高精度位置环系统 1 实现原理： 图 1 中的系统是传统的带 PID 调节的直流伺服速度控制系统。对于控制精度较低的产品虽能满足要求。但对于精度要求高的场合就不能适应了。这是因为：当电机运转一段时间后，电机温度随着工作时间加长而不断上升，而反馈元件（测速发电机）与伺服电机同轴连接，故测速发电机的温度也随之升高。因为测速发电机是用永磁磁缸制成，其转子线圈切割磁力线而产生电势，其值为： Ea=εa∝N 式中 Ea 为测速机输出电势 εa 为测速机电势常数 N 为电机转速 一般情况下，εa 是个常数，测速发电机产生的电势 Ea 正比于转速 N。而实际上电机温度上升后 εa 已经发生了变化，通常情况下是下降的，εa 变小，故 Ea 也变小。而此时电机转速并未下降，反馈到速度环的电压 Δu 随之上升，促使电机转速上升，迫使 Ea 上升，从而达到 Δu 维持不变。这样，随着电机温度上升，电机的速度也慢慢上升，而给定值并未改变，这就引起电机转速的误差增大。根据实际测量一般电机温度每上升 100℃，电机转速的误差会增大 1－3%左右。电机转速越低，相对误差越大。 为了纠正电机转速的偏差，采纳 600 线/转的光电编码器作反馈元件，与电机同轴安装，就可以准确测出电机的转速。因为光电编码器是由激光照射光珊发出脉冲的，而光珊安装在光电编码器的转轴上，转轴每转一周（3600）编码器就产生 600 个脉冲，该脉冲只与转轴速度有关，而与温度无关。因此，只要准确测出光电编码器的脉冲个数，就可确切知道电机的转速。 例如，当电机的转速 ND=1000 转/分，则每秒钟光电编码器的脉冲个数应为 n 光=1000*600/60 =10000（个脉冲） 若 ND=1 转/分 n 光=1*600/60=10（个） 假如实际测量值与上述理论计算值有偏差，则可以通过调节D/A 输出电压调整电机的转速，最终使 Δn=ND 测-ND 理 这样就可以将电机的转速控制在我们所希望的误差范围内。 2 元器件的选择； 2．1 伺服系统（速度环）选用 S Ｃ 5HC60 型直流脉宽伺服系统，调速范围可达 1：10000 以上，速度精度为 0.5%FS。 2．2 电机选用稀土直流宽调速伺服测速机组,与伺服系统构成速度闭环系统。 2．3D/A 器件选用分辨率为 16 位串行 D/A。控制线为三线串行方式，即：一根时钟线，一根数据线，一根选通线。 2．4 光电编码器每转输出 600 个脉冲，五线制。其中两根为电源线，三根为脉冲线(A、B、Z)。电源的工作电压为+5～+24...
