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大金控制手册

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社内资料?
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2 0 08 年 11 月大金（中国）投资有限公司技术部
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前言
前言目前，空调市场对控制系统的要求越来越多，为了方便公司员工能够更好地对应用户所提出的控制需求，了解掌握大金控制产品知识，故整理总结了相关控制产品及知识，并制作成册。本手册中总结了公司现有自控产品的规格、功能及设计要点等，方便大家查阅。本手册在内容上还有不尽完善之处，虽经多次校对，但难免还有遗漏甚至出错之处，今后将不断更新充实内容。
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控制功能目录
空调单独控制、集中控制 i-ManagerⅢ i-Controller i-easy 集中遥控器统一 ON/OFF 开关空调状态显示及故障报警 i-ManagerⅢ i-Controller i-easy 集中遥控器统一 ON/OFF 开关温度控制 i-ManagerⅢ i-Controller i-easy 集中遥控器遥控器权限设定 [ 空调开关 |运转模式 |温度控制 ] i-ManagerⅢ i-Controller i-easy 集中遥控器模式转换 [制冷 |制热 |通风 ] i-ManagerⅢ i-Controller i-easy 集中遥控器日程定时设定 i-ManagerⅢ i-Controller i-easy 集中遥控器电量划分 i-ManagerⅢ 室温上下限设定 i-ManagerⅢ i-Controller i-easy 联锁控制 [火警联动 |故障联动 ] 等 i-ManagerⅢ i-Controller
注：以上控制设备不能与非大金的控制平台及软件兼容。
封闭式系统
2 4 6 7 9
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2 4 6 7
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2
2 4 6
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开放式系统
开关运转、监视 BACnet LonWorks KRP4A80 DRCH-R4 温度控制、监视 BACnet LonWorks KRP4A80 DRCH-R4 运转模式设定、监视 [制冷 |制热 |通风 ] BACnet LonWorks DRCH-R4 故障监视 BACnet LonWorks KRP4A80 DRCH-R4 联锁控制 [火警联动 |故障联动 ] 等 BACnet LonWorks KRP4A80 DRCH-R4 对遥控器权限设定及监视 [空调开关 |运转模式 |温度控制 ] BACnet LonWorks 风量控制与监视 BACnet LonWorks DRCH-R4 压缩机运转状态监视 BACnet
控制功能目录
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注：以上控制设备能与其他控制平台兼容，所有功能必须开发软件实现，KRP4A80 除外。

