系部

电子信息工程系

指导教师

孙  洪

学生姓名

××

学号

068407125

课题

名称

机器人控制系统之直流伺服电机驱动控制器

有无关于指导的文字记录

有 ●

无 ○

1．指导情况（指导次数、方式；学生执行情况）：

指导三次，以电子邮箱的方式发出相关的论文要求及内容格式，严格的按照指导老师所要求的将毕业设计开题报告完成，完成后将大量的搜集相关的资料，机器人的控制系统有了大概的了解。尤其是直流伺服电机控制器。

2．对设计思想与设计方案的执行情况：

是消防机器人的电机控制，首先根据现有的消防机器人的电机控制的实现方式来开始设计的，一个电动小车整体的运行性能，首先取决于它的电池系统和电机驱动系统。 电动小车的驱动系统一般是由控制器、功率变换器及电动机三个部分组成。而且电动小车的驱动不但要求电机驱动系统具有高转矩重量比、宽调速范围、高可靠性，但电机的转矩-转速特性受电源功率的影响，这就要求驱动具有尽可能宽的高效率区。因而所使用的电机一般为直流电机，主要用到永磁直流电机、伺服 电机及步进电机三种。本设计主要从伺服直流电机的驱动及控制入手。对其主要的三个主要部分进行研究分析，将列出一些原理图和电路图，主要是以实例为根据。现已搜到相关消防机器人的资料，及电动小车的相关资料。对相关的知识和案例正在进行整合。

3．存在的问题，拟采取解决问题的方案及措施：

1，使用电机时应该注意的问题？首先要看电源电压是否合适，过压的情况下会造成驱动模块损坏，正负极不能接错，接错也会导致模块损坏，驱动控制器上的电机型号和设定的电流值刚开始不应该太大。其次控制信号线要接牢靠，工业现场{zh0}要做好屏蔽的措施，如使用双绞线。

其三不要开始就把所有的线全接上，先连成最基本的系统，等运行良好后，在接其它的。其四一定要搞清楚接地的方法，还可采用浮空不接。第五，刚开始运行半小时内，如电机发生运行部正常应立即停机调整。

2，直流伺服系统，用于哪些场合，直流伺服系统与交流伺服系统的区别？直流伺服电机分为有刷和无刷电机。而交流伺服电机是无刷电机，有刷机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便，会产生电磁干扰对环境有要求，因此它可以用于对成本要求不是太高的普通工业和民用场合。无刷电机体积小，重量轻，出力大，相应比较快，速度也高，惯量小，转动平滑，力矩稳定，控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相火正弦波换相。电机不需要维护，效率高，运行文东低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。交流伺服电机属于有刷机分为同步和异步电机。而目前使用最多的，运用最广泛的是同步机，它的功率范围大。大惯量，{zg}转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。

3，如何将驱动器和系统接地？a.如果在交流电源和驱动器直流总线（如变压器）之间没有隔离的话，不要将直流总线的非隔离端口或非隔离信号的地接大地，这可能会导致设备损坏和人员伤害。因为交流的公共电压并不是对大地的，在直流总线地和大地之间可能会有很高的电压。

b.在多数伺服系统中，所有的公共地和大地在信号端是接在一起的。多种连接大地方式产生的地回路很容易受噪音影响而在不同的参考点上产生电流。

c.为了保持命令参考电压的恒定，要将驱动器的信号地接到控制器的信号地。 它也会接到外部电源的地，这将影响到控制器和驱动器的工作（如：编码器的5V电源）。

d.屏蔽层接地是比较困难的，有几种方法。正确的屏蔽接地处是在其电路内部的参考电位点上。这个点取决于噪声源和接收是否同时接地，或者浮空。要确保屏蔽层在同一个点接地使得地电流不会流过屏蔽层。

4，部分伺服驱动器故障检查方法参考：现象一，示波器检查驱动器的电流监控输出端时，范县它全为噪声，无法读出。可能原因为，输出端没有与交流电源相隔离（变压器），可以直流电压表检测观察来纠正。现象二，电机在一个方向上比另一个方向跑得快。可能原因为无刷电机的相位搞错了。可采用检测或查出正确的相位来纠正。其二在不同测试时，测试/偏差开关打开在测试位置。可以将测试/偏差开关打开偏差位置。还可能是偏差电位器位置不正确。如果是这样的话可以重新设定值。现象三，电机失速。原因一，速度反馈的极性搞错了。可以尝试一下方法纠正，1，如果可能将位置反馈的极性开关打到另外一个位置。2，如使用测速机，将驱动器上的TACH+和TACH=对调接入。3，如使用编码器，将驱动器上的ENC A和ENC B对调。4，如在HALL速度模式下，将驱动器上的HALL-1和HALL-3对调，再将Motor-B和Motor-A对调接好。原因二，编码器速度反馈时，编码器电源失电。采取的措施是检查连接5V编码器电源。确保该电源能提供足够的电流。如使用外部电源，确保该电压是对驱动器信号是地的。现象四，LED灯是绿色的，但是电机不启动。可能原因一，一个或多个方向的电机禁止动作，采取措施，检查+INHIBIT和=INHIBIT端口。原因二，命令信号不是对驱动器信号地的，措施将命令信号地和驱动信号地相连。现象五，上电后，驱动器的LED等不亮，可能原因是供电电压太低，小于最小电压值要求，措施检查并提高供电电压。现象六，当电机转动时，LED灯闪烁。原因一，HALL相位错误，措施检查电机相位设定开关，多数无刷电机都是120度相差。原因二，HALL传感器故障，措施当电机转动时检测HallA,HallB,HallC的电压。电压值应该在5VDC和0之间。现象七，LED灯始终保持红色，原因可能是存在故障，过压，欠压，短路，过热，驱动器禁止，HALL无效。

指导教师签字：            2010 年 3 月 29 日

系部毕业设计质量监控小组意见：

组长签字：                年   月   日

系主任签名：                年    月    日

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（此表与毕业论文一同存档管理）