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电源技术论文
全数字伺服系统中位置环和电子齿轮的设计
摘要：分析了伺服系统中位置环和电子齿轮的工作原理，同时介绍了一种位置环和电子
齿轮的数字实现方法。最后通过实验验证了该设计的可行性。
关键词：伺服系统；位置环；电子齿轮
引言
随着电力电子和数字控制技术的发展，越来越多的控制系统采用数字化的控制方式。
在目前广泛应用于数控车床、纺织机械领域的伺服系统中，采用全数字化的控制方式已
是大势所趋。数字化控制与模拟控制相比不仅具有控制方便，性能稳定，成本低廉等优
点，同时也为伺服系统实现网络化，智能化控制开辟了发展空间。全数字控制的伺服系
统不仅可以方便地实现电机控制，同时通过软件的编程可以实现多种附加功能，使得伺
服系统更为人性化，智能化，这也正是模拟控制所不能达到的。
目前，伺服系统主要用于位置控制，诸如数控车床、电梯等领域，在这些应用场合中
，无法通过速度控制来实现系统的精确定位，因此必须引入位置控制方式。在伺服系统
中一般采用光电码盘作为位置反馈信号，根据光电码盘在电机转过一圈时产生的脉冲数
来对电机进行精确的定位。在实际应用中，电机与其它机械?置采用齿轮的连接方式，一
旦固定连接后，电机每转一圈产生的机械轴位移量一定。并且，在伺服控制系统中，位
置控制通常由上位控制器产生一定频率和个数的脉冲来决定电机的转速和转过的角度，
当指令脉冲当量和位置反馈脉冲当量不一致时，就必须采用电子齿轮的方法来进行调节
。本文针对永磁同步电机的伺服系统，对其位置环和电子齿轮功能进行了数字化设计，
最后通过定位实验证明设计的合理性。
1 位置环的设计
作为伺服定位系统，在定位控制时，必须满足以下3方面的要求：
——定位精度，要求系统稳态误差为零；
——定位速度，要求系统有尽可能高的动态响应速度；
——要求系统位置响应无超调。
在实际应用中位
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