双动力伺服压力机控制系统研究

何彦忠

摘要：植根于现代伺服交流电机原理的新一代数字化机械压力机驱动技术系统是当代高新技术发展与改造传统的机械技术之间的良好结合,将利用这种数字控制系统直接作为机械压力机主传动,可以进一步大大改善提高重载压力机传动的经济性能、可靠性水平和管理智能化水平。我的研究课题是要研究双动力伺服压力机的控制系统。双动力伺服压力机组的系统研究试验与系统开发,对大大加快我国数控重载机械驱动技术产品在当今我国行业的实际应用普及步伐,打破当前国外厂家在这一关键技术应用上长期的市场垄断性地位和大幅度提高当代我国先进成形控制设备研发制造装备技术水平,顺应当今成形技术设备领域发展新的技术数字化、信息化时代和装备智能化革命的历史潮流必将具有极十分的重大划时代的发展意义!

关键词：双动力  伺服压力机  控制系统

1. 伺服压力机控制系统模型分析

伺服控制系统的重要研究内容是迅速清晰地追踪交流伺服电机。交流伺服电机电控系统最主要的技术性目标就是通过控制数据转换次数和操纵输出功率的改变，依据设定的加工工艺曲线图数据信号或交流伺服电机运动矢量控制代码，更加灵活、最准确、更可靠地操纵伺服步进电机导出来交流伺服电机的运转扭矩、速度矢量和位置。
    现阶段，伺服控制系统的构造基本上都是开启闭环系统，接着因为现代科技的提升和理论体系的高速发展，伺服控制系统进到全半闭环系统软件的发展阶段。如今全部伺服控制系统技术架构已基本进到半闭环系统软件环节。伺服控制系统一般是由4个核心部件构成:可编程控制器、控制板、交流伺服电机构件(通常为永磁电机)和辅助感应器环(电流和转速传感器)。速率控制环与控制电流反馈环通常作为伺服控制系统里的控制板内环线。如下图所示2-1所显示，还配备了位置反馈感应器，为伺服控制系统给予外环线，形成全数据自动控制系统，完成部位闭环控制系统。

因为只造DC激磁，所以不用键入额外励磁电，不需要造成额外DC激磁耗费。电机在具体运行时平行线速率也较高，功率比较高，结构紧凑。因而，则在内部结构伺服控制系统和运动控制中，通常直接购买稀土永磁系列产品数据同歩变频电动机，交流伺服电机变频控制的电机结构会更复杂简易，因为他去掉了集线电圈和集磁芯，进一步增强了数据交流伺服电机变频电动机在漫长的运行中的产品可靠性和稳定性。在伺服控制系统之中应用交流异步电机，多用于交流伺服电机特性(如加工精度)规定相对较低的场地。永磁电机主要是由转子绕组和转子绕组电机定子构成。转子绕组电流量通常为三相绕组，进入三相电路，造成磁场力拖拽电机转子以定子电流弹性系数同歩转动。当转子绕组与此同时旋转时，也会产生与输出电压反过来的感应电流。外转子电机多见永磁材料，希土、钒、铁硼、希土等经典还是被中国主要用作新式金属材料永磁材料原材料。这类金属材料永磁材料构造的应用大大简化整个电机转子电机的结构。除开励磁线圈、翻转护栏和激磁刷电磁线圈，不但显著提升整个大功率电机的可靠性，也代表了全部大功率电机在没有任何电机转子铜耗费的情形下真真正正提升了速率。

2. 双动力伺服压力机的控制系统硬件设计

硬件结构设计是现代工业控制系统工作过程的一个物理基础,各相对独立系统组成各单元硬件所设计部件的电气综合工作性能好坏将会直接决定着控制系统整个独立工作系统整体运行性能、综合技术性能运行系统安全性能和控制系统操作稳定性。伺服驱动螺旋精压机及其控制系统硬件单元组成的合理的设计,要保证能同时根据工业各分立设备所实际担负的各项具体工作要求及各项性能要求相结合进行合理设计，除了设计必须全面考虑好各分支工业装置及其现场作业环境等的所有具体及实际负荷工作情况因素外,还要充分认真综合考虑设计好工业各分立系统组成及硬件性能方面的总体安全与可靠性、经济性、灵活性要求和实用性。