其他
名词解释疑问与解答附录一：控制产品功能一览表附录二：控制产品兼容表附录三：控制产品适用机型一览表附录四：控制用选配件及转接 P 板功能一览表附录五：控制信号线要求一览表附录六：i-ManagerⅢ控制系统设备配件表 18 21 27 30 32 35 36 37
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封闭式系统
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本章节中的控制设备不能与非大金的控制设备及软件兼容?
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封闭式系统
i-ManagerⅢ 系统
1 . 规格
型号电源耗电量电源电压变化使用环境贮存环境温度湿度温度 DAM602B51M 单相 AC200－240V 50/60Hz 最大 20W 额定值±10％ -10～50℃ 0～98％（无湿气） -20～60℃ 275×263×81.5(㎜) 3㎏图示
尺寸(H×W×D) 重量
2 . 外形尺寸图
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封闭式系统 3 . 系统框架
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4 . 系统概述
1 ) 注意点： 9 9 9 9 9 每个端口最多可连 6 4 组内机， 10 套外机。 i-ManagerⅢ系统控制单元 iPU 有 4 个 DⅢ-Net 端口，一个 i-ManagerⅢ系统最多可接 4 个 iPU，共 1024 组室内机，160 套室外机。一个 iPU 最多可连接 19 块脉冲电表，电表不能跨 iPU 连接。通过 P C 软件控制，软件由大金提供。同一 DⅢ-Net 端口中不能兼容 2 个或 2 个以上的 iPU。
2 ) 应用场合：出租性商务楼、医院、学校等。、UPS（不间断电源）、I/O 继电卡、脉冲电 3) 所需配件：电脑（办公用电脑）、网络设备（HUB、网线）度表。(详见附录六)
5 . 控制功能
z 单独、集中控制功能【关、温度设定、模式切换等】 z z z z z 空调状态监视功能周/月/年的日程控制功能电量划分功能（见疑问与解答第一题） W E B 功能【选配件】（见名词解释 10）联锁控制【火警、门锁、故障等】 z z z z z z 故障自动报警功能【代码显示】室温上下限设定自由布局功能（平面图上直观显示）权限设定运行记录显示对其他设备进行管理【加 Dio 转接器才可实现】
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封闭式系统
i-Cont roller
1 . 规格
型号电源耗电量电源电压变化使用环境贮存环境温度湿度温度 DCS601C51 单相 AC200－240V 50/60Hz 最大 10W 额定值±10％ 0～40℃ 85％RH（无冷凝） -10～50℃ 147×230×107(㎜) 1.2 ㎏图示
尺寸(H×W×D) 重量
2 . 外形尺寸图
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封闭式系统 3 . 系统框架
4 . 系统概述
1 ) 注意点： 9 9 9 9 9 i-Controller 智能触摸式管理器，界面直观，操作简单。 i-Controller 可连接 64 组室内机，10 套室外机。通过 DⅢ-Net plus 转接器最多可连接 128 组室内机，20 套室外机。通过 i-Controller 本体的触摸屏进行控制。同一 DⅢ-Net 端口中能兼容 2 个 i-Controller。
2 ) 使用场合：中小型办公、商铺等。
5 . 控制功能
z z z z z z z z z 单独、集中控制功能【开关、温度设定、模式切换等】权限设定室温上下限设定空调状态监视功能周/月/年的日程控制功能联锁控制【火警、门锁、故障等】对其他设备进行管理【加 Dio 转接器才可实现】故障自动报警功能【代码显示】多种语言选择
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i - ea sy
封闭式系统
i-easy
1 . 规格
型号电源耗电量强制停止输入尺寸(H×W×D) 重量 DCS303A611 AC220V 50H 最大 3W 常时“a”触点触点电流：约 10mA 180x120x64.5(㎜) 530g 图示
2 . 外形尺寸图
3 . 系统概述
1) 最大连接数：可同时监控 16 组室内机。 2) 同一 DⅢ-Net 端口中最多可连接 8 台本遥控器，可同时监控 128 组室内机。 3) 适用场合：别墅、公寓类。
4. 控制功能
z z z z z z 单独、集中开关温度设定运转模式设定日程定时遥控器权限设定现在时间设定 z z z z z 键盘锁设定运转状态显示故障代码显示清洗信号显示室外温度显
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集中遥控器
封闭式系统
集中遥控器
1 . 规格
型号电源耗电量电源电压变化使用环境温度湿度 DCS302C611 单相 AC100－240V 50Hz 最大 4.5W 额定值±10％ -5～40℃ 95％RH（无冷凝） 120×180×55.5 (㎜) 430g 图示
尺寸(H×W×D) 重量
2 . 外形尺寸图
3 . 系统框架
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集中遥控器 4 . 系统概述
1) 注意点： 9 可连接多达 64 组室内机，128 台室内机，10 套室外机。 9 同一 DⅢ-Net 端口中可连接 2 个集中遥控器。 2) 应用场合：小型商铺、办公场所
封闭式系统
5 . 控制功能
z z z z z z 独、集中控制功能【开关、温度设定等】空调状态监视功能权限设定模式转换滤网信号监视故障代码显示功
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统一 ON /OF F 开关
封闭式系统
统一 ON/O FF 开关 1 . 规格
型号电源耗电量电源电压变化温度使用环境湿度尺寸(H×W×D) 重量 95％RH（无冷凝） 120×120×68.5 (㎜) 300g DCS301B61 单相 AC100－240V 50Hz 最大 4W 额定值±10％－5～40℃ 图示
2 . 外形尺寸图
3 . 系统框架
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统一 ON /OF F 开关
封闭式系统
4 . 系统概述
1) 注意点： 9 9 可连接多达 16 组室内机，10 套室外机。。能与集中遥控器组合使用（同一 DⅢ-Net 端口最多连接 8 台本控制器）
2) 应用场合：小型建筑
5 . 控制功能
z z z
单台控制统一运转/停止故障提示【无法显示故障代码】
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开放系统
本章节中的控制设备能与非大金的控制设备及软件兼容并实现对大金空调的控制和监视【注：软件需要根据不同的协议由自控公司进行开发】?
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B A Cn et 系统
开放式系统
B ACn et 系统
1 . 规格
型号电源耗电量电源电压变化使用环境性能温度湿度绝缘电阻 DMS502A51M 单相 AC100-240V 50/60Hz 最大 20W 额定值的±10% -10~+50℃ 0~98%(不允许结露) 5 0 兆欧或更大 260×280×58.5 (㎜) 4㎏图示
尺寸(H×W×D) 重量
2 . 外形尺寸图
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B A Cn et 系统 3 . 系统框架
开放式系统
4 . 系统概述
1 ) 注意点： 9 1 个 BACnet 标配有 2 个 DⅢ-Net ，每个端口可连 64 组室内机，10 套室外机。，可另增加 2 个 DⅢ- net 端口。 9 使用 D Ⅲ 板选配件（ DAM4 11 B51 M） 9 1 个 BACnet 最多可追加至 4 个 DⅢ-Net 端口，控制 256 组室内机。 9 可与 i-ManagerIII 在同一系统中使用，BACnet 系统只能监视不能控制，由 i-Manager 系统进行控制。 9 BACnet 取得了 BTL（BACnet 认证机关）的认证，且硬件进行了 ROHS 对应。 9 通过软件的开发可以实现对空调的远程控制及联锁控制。 9 同一 DⅢ-Net 端口中不能能兼容 2 个或 2 个以上的 BACnet。 2 ) 系统特点： a) 通过 BACnet 能与楼宇自控系统进行连接。 b ) 通过二次开发可实现特殊的控制方式。（如：利用电话、短信等对空调进行控制）。 c) 较 LonWorks 来说，处理数据的速度较快。 3) 接口形式：1．TCP/IP（以太网），传输速度：10Mbps 2．RS232C，传输速度：9.6Kbps 4 ) 应用场合：大中型项目（如办公楼等），前提须有楼宇控制系统(BMS) 5.
系统功能
z z z z z 空调机 ON/OFF 运转并监视运转状态监视室内机的故障监视和设定室内机的温度监视和复位滤网清洁信号监视和切换运转模式 z z z z z 遥控器权限设定【开关、模式、温度】监视和设定风向和风量日程定时联锁控制【火警、门锁、故障等】系统强制 OFF 等
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L o nW or ks 系统
开放式系统
LonWor ks 系统
1 . 规格
型号电源耗电量电源电压变化使用环境性能温度湿度绝缘电阻 DMS504B51M 单相 AC100-240V 50/60Hz 最大 5 W 额定值的±10% -10~+50℃ 小于 98%(不允许结露) 5 0 兆欧或更大 168x2600x50(㎜) 1.5 ㎏图示
尺寸(H×W×D) 重量
2 . 外形尺寸图：
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伺服系统在数控机床上的应用

