(qū)動(dòng)放大電路的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)放大電路的輸出端與力矩電機(jī)的輸入端相連接。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種基于PWM脈寬調(diào)制伺服系統(tǒng)，包括三角波發(fā)生器、脈寬調(diào)制電路、D/A輸入通道、速度前饋、驅(qū)動(dòng)放大電路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；三角波發(fā)生器、D/A輸入通道、速度前饋的輸出端與脈寬調(diào)制電路的輸入端連接，脈寬調(diào)制電路的輸出端與驅(qū)動(dòng)放大電路的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)放大電路的輸出端與力矩電機(jī)的輸入端相連接。其特點(diǎn)是，該系統(tǒng)器件少，原理簡(jiǎn)單，可靠性高，通用性強(qiáng)，可廣泛應(yīng)用于各種功率控制系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H02P27/08GK103001576SQ201110272279
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者錢國(guó)東 申請(qǐng)人:無錫市幅瑞自動(dòng)化科技有限公司