直线扫描架控制系统设计
动伺服电机从而控制机构移动至设定速度。相应命令仅可由控制器内建的寄存器给出（共三组寄存器），或由上位机给出模拟电压（-10V~+10v）。可设定CN1口对应的I/O口开通或者关闭实现DI信号选择寄存器编号。另一种为速度模式但是没有模拟输入：台达伺服驱动器收到相应指令，启动伺服电机从而控制机构移动至设定速度。相应指令仅可由控制器内建寄存器给出（共三组寄存器），可设定CN1口对应的I/O口开通或者关闭实现DI信号选择寄存器编号。总的来说都是通过控制器给电机相应的速度值，编码器对电机的转速进行监控，反馈给伺服控制器伺服电机目前的速度。控制器根据设定值与反馈值的差值进行“多退少补”。实现速度控制的目的。控制方框图如下图2.2.1
速度指令速度比例系数-SERVO PG速度积分系数脉冲/速度转换 图2.2.1速度控制系统框图
2.3扫描架的位置控制
扫描架的位置控制是通过串级反馈来实现的。台达伺服提供了两种位置控制模式，一种为位置控制模式由端子输入控制指令：台达伺服检测到相应命令，启动伺服电机从而引导机构移动至预定地点。控制指令由上位机给出，此指令是一种带符号的脉波。另一种为位置控制模式由内部寄存器输入控制命令：台达伺服检测到此指令后，启动伺服电机从而引导机构移动至预定地点。相应命令由控制器内建寄存器给出（共64组寄存器），可设定CN1口对应的I/O口开通或者关闭实现DI信号选择寄存器编号[4]。总的来说都是通过台达控制器对电机指定一个想要实现的脉冲数，伺服电机启动后编码器实时监控电机产生的脉冲数，并将这个数回传给台达控制器。台达控制器根据预定的脉冲数与回传的数值的差值进行“多退少补”。达到位置控制的目的。因为位置控制过程中对速度也是有要求的所以位置控制采用的是串级控制模式。方框图如下图2.2.2
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华侨大学毕业设计（论文）
速度指令位置比例系数脉冲指令--速度比例系数SERVO PG速度积分系数脉冲/速度转换位置反馈
图2.2.2位置控制系统框图
我们对扫描架的控制采用的是PR控制模式：由内部寄存器输入位置命令的控制模式基本基本控制构架如下
CN1(POS5-POS0、CTRG) 命令寄存器P6-00—P7-27 加减速寄存器P5-20—P5-35 延迟时间寄存器P5-40—P5-55 速度寄存器P5-60—P5-75 第一分子（P1-44）
第二分子（P1-60） 第三分子（P1-61） 第四分子（P1-62） 分母（P1-45） S型平滑器P1-36 命令选择P1-01 Moving P1-01 6
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当然控制模式还有扭矩控制模式和混合控制模式这里因为没有用到就不进行细致的介绍了。
低通滤波器P1-08 位置Notch Fiter P1-25—P1-26 位置Notch Filter P1-27—P1-28
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第3章伺服电机的模型
3.1 三相系统下的数学模型
台达的 ECMA-C10604SS电机的定子与常见的电机的定子都是运用三相对称绕组。在此我们依照电动机不成文的规定设定个运算时的正方向。图3.1.1示出了一台两极永磁交流伺服电机的机构简图。
图3.1.1两极永磁交流伺服电机的机构简图
图中，规定正方向为正电压产生正电流，正电流产生正磁场，电动势根据右手定则决定磁链的方向，进一步相电流导致磁场的出现并且其中心轴与绕组的中心轴可以等效代替，定子绕组中心轴逆时针组合，A相绕组中心轴作为定子静止参考轴，转子永磁极产生的基波磁场方向为直轴d轴，超前直轴90°电角度的位置是交轴q轴，并且以转子值周相对于定子A相绕组轴线作为转子位置角θ，即逆时针方向旋转为转速正方向。由此得到定子电压方程式为
uA?rSiA?p?A （3-1） uB?rSiB?p?B
uC?rSiC?p?C式中：uA、uB、uC为三相绕组相电压；rS为每相绕组电阻；iA、iB、iC为三相绕组相电流；?A、?B、?C为三相绕组匝链的磁链；p?d/dt为微分算子。
定子每相绕组的磁链不仅与三相绕组电流有关，而且与转子永磁极的励磁磁
场和转子的位置角有关，因此磁链方程为
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式中式中sh
?A?LAAiA?MABiB?MACiC??fA ?B?LBAiA?MBBiB?MBCiC??fB?A?LCAiA?MCBiB?MCCiC??fC（3-2）
式中:LAA、LBB、LCC为每相绕组自感；MAB?MBA、MBC?MCB、MCA?MAC为两组绕组互感；?fA、?fB、?fC为三相绕组匝链的转子每极永磁磁链。 并且
式中，?f为定子电枢绕组最大可能匝链的转子每极永磁磁链。 3.2两相坐标系下的动态模型
在永磁交流伺服电机的分析中，经常用到的是αβ0和dq0两种两相坐标系统，其中αβ0坐标系为静止的两相坐标系，而dq0则为与转子同步旋转的旋转坐标系。
?fA??fcos? (3-3) ?fB??fcos(??2?/3)?fA??fcos(??2?/3)3.2.1αβ0坐标系中的模型
从定子静止的ABC坐标系到定子静止的两相αβ0坐标系的变换，也称为Clarke变换，如图3.2.1所示。
图3.2.1???变换 其中有
?fa??fA? （3-4） ?f??C?f?K?b??B? ????fC??fc??
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