[摘要]伺服电机比步进电机性能更优越，随着现代电机控制理论的发展，伺服电机控制技术成为了机床数控系统的重要组成部分，并正朝着交流化、数字化、智能化方向发展。 [关键词] 数控系统伺服电机直接驱动近年来，伺服电机控制技术正朝着交流化、数字化、智能化三个方向发展。作为数控机床的执行机构，伺服系统将电力电子器件、控制、驱动及保护等集为一体，并随着数字脉宽调制技术、特种电机材料技术、微电子技术及现代控制技术的进步，经历了从步进到直流，进而到交流的发展历程。本文对其技术现状及发展趋势作简要探讨。一、数控机床伺服系统（一）开环伺服系统。开环伺服系统不设检测反馈装置，不构成运动反馈控制回路，电动机按数控装置发出的指令脉冲工作，对运动误差没有检测反馈和处理修正过程，采用步进电机作为驱动器件，机床的位置精度完全取决于步进电动机的步距角精度和机械部分的传动精度，难以达到比较高精度要求。步进电动机的转速不可能很高，运动部件的速度受到限制。但步进电机结构简单、可靠性高、成本低，且其控制电路也简单。所以开环控制系统多用于精度和速度要求不高的经济型数控机床。（二）全闭环伺服系统。闭环伺服系统主要由比较环节、伺服驱动放大器，进给伺服电动机、机械传动装置和直线位移测量装置组成。对机床运动部件的移动量具有检测与反馈修正功能，采用直流伺服电动机或交流伺服电动机作为驱动部件。可以采用直接安装在工作台的光栅或感应同步器作为位置检测器件，来构成高精度的全闭环位置控制系统。系统的直线位移检测器安装在移动部件上，其精度主要取决于位移检测装置的精度和灵敏度，其产生的加工精度比较高。但机械传动装置的刚度、摩擦阻尼特性、反向间隙等各种非线性因素，对系统稳定性有很大影响，使闭环进给伺服系统安装调试比较复杂。因此只是用在高精度和大型数控机床上。（三）半闭环伺服系统。半闭环伺服系统的工作原理与全闭环伺服系统相同，同样采用伺服电动机作为驱动部件，可以采用内装于电机内的脉冲编码器，无刷旋转变压器或测速发电机作为位置/ 速度检测器件来构成半闭环位置控制系统，其系统的反馈信号取自电机轴或丝杆上，进给系统中的机械传动装置处于反馈回路之外，其刚度等非线性因素对系统稳定性没有影响，安装调试比较方便。机床的定位精度与机械传动装置的精度有关，而数控装置都有螺距误差补偿和间隙补偿等项功能，在传动装置精度不太高的情况下，可以利用补偿功能将加工精度提高到满意的程度。故半闭环伺服系统在数控机床中应用很广。二、伺服电机控制性能优越（一）低频特性好。步进电机易出现低速时低频振动现象。交流伺服电机不会出现此现象，运转非常平稳，交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能，可检测出机械的共振点，便于系统调整。（二）控制精度高。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。例如松下全数字式交流伺服电机，对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为 1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。（三）过载能力强。步进电机不具有过载能力，为了克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩，选型时需要选取额定转矩比负载转矩大很多的电机，造成了力矩浪费的现象。而交流伺服电机具有较强的过载能力，例如松下交流伺服系统中的伺服电机的最大转矩达到额定转矩的三倍，可用

交流异步电机伺服控制技术的应用

交流异步电机伺服控制技术的应用摘要对交流异步电机实现伺服控制是电机控制技术的一大突破，交流异步伺服控制技术在几种控制技术中具有明显的优势，控制功能和精度已经达到了同步伺服的水平，在各行业自动控制领域，特别是中、大功率运动控制系统有很好的应用前景。采用滑差频率矢量控制原理、系统级芯片SOC 和“软伺服”技术的时光全数字化交流伺服控制器，可应用于需要对位置、速度、加速度和转矩进行控制的各种领域。关键词交流异步电机伺服控制应用 1 交流异步电动机伺服控制系统 1.1交流异步电动机交流异步电动机是应用最广的驱动设备，占总动力负载的85 % 左右。三相交流异步电机具有效率较高、结构简单、牢固耐用、经济可靠以及成本较低等优点，在工业、农业和国民经济的各个部门中，具有极其重要的地位。三相交流异步电动机是由流过定子线圈的电流产生旋转磁场而令转子转动，旋转磁场和转子转动之间的速度差称为转差。转子的感应电流与转差成比例关系。为保证旋转磁场与感应电流保持正交关系，需要进行AC矢量控制。但与直流电机和交流同步电机的励磁（或永久）磁场相比，对交流异步电机的控制难度要大得多。在调速性能和改善功率因数，尤其是高精度伺服控制方面，技术上一直未取得突破。随着微电子、电力电子与计算机技术的发展，变频技术出现，变频器不需改变电机结构，通过改变电机输入电压及频率，扩大了电机的调速范围。但变频技术满足不了“高、精、尖”产品对于工业控制技术的要求。自动控制技术要求对电机的输出参数如位置、速度、加速度、转矩进行控制，即伺服控制。时光科技有限公司自主研发了具有完全知识产权的全数字化交流伺服控制技术，实现了对三相交流异步电机的高精度伺服控制。对交流异步电机实现伺服控制是电机控制技术的一大突破，使得交流异步电机在发挥固有的优势的基础上，大大扩展了应用领域。伺服系统又称为随动系统，它的基本功能就是按照指令要求实现对执行机构运动的控制，使系统的输出精确地跟随指令值变化。其特点是：宽的调速范围，转速、转向可控；线性的机械特性和调节特性；快速响应；无自转现象（零速锁定）。 1.2交流伺服控制系统伺服控制器伺服电动机组伺服系统控制的方式有：位置控制、速度控制、转矩控制以及混合控制，即前三者之间的切换。近几年来，伺服控制的优势已经被广泛认识，交流伺服技术在各个领域得到广泛应用。 2 几种电机控制方式的比较

