專利名稱：帶有限位功能的伺服控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動化領(lǐng)域，涉及一種帶有限位功能的伺服控制系統(tǒng)，特別涉及一種速度給定信號具有限位功能的直流電機限位控制的伺服系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
帶有限位的伺服控制系統(tǒng)在工業(yè)和民用等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用場合，例如各類機床、機械手、電梯、自動開關(guān)門等。這類伺服系統(tǒng)一般要求具有較好的動態(tài)響應(yīng)特性，并滿足運動的限位要求。通常采用限位開關(guān)實現(xiàn)伺服系統(tǒng)的限位功能，采用PID控制方法實現(xiàn)伺服系統(tǒng)的速度閉環(huán)控制。當伺服電機帶動工作部件運行至限位位置時，伺服電機應(yīng)該立刻停止運轉(zhuǎn)，滿足限位運動控制的要求。因此，設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單，具有較高控制性能的限位伺服控制系統(tǒng)具有重要的應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，設(shè)計一種帶有限位功能的伺服控制系統(tǒng)，實現(xiàn)伺服電機的有效控制。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種帶有限位功能的伺服控制系統(tǒng)，包括有速度給定電路，PID控制電路，驅(qū)動電路，執(zhí)行元件，測速元件，其特征在于:通過調(diào)節(jié)電位計的分壓值給出速度給定 信號，利用測速發(fā)電機作為測速元件實現(xiàn)速度負反饋，采用直流伺服電機作為執(zhí)行元件，利用PID控制電路得到控制率，采用H型PWM脈寬調(diào)制驅(qū)動電路驅(qū)動直流伺服電機旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)速度閉環(huán)控制。本發(fā)明的目的在于用 簡單的電路和元器件做出價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單的帶有限位功能的伺服控制系統(tǒng)，具有很強的實用性。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。如圖1所示，通過調(diào)節(jié)電位計R可得到±5V之間的電壓uK，通過繼電器J1和繼電器J2的常閉觸電和二極管^和仏，給出直流伺服電機正反轉(zhuǎn)的速度給定信號。利用測速發(fā)電機作為測速元件測得直流伺服電機的實際轉(zhuǎn)速信號，構(gòu)成速度閉環(huán)負反饋，經(jīng)過PID控制電路給出驅(qū)動電路的控制信號，控制直流伺服電機實現(xiàn)速度閉環(huán)控制，執(zhí)行元件經(jīng)過傳動機構(gòu)帶動工作部件運動。在工作部件運動軌跡的限位處安裝一對限位開關(guān)，給出直流伺服電機正反轉(zhuǎn)限位信號。當電位計的速度給定信號％為正，直流伺服電機帶動工作部件旋轉(zhuǎn)至正轉(zhuǎn)限位開關(guān)處時，正轉(zhuǎn)限位開關(guān)動作，S1導通，與之串聯(lián)的繼電器J1的線圈通電，其常閉觸電斷開，從而切斷了速度給定信號％。由于系統(tǒng)處于速度閉環(huán)狀態(tài)，僅有速度負反饋起作用，實現(xiàn)了反接制動，使得電機迅速停轉(zhuǎn)。只有當電位計R的電壓％為負時，速度給定信號為負，通過二極管Dl和繼電器J2的常閉觸點才能加到系統(tǒng)參考速度輸入端，電機反轉(zhuǎn)脫離了正限位狀態(tài)。當電位計的速度給定信號Uk為負，直流伺服電機帶動工作部件旋轉(zhuǎn)至負轉(zhuǎn)限位開關(guān)處時，反轉(zhuǎn)限位開關(guān)動作，S2導通，與之串聯(lián)的繼電器J2的線圈通電，其常閉觸電斷開，從而切斷了速度給定信號％。由于系統(tǒng)處于速度閉環(huán)狀態(tài)，僅有速度負反饋起作用，實現(xiàn)了反接制動，使得電機迅速停轉(zhuǎn)。只有當電位計R的電壓Uk為正時，速度給定信號為正，通過二極管D2和繼電器J1的常閉觸點速度給定信號才能加到系統(tǒng)參考速度輸入端，電機正轉(zhuǎn)脫離了負限位狀態(tài)。本發(fā)明的優(yōu)點在于，控制裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，可應(yīng)用于機械手、機床、自動開關(guān)門等控制系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.一種帶有限位功能的伺服控制系統(tǒng)，包括有速度給定電路，PID控制電路，驅(qū)動電路，執(zhí)行元件，測速元件，其特征在于:在工作部件運動軌跡的限位處安裝一對限位開關(guān)，給出直流伺服電機正反轉(zhuǎn)限位信號，通過調(diào)節(jié)電位計的分壓值給出速度給定信號，利用測速發(fā)電機作為測速元件實現(xiàn)速度負反饋，采用直流伺服電機作為執(zhí)行元件，利用PID控制電路得到控制率，采用H型PWM脈寬調(diào)制驅(qū)動電路驅(qū)動直流伺服電機旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)速度閉環(huán)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有限位功能的伺服控制系統(tǒng)，其特征在于，當電位計的速度給定信號uK為正，直流伺服電機帶動工作部件旋轉(zhuǎn)至正轉(zhuǎn)限位開關(guān)處時，正轉(zhuǎn)限位開關(guān)動作，S1導通，與之串聯(lián)的繼電器J1的線圈通電，其常閉觸電斷開，從而切斷了速度給定信號1 ，由于系統(tǒng)處于速度閉環(huán)狀態(tài)，僅有速度負反饋起作用，實現(xiàn)了反接制動，使得電機迅速停轉(zhuǎn)，只有當電位計R的電壓％為負時，速度給定信號為負，通過二極管Dl和繼電器J2的常閉觸點才能加到系統(tǒng)參考速度輸入端，電機反轉(zhuǎn)脫離了正限位狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有限位功能的伺服控制系統(tǒng)，其特征在于，當電位計的速度給定信號％為負，直流伺服電機帶動工作部件旋轉(zhuǎn)至負轉(zhuǎn)限位開關(guān)處時，反轉(zhuǎn)限位開關(guān)動作，S2導通，與之串聯(lián)的繼電器J2的線圈通電，其常閉觸電斷開，從而切斷了速度給定信號1 ，由于系統(tǒng)處于速度閉環(huán)狀態(tài)，僅有速度負反饋起作用，實現(xiàn)了反接制動，使得電機迅速停轉(zhuǎn)，只有當電位計R的電壓Uk為正時，速度給定信號為正，通過二極管D2和繼電器J1的常閉觸點速 度給定信號才能加到系統(tǒng)參考速度輸入端，電機正轉(zhuǎn)脫離了負限位狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明屬于自動化領(lǐng)域，具體為一種帶有限位功能的伺服控制系統(tǒng)，包括有速度給定電路，PID控制電路，驅(qū)動電路，執(zhí)行元件，測速元件，其特征在于在工作部件運動軌跡的限位處安裝一對限位開關(guān)，給出直流伺服電機正反轉(zhuǎn)限位信號，通過調(diào)節(jié)電位計的分壓值給出速度給定信號，利用測速發(fā)電機作為測速元件實現(xiàn)速度負反饋，采用直流伺服電機作為執(zhí)行元件，利用PID控制電路得到控制率，采用H型PWM脈寬調(diào)制驅(qū)動電路驅(qū)動直流伺服電機旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)速度閉環(huán)控制。本發(fā)明可應(yīng)用于機床、機械手、自動開關(guān)門等具有限位功能的伺服控制系統(tǒng)中。
文檔編號G05D13/62GK103197700SQ201310138789
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者修春波 申請人:天津工業(yè)大學