伺服系统小结

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一、背景知识

全数字伺服系统一般采用位置控制、速度控制和力矩控制的三环结构。系统硬件大致由以下几部分组成：电源单元；功率逆变和保护单元；检测器单元；数字控制器单元；接口单元。相对应伺服系统由外到内的"位置"、"速度"、"转矩"三个闭环，伺服系统一般分为三种控制方式。在使用位置控制方式时，伺服完成所有的三个闭环的控制。在使用速度控制方式时，伺服完成速度和扭矩（电流）两个闭环的控制。一般来讲，我们的需要位置控制的系统，既可以使用伺服的位置控制方式，也可以使用速度控制方式，只是上位机的处理不同。

二、伺服驱动器的原理

1) 控制电路结构

    DSP是整个系统的核心，主要完成实时性要求较高的任务，如矢量控制、电流环、速度环、位置环控制以及PWM信号发生、各种故障保护处理等。MCU完成实时性要求比较低的管理任务，如参数设定、按键处理、状态显示、串行通讯等。FPGA实现DSP与 MCU之间的数据交换、外部I/O信号处理、内部I/O信号处理、位置脉冲指令处理、第二编码器计数等。

2）功率电路结构

    整流：三相整流桥

    逆变：智能功率模块

    电源：开关电源。

    其系统构造如图1所示：

图1：伺服系统构框图