伺服控制系统(设计)

第一章伺服系统概述伺服系统是以机械参数为控制对象的自动控制系统。在伺服系统中，输出量能够自动、快速、准确地跟随输入量的变化，因此又称之为随动系统或自动跟踪系统。机械参数主要包括位移、角度、力、转矩、速度和加速度。近年来，随着微电子技术、电力电子技术、计算机技术、现代控制技术、材料技术的快速发展以及电机制造工艺水平的逐步提高，伺服技术已迎来了新的发展机遇，伺服系统由传统的步进伺服、直流伺服发展到以永磁同步电机、感应电机为伺服电机的新一代交流伺服系统。目前，伺服控制系统不仅在工农业生产以及日常生活中得到了广泛的应用，而且在许多高科技领域，如激光加工、机器人、数控机床、大规模集成电路制造、办公自动化设备、卫星姿态控制、雷达和各种军用武器随动系统、柔性制造系统以及自动化生产线等领域中的应用也迅速发展。 1.1伺服系统的基本概念 1.1.1伺服系统的定义 “伺服系统”是指执行机构按照控制信号的要求而动作，即控制信号到来之前，被控对象时静止不动的；接收到控制信号后，被控对象则按要求动作；控制信号消失之后，被控对象应自行停止。伺服系统的主要任务是按照控制命令要求，对信号进行变换、调控和功率放大等处理，使驱动装置输出的转矩、速度及位置都能灵活方便的控制。

1.1.2伺服系统的组成伺服系统是具有反馈的闭环自动控制系统。它由检测部分、误差放大部分、部分及被控对象组成。 1.1.3伺服系统性能的基本要求 1）精度高。伺服系统的精度是指输出量能复现出输入量的精确程度。 2）稳定性好。稳定是指系统在给定输入或外界干扰的作用下，能在短暂的调节过程后，达到新的或者恢复到原来的平衡状态。 3）快速响应。响应速度是伺服系统动态品质的重要指标，它反映了系统的跟踪精度。 4）调速范围宽。调速范围是指生产机械要求电机能提供的最高转速和最低转速之比。 5）低速大转矩。在伺服控制系统中，通常要求在低速时为恒转矩控制，电机能够提供较大的输出转矩；在高速时为恒功率控制，具有足够大的输出功率。 6）能够频繁的启动、制动以及正反转切换。 1.1.4 伺服系统的种类伺服系统按照伺服驱动机的不同可分为电气式、液压式和气动式三种；按照功能的不同可分为计量伺服和功率伺服系统，模拟伺服和功率伺服系统，位置

伺服电机控制技术的应用与发展

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/db16308714.html, 伺服电机控制技术的应用与发展作者：黄新宇来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第07期【摘要】现阶段，随着社会的发展，我国的科学技术的发展也有了很大的进步。电机的主要功能是将电能转变为机械能，应用领域非常广泛，涉及航空、机械运转以及运输等多个行业。电力电子技术水平的不断提升，使电机功能更加多样化，尤其是在信息时代下，更体现了智能化的特点。电机为电机控制技术发展提供推动力，使其可以更加多方位地满足安全需求。处理器和数字化伺服系统的协调发展，相应提高了数控系统计算性能，达到了缩减时间的目的。硬件伺服控制系统实现了向软件伺服控制系统的转变，提高了伺服系统运行性能。这些变革都为加工技术提供了推动力。【关键词】伺服电机；控制技术；应用与发展 1 伺服控制系统 1.1 开环伺服系统开环伺服系统中并未设置检测反馈设备，因此也不存在运动反馈控制回路。一旦设备发出了脉冲指令，这时电动机便开始运行。虽然可能存在运动误差，但是不会做出任何信息错误反馈。期间，步进电动机在开环伺服中是最为关键的驱动部件。步进电机在步距角精度、机械传动精度等方面具有极大优势，直接关系到开环系统的精准度。通常，针对开环系统精準度没有过高要求。尽管步进电动机的转速不高，部件运行期间也存在限制，但其结构精简、可靠性高、制造成本低，所以为控制电路赋予了简单的特点。因此，开环控制系统内部没有对精度和速度提出严格要求的装置，一般会使用步进电动机。 1.2 半闭环伺服系统该系统中的主要装置为无刷旋转变压器，用以检测位置、速度，而最关键的部件是装载中放置的脉冲编码器。电机轴中装载了系统内全部反馈信号，此外也包括负责系统机械传动的装置。非线性因素不会对系统运行造成影响，相反还会为安装调试提供便利。机械传动装置精准度与半闭环伺服系统定位精准度有直接关系，即便是机械传动装置的精度低，但是通过数控装置中具备的误差补偿和间隙补偿两种功能，也会提升其精准度。所以，半闭环伺服系统更多被应用于数控机床。图1所示是伺服电机控制系统，它以C8051F060为核心，同时还有显示电路、编码器、编码器处理电路、RS485通信电路、伺服电机驱动电路、伺服电机。 2 伺服电机控制技术的应用

