伺服驱动器(也称为“伺服控制器”、“伺服放大器”)是用于控制伺服电机的控制器。它们的作用类似于作用于普通交流电机的变频器,是伺服系统的一部分,主要用于高精度定位系统。
伺服驱动器是现代运动控制的重要组成部分,广泛应用于高精度攻牙机、工业机器人和CNC加工中心等自动化设备中,对于高精度攻牙机定位有着重要的作用。特别是对于控制交流永磁同步电动机的伺服驱动器,它已成为国内外研究的热点。基于矢量控制的电流、速度、位置3闭环控制算法常用于当前的交流伺服驱动设计中。算法的速度闭环设计是否合理,对整个伺服控制系统的性能,尤其是速度控制性能起着关键作用。
在伺服驱动器速度闭环中,电机转子的实时速度测量精度对于改善速度环速度控制的动态和静态特性至关重要。为了平衡测量精度和系统成本,通常使用增量式光电编码器作为速度测量传感器,相应的通用速度测量方法是M/T速度测量方法。虽然M/T速度测量方法具有一定的测量精度和宽测量范围,但该方法存在固有的缺陷,包括:
1)在速度测量期间必须检测至少一个完整的码轮脉冲,限制最小可测速度;
2)用于速度测量的两个控制系统定时开关难以保持严格的同步,并且在速度变化很大的测量场合不能保证速度测量精度。因此,使用速度测量方法的传统速度环设计难以提高伺服驱动速度跟随和控制性能。