2.1.运动控制器概述

运动控制器这种控制设备通常是由一个基于工业PC机,大多情况时候可以被设计用于实现一些运动控制任务的工作场合提供(这其中就包括位移、速度等)相应的用于上位系统控制功能的硬件单元。这种新型数控系统的开发设备的大量出现，可以完美满足现如今的各类新型自动化数控系统产品，高标准化、开放性等多方面的要求。通过这种研发设备，它还能为各类的种类繁多复杂的，工业设备中的自动化控制系统软件，进一步研发完善以及优化改进。提供开发出一个可以用于各类运动、控制的模块，这样的硬件平台，同时他还能更完美的发挥出PC机系统，其他诸多更强大的功能。

2.2.控制系统硬件设计

对于当前双动力伺服压力机的伺服控制系统的性能要求,当前的系统在硬件上将GT-200.SV运动控制器作为上位设备的基本控制驱动单元使用;随后采用了国产高性能的交流电机伺服控制驱动器以及经过特别改造设计后的交流电动机伺服驱动电机当做当前系统的控制执行驱动元件,通过双电机动力伺服输入和自动齿轮切换伺服减速器输出以及丝杆螺母机构,将交流电机定子的线性旋转运动方式转换为滑块式的直线运动;利用旋转编码器作为驱动电机转动的转子位置测量和齿轮速度的检测控制元件,光栅尺可作为滑块运动的位置的检测控制元件,构成一组全封闭的且成环驱动的控制系统。

3. 双动力伺服压力机的控制系统软件设计

软件技术是智能控制系统技术的关键核心,软件性能品质的判断好坏还将能直接的影响着整个智能化控制系统技术的工作功能、运行安全效率度和系统安全稳定性。而且我们所想要设计制造出好的软件不仅还需要其具备一套强大易用的软件功能,同时其也同样必须是要其有这样一套简洁高效的系统结构,不过其实这俩点是很相互和矛盾并存的,目前来说该如何能将好这俩者间的矛盾关系平衡得好也是在我们在当前所要想设计创造出这一套优秀易用的软件系统的设计过程所必须的要考虑到的这么一个重点。

3.1.有关软件设计的概述

在目前这个软件的设计过程中,一个良好的设计方案是整个软件的关键,一个设计出的完美软件是可以直接实现、方便维护、容易理解容易上手的;倘若是一个设计的很拉胯的软件系统,虽然这个软件可以正常运行,但是在后期的维护以及对于目前工作人员的上手程度高,不方便操作,这些都是非常令人苦恼的。所以总的来说对于目前的软件的设计方法和开发工具,在整个设计的过程中占有非常重要的地位,这个是与当前的软件设计效果是直接挂钩的,所以我们必须要根据实际效果慎重的选择。

3.2.目前软件的设计开发

目前是实际的软件开发过程中,软件的设计方案是变化万千的,不仅仅有模块化方法、数据化方法和面向对象的方法等。目前所有软件的开发,绝不是由一个或者一种方法所完成的,想要完成这部分软件的运行必须至少要有俩种以及俩种以上的方法去运作。我们现在也还必须要根据双动力伺服压力机软件控制系统设计的各项技术功能上的新特点,经过更加完善合理且更为科学全面的理论分析计算与技术考虑,利用模块化设计的新方法对来目前的软件控制系统进行重新设计。总的来说,就是按照各项功能的特点,将整个控制系统规划为多个功能相对独立的区块,将每个区块进行独立的测试与修改,最终将每个模块经过测试后组成一个完整,性能好且操作容易的软件。

4. 结语

基于数字伺服交流矢量伺服步进电机系统原理的新一代半数字化的伺服矢量驱动智能控制系统技术,是国内当今重要高新技术产品研发与推进国内现代传统机械领域技术创新方向的最重要结合。

5. 参考文献

[1]洪瑞.基于牛顿迭代法伺服压力机 控制系统的研究[D].湖北：华中科技大学.2016

[2]莫建华, 郑加坤, 古閑伸裕, 吕言. 伺服压力机的发展现状及其应用[J].锻压装备 与制造技术, 2007, 05:19-21.