电液伺服控制系统的设计

。电液伺服控制系统的设计与仿真引言电液伺服系统具有响应速度快、输出功率大、控制精确性高等突出优点，因而在航空航天、军事、冶金、交通、工程机械等领域得到广泛应用。随着电液伺服阀的诞生，使液压伺服技术进入了电液伺服时代，其应用领域也得到广泛的扩展。随着液压系统逐渐趋于复杂和对液压系统仿真要求的不断提高，传统的利用微分方程和差分方程建模进行动态特性仿真的方法已经不能满足需要。因此，利用AMESim、Matlab／Simulink等仿真软件对电液伺服控制系统进行动态仿真，对于改进系统的设计以及提高液压系统的可靠性都具有重要意义。 1 液压系统动态特性研究概述随着液压技术的不断发展与进步和应用领域与范围的不断扩大，系统柔性化与各种性能要求更高，采用传统的以完成执行机构预定动作循环和限于系统静态性能的系统设计远远不能满足要求。因此，现代液压系统设计研究人员对系统动态特性进行研究，了解和掌握液压系统动态工作特性与参数变化，以提高系统的响应特性、控制精度以及工作可靠性，是非常必要的。液压系统动态特性简述 … 液压系统动态特性是其在失去原来平衡状态到达新的平衡状态过程中所表现出来的特性，原因主要是由传动与控制系统的过程变化以及外界干扰引起的。在此过程中，系统各参变量随时间变化性能的好坏，决定系统动态特性的优劣。系统动态特性主要表现为稳定性（系统中压力瞬间峰值与波动情况）以及过渡过程品质（执行、控制机构的响应品质和响应速度）问题。液压系统动态特性的研究方法主要有传递函数分析法、模拟仿真法、实验研究法和数字仿真法等。数字仿真法是利用计算机技术研究液压系统动态特性的一种方法。先是建立液压系统动态过程的数字模型——状态方程，然后在计算机上求出系统中主要变量在动态过程的时域解。该方法适用于线性与非线性系统，可以模拟出输入函数作用下系统各参变量的变化情况，从而获得对系统动态过程直接、全面的了解，使研究人员在设计阶段就可预测液压系统动态性能，以便及时对设计结果进行验证与改进，保证系统的工作性能和可靠性，具有精确、适应性强、周期短以及费用低等优点。仿真环境简介基于Matlab平台的Simulink是动态系统仿真领域中著名的仿真集成环境，它在众多领域得到广泛应用。Simulink借助Matlab的计算功能，可方便地建立各种模型、改变仿真参数，有效解决了仿真技术中的问题。Simulink提供了交互的仿真环境，既可通过下拉菜单进行仿真，也可通过命令进行仿真。虽然Simulink提供了丰富的模块库，但是在Matlab／Simulink下对液压系统进行建模及仿真需要做很多简化工作，而模型的简化使得仿真结果往往出现一定的误差。AMESim (Advanced Modeling Environment for Simulation of Engineering Systems)是法国IMAGINE公司开发的一套高级仿真软件。它是一个图形化的开发环境，用于工程系统的建模、仿真和动态性能分析。AMESim的特点是面向工程应用从而使其成为

伺服控制总结

现代伺服运动控制系统综述 1 绪论随着生产力的不断发展，要求交流伺服运动控制系统向数字化、高精度、高速度、高性能方向发展。要充分利用迅速发展的电子和计算机技术，采用数字式伺服系统，利用危机实现调节控制，增强软件控制功能，排除模拟电路的非线性误差和调整误差以及温度飘雨等因素的影响，这可大大提高伺服系统的性能，并为实现最优控制、自适应控制创造条件。控制理论在伺服运动控制系统中的实现和应用，寻求更优良的控制策略对交流伺服系统进行控制是提高其性能的有效途径之一。随着计算机性能的的日新月异，伺服系统的控制手段也向着模糊控制、神经网络等更加智能化的方向发展。在机电一体化技术迅速发展的同时，运动控制技术作为其关键组成部分，也得到前所未有的大发展，国内外各个厂家相继推出运动控制的新技术、新产品。主要有全闭环交流伺服驱动技术、直线电机驱动技术、可编程计算机控制器、国际开放式结构高性能DSP多轴运动控制系统技术、基于现场总线的运动控制技术和运动控制卡能几项具有代表性的新技术。 2 伺服运动控制系统 2.1 伺服系统伺服技术是以精确运动控制和力能输出为目的，综合运用机电能量变换与驱动控制技术、检测技术、自动控制技术、计算机控制技术等，实现精确驱动与系统控制的工程实用技术。伺服技术与系统是基础自动化系统的最重要的控制技术之一和底层自动化系统（装备）。是现代机电一体化和工业自动化领域的支撑技术之一。以伺服技术为核心的伺服系统（servo – system）又称随动系统。伺服系统专指被控制量是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。伺服系统最初用于船舶的自动驾驶、火炮控制和指挥仪中，后来逐渐推广到很多领域，特别是自动车床、天线位置控制、导弹和飞船的制导等。

伺服系统介绍.doc

一、相关概念伺服系统（servomechanism）又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。在机器人中，伺服驱动器控制电机的运转。驱动器采用速度环，位置环，电流环三环闭环电路，内部还设有错误检出和保护电路。驱动器通过通信连接器，控制连接器，编码连接器跟外部输入信号和输出信号相连。通信连接器主要用于跟电脑或控制器通信。控制连接器用于跟伺服控制器联接，驱动器所需的输入信号、输出信号、控制信号和一些方式选择信号都通过该控制连接器传输，它是驱动器最为关键的连接器。编码连接器跟电机编码器连接，用于接收编码器闭环反馈信号，即速度反馈和换向信号。伺服电机主要用于驱动机器人的关节。关节越多，机器人的柔性和精准度越高，所需要使用的伺服电机的数量就越多。机器人对伺服电机的要求非常高，必须满足快速响应、高起动转矩、动转矩惯量比大、调速范围宽，要适应机器人的形体做到体积小、重量轻，还必须经受频繁的正反向和加减速运行等苛刻的条件，做到高可靠性和稳定性。伺服电机分为直流、交流和步进，工业机器人用的较多的是交流。机器人用伺服电机

二、伺服系统的技术现状 2.1视觉伺服系统随着机器人技术的迅猛发展,机器人承担的任务更加复杂多样,传统的检测手段往往面临着检测范围的局限性和检测手段的单一性.视觉伺服控制利用视觉信息作为反馈，对环境进行非接触式的测量,具有更大的信息量，提高了机器人系统的灵活性和精确性,在机器人控制中具有不可替代的作用。视觉系统由图像获取和视觉处理两部分组成,图像的获取是利用相机模型将三维空间投影到二维图像空间的过程,而视觉处理则是利用获取的图像信息得到视觉反馈的过程。基本的相机模型主要包括针孔模型和球面投影模型,统一化模型是对球面模型的推广,将各种相机的图像映射到归一化的球面上。视觉伺服中的视觉反馈主要有基于位置、图像特征和多视图几何的方法。其中,基于位置的方法将视觉系统动态隐含在了目标识别和定位中，从而简化了控制器的设计，但是一般需要已知目标物体的模型，且对图像噪声和相机标定误差较为敏感。基于图像特征的视觉反馈构造方法，其中基于特征点的方法在以往的视觉伺服中应用较为广泛，研究较为成熟，但是容易受到图像噪声和物体遮挡的影响，并且现有的特征提取方法在发生尺度和旋转变化时的重复性和精度都不是太好，在实际应用中存在较大的问题。因此，学者们提出了基于全局图像特征的视觉反馈方法，利用更多的图像信息对任务进行描述，从而增强视觉系统的鲁棒性，但是模型较为复杂，控制器的设计较为困难，且可能陷入局部极小点。目前针对这一类系统的控制器设计的研究还比较少,一般利用局部线性化模型进行控制,只能保证局部的稳定性。多视图几何描述了物体多幅图像之间的关系，间接反映了相机之间的几何关系。相比于基于图像特征的方法，多视图几何与笛卡尔空间的关系较为直接，简化了控制器的设计。常用的多视图几何包括单应性、对极几何以及三焦张量。 2.2伺服系统控制技术现代的机器人伺服系统多采用交流伺服驱动系统，而且正在逐渐向数字化方向转变。数字控制技术已经五孔不入，如信号处理技术中的数字滤波、数字控制器，把功能更加强大的控制器芯片已经各种智能处理模块应用到工业机器人交流伺服系统中，可以实现更好的控制性能。最近几十年，由于微电子技术的进步，各种方便用户开发的微控制器与数字信号处理器件大量涌现市场，为各种先进的智能控制算法在控制系统中的应用提供了可能。如今，各种新型的伺服控制策略大量涌现，大有与传统控制策略一较高低的趋势下面简单介绍几种： 1）矢量控制矢量控制技术的提出，为交流伺服驱动系统的快速进步提供了理论支持。矢量控制技术的主要原理为：以转子旋转磁场作为参考系，将电动机定子矢量电流经过两次坐标变换分解为直轴电流和交轴电流分量，且使两电流分量相互正交，同时对交直轴电流分量的

伺服控制系统

交流伺服运动控制系统班级电气5班学号 2015345 姓名李宏阳

1.引言随着社会的发展，伺服控制系统在现代社会的作用就越来越大，运用范围也越来越广。从最开始的主要运用与军事方面到工业的方方面面都离不开伺服控制系统。伺服系统最初是用于船舶的自动驾驶、火炮控制和指挥仪中，后来逐渐推广到很多领域，特别是自动车床、天线位置控制、导弹和飞船的制导等。伺服控制系统在整个社会发展中的地位越来越重要，我们主要可以去了解控制策略、控制方法、系统设计(包括交直流伺服、数控、视觉伺服、液压伺服、.气动伺服、机器人伺服等系统)、伺服电动机(包括永磁同步电机、步进电机、直线电机、开关磁阻电机等电机的设计、新原理、新材料、新结构和电机磁场与性能分析及软件分析平台)、伺服控制前沿技术、行业信息、应用案例、伺服器件、传感器、工业通信、新产品等关于伺服控制系统的知识。 2.伺服运动控制系统简介 2.1概念用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统称为伺服控制系统。又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。 2.2指标要求（1）系统精度要高伺服系统精度指的是输出量复现输入信号要求的精确程度,以误差的形式表现,可概括为动态误差,稳态误差和静态误差三个方面组成。在伺服控制系统中一般系统精度越高越好。（2）稳定性要好伺服系统的稳定性是指当作用在系统上的干扰消失以后,系统能够恢复到原来稳定状态的能力;或者当给系统一个新的输入指令后,系统达到新的稳定运行状态的能力，在实际运用中我们希望系统的这一能力越强越好。（3）响应速度要快响应特性指的是输出量跟随输入指令变化的反应速度,决定了系统的工作效率.响应速度与许多因素有关,如计算机的运行速度,运动系统的阻尼和质量等。在生产运用中我们希望响应速度是越快越好。（4）工作频率范围要宽工作频率通常是指系统允许输入信号的频率范围.当工作频率信号输入时,系统能够按技术要求正常工作;而其它频率信号时，体统不能正常工作。根据我们的实际需求我们希望一个系统的工作频率的范围要比较宽，这样才能将伺服控制系统用于实际生产。 2.3体系架构

伺服控制技术

伺服控制技术伺服控制的定义伺服控制概念的提法很多，其实概念的提法并不重要。为满足某种目的，产生运动和对物体运动进行控制是我们人类最重要的活动之一。所谓伺服控制指对物体运动的有效控制，即对物体运动的速度、位置、加速度进行控制。这种控制正在变得随处可见和越来越普遍。伺服电动机伺服电动机有两项技术值得注意，一是高密度电机，采用一种叫“大极电机”的设计思想。例如六极九槽电机，定子由九个独立的极构成，在每个极上绕制集中线圈，然后再将九个极拼装起来，形成九个槽的电机铁芯。由于每个极是独立绕制和整形，所以即使采用自动机绕，也能保持槽满率高达90%。这类电机制造工艺好，空间利用和体积都达到了最小化，故称为高密度电机。从运行原理上讲，这类电机不属于旋转磁场电机，它在三相脉振磁场下工作，因此，它的适用性、设计方法和运行方式都有一定特殊性，例如这类电机不适合方波电流驱动。电机界眼光都是一致的，目前，安川、松下、富士、科比、台达等小功率伺服电动机产品中均采用高密度电机设计方案，当然我们也不例外。另一类是嵌入式磁钢速率伺服电动机，它可利用凸极效应引起的交、直轴电感随位置变化的特点，构成真正意义上的、可*的无位置传感器速率伺服电动驱动系统。 2、传感器除了各类光电编码器以外，磁编码器值得关注。磁编码器的体积和重量都比光电编码器小几十倍，温度范围更宽，几乎不怕冲击和振动。其工作原理非常简单，它的定子是一颗内嵌霍尔磁敏元件和DSP的芯片，体积可以小到MSOP-24封装，它的转子是一颗两极磁钢。它的分辨率10─12位，精度8─10位。这种磁编码器目前已有供应。作为空间应用，为了满足-35 0C ─ 80 0C环境要求，几乎难以采用传统的光电编码器，为此我们自行研制了磁编码器，分辨率16位，精度12位。磁编码器信号处理电路共存于驱动控制电路(FPGA)中，形成传感器与驱动控制电路一体化。电流传感器是伺服控制必不可少的，小功率系统可以采用电阻采样，一般可采用霍尔电流传感器。两种方法都要将模拟信号转换成数字信号，然后参于数字伺服控制。上述A/D转换的输出形式通常是串行数字脉冲或脉宽调制信号。美国IR公司专门为电阻采样设计了一款电流反馈专用芯片IR2175。它具有12位分辨率，600V原副边耐压，使用非常方便。为了提高耐压等级和有效分辨率，我们研制出一种极小体积的，基于霍尔磁平衡原理的电流传感器。它分辨率12位，耐压2500V，脉宽调制信号频率168KHz。 3、伺服单元 2003年美国IR公司推出单芯片速率伺服控制系统，它内部包括：电机矢量FOC控制器、电流PI调节器、速度PI调节器、SVPWM调制器、传感器接口、SPI 和并行通信接口等。IR公司推出的单芯片速率伺服控制系统的最重要特点是，允许用户对上百种参数进行实时的和初始化给定。下图所示速率伺服控制系统是

电机伺服控制和PID算法简介

电机伺服控制和PID 算法简介 1 电机伺服控制技术简介所谓伺服控制，通常也就是指闭环控制，即通过反馈环节，测量被控制对象的变化，用以修正电机输出的控制技术。对于要求不高的应用，通常采用简单的开环控制。例如，给直流有刷电机的两根引线通电，电机就会旋转；施加的电压越高，电机转速越高，力量越大。但是在很多需要精密控制的场合，仅仅这种方式还是不够的，还需要依靠一定的反馈装置，将电机的转速或位置信息反馈给微控制器或其他的机械装置，通过一定的算法变成可以调节电机控制信号的输出，从而使电机的实际转速、位置等参数与我们所希望的一致。机器人控制是一个精度要求比较高的领域，例如，基于以下的一些考虑，机器人平台需要使用闭环控制。 a) 开环控制情况下，移动机器人在爬坡时，电机速度会下降。更糟糕的是，当双轴独立驱动的移动机器人以一定的角度接近斜坡时。每一个车轮转速的下降值将会不同，结果是机器人的实际运动轨迹是沿着一条曲线而不是直线行进。路线。速差。一一定的计算方法（如PID 算法）调整相应的电压供给，如此反复，直到达到给定转速。 b) 不平坦的地面会造成移动机器人的两个车轮转速之间的差异。如果转速较低的车轮的驱动电机没有得到相应的电压补给，移动机器人将偏移既定的c) 由于安装工艺、负载不完全均衡等原因，即使是完全匹配的两个电机，并在相同的输入电压条件下，他们的速度有时仍会产生不同，即转d) 如果采用的是PWM 控制，即使在PWM 信号占空比不变的条件下，随着电池电压的逐渐下降，电机供给电压也会随之降低，从而导致电机的转速与给定值不完全致。综合以上的一些考虑，必须选择闭环控制的方式，其工作流程如下图所示：闭环系统中加上了反馈环节（通常机器人的驱动电机使用的是增量式光学编码器）。在闭环控制系统中，速度指令值通过微控制器变换到功放驱动电路，功放驱动电路再为电机提供能量。光学编码器用于测量车轮速度的实际值并将其回馈给微控制器。基于实际转速与给定转速的差值，即“偏差” ，驱动器按照闭环控制模型示意图

伺服控制技术

机器人的伺服控制摘要：本文首先简要介绍了伺服系统的发展，以及采用伺服系统所要达到的目的，并简要介绍了交流伺服电机与直流伺服电机的工作原理，分析了他们各自的特点。关键词：交流伺服电机直流伺服电机伺服引言机器人控制器是机器人信息处理和控制的主体, 其设计好坏将决定机器人系统的整体行为和整体性能。机器人的控制与其他机械设备类似，是通过伺服机构进行的，其控制理论也以伺服机构理论作为基础，但这种理论并不能完全适用于机器人的伺服控制，机器人的伺服控制必须是基于数据的软伺服控制。机器人的控制方式是多种多样的，用于最广的为位置控制，力的控制及由此派生的控制方式。最近几年力与位置的混合控制越来越受人们重视，这是因为机械手的位置有时被任务的几何条件约束，使得机器人控制不得不采用混合控制方案。一个基本的运动控制系统包括：运动控制器、伺服电机、伺服传动机构（亦称为增强器）、反馈设施。 1伺服系统在运动控制系统中最常见的术语之一为所谓伺服系统。广义的伺服系统是指精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统, 又称随动系统, 它并不一定局限于机械运动。但是在很多情况下, 伺服系统这个术语一般只狭义地应用于利用反馈和误差修正信号对位置及其派生参数如速度和加速度进行控制的场合, 其作用是使输出的机械位移准确地实现输入的位移指令, 达到位置的精确控制和轨迹的准确跟踪。伺服系统的结构组成与其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。采用伺服系统主要是为了达到下面几个目的： ①小功率指令信号去控制大功率负载。 ②在没有机械连接的情况下, 由输入轴控制位于远处的输出轴, 实现远距离同步传动。 ③使输出机械位移精确地执行某控制器的运动指令, 这些指令可以是预先编制的, 也可能是随机产生的。伺服控制系统由控制基板、伺服驱动装置和机械臂三部分组成。控制基板主要实现各轴电机的控制, 以及提供人机界面、实现与上位机通信、保护驱动装置等功能。伺服系统的模件性和紧凑性为设备制造商和最终用户带来了更大的机器

伺服电机工作原理图

伺服电机工作原理图伺服电机工作原理——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进行比较，调整转子转动的角度。永磁交流伺服系统具有以下等优点：（1）电动机无电刷和换向器，工作可靠，维护和保养简单；（2）定子绕组散热快；(3) 惯量小，易提高系统的快速性；（4）适应于高速大力矩工作状态；（5）相同功率下，体积和重量较小，广泛的应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合，满足了传动领域的发展需求。永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模式混合式的发展后，目前已经进入了全数字的时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等确定，还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方法的灵活，使伺服驱动器不仅结构简单，而且性能更加的可靠。现在，高性能的伺服系统，大多数采用永磁交流伺服系统其中包括永磁同步交流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。伺服驱动器有两部分组成：驱动器硬件和控制算法。控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，是国外交流伺服技术封锁的主要部分，也是在技术垄断的核心。 2 交流永磁伺服系统的基本结构交流永磁同步伺服驱动器主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口单元、伺服电动机及相应的反馈检测器件组成，其结构组成如图 1 所示。其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等等。我们的交流永磁同步驱动器其集先进的控制技术和控制策略为一体，使其非常适用于高精度、高性能要求的伺服驱动领域，还体现了强大的智能化、柔性化是传统的驱动系统所不可比拟的。目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，其优点是可以实现比较复杂的控制算法，事项数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路,IPM 内部集成了驱动电路, 同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路, 在主回路中还加入软启动电路, 以减小启动过程对驱动器的冲击。

伺服控制系统综述

伺服控制系统综述学院：专业：学号：摘要：本文从伺服系统的机理出发，论述了伺服系统的分类以及各个组成部分，在此基础上进一步以机器人为背景举例说明伺服系统的应用、发展趋势和个人对交流伺服系统的认识以及自动化专业与交流伺服系统的关系等。关键词：伺服系统；综述；发展 1、伺服运动控制系统的机理一个伺服系统的构成通常包含受控体（plant）、致动器（actuator）、传感器（sensor）控制器（controller）等几个部分。受控体系指被控制的物件。致动器包含了马达与功率放大器，例如应用于伺服系统的特别设计马达称之为伺服马达（servo motor），其装置内含位置回授装置，如光电编码器（optical encoder）或是解角器（resolver）。一个传统伺服机构系统的组成，伺服驱动器主要包含功率放大器与伺服控制器[1]。结构如图1-1所示[2]。图1-1伺服系统构成主要部分图交流伺服系统安照不同的标准具有不同的分类。伺服系统按其驱动元件划分，有步进式伺服系统、直流电动机（简称直流电机）伺服系统、交流电动机（简称交流电机）伺服系统；按控制方式划分，有开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统等；按反馈比较控制方式划分，有脉冲、数字比较伺服系统、相位比较伺服系统、幅值比较伺服系统、全数字伺服系统[3]。伺服系统有精确度高、丰富的反馈方式、伺服电机高性能、速度调节范围宽等特点。 1.1伺服运动控制控制器论述 1.开环系统图1-2是开环系统构成图，它主要由驱动电路、执行元件和被控对象三大部分组成。由于该系统通常使用步进电机作为执行元件，也没有加入反馈控制，故精度较低[4]。

伺服控制如何进行编程实现

伺服控制如何进行编程实现步进电机的工作原理步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用. 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。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。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，广泛应用于各种开环控制。现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（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。永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度；反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛，也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。步进电机的一些基本参数：电机固有步距角：它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值，如86BYG250A型电机给出的值为0.9°/1.8°（表示半步工作时为0.9°、整步工作时为 1.8°），这个步距角可以称之为‘电机固有步距角’，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。步进电机的相数：