伺服驅動係統控製抗幹擾問題

       伺服驅動係統控製作為(wei) 工業(ye) 自動化設備的核心部分，特別如工業(ye) 機器人（桁架、關(guan) 節類）應用的機械手控製係統。其可靠性和穩定性直接影響設備的性能，而影響其可靠性和穩定性的主要因素之一是抗幹擾問題。因此，如何有效地解決(jue) 幹擾問題是伺服驅動係統的設計中的一個(ge) 不容忽視的問題。

       一、幹擾現象

       在應用中，常會(hui) 遇到以下幾種主要幹擾現象：

       1、控製係統未發指令時，電機無規則地轉動。

       2、伺服電機停止運動，控製器讀取電機位置時，由電機端部的光電編碼器反饋回的數值無規律亂(luan) 跳。

       3、伺服電機運行時，所讀取的編碼器的值與(yu) 所發出指令值不吻合，且誤差值是隨機的，無規律的。

       4、伺服電機運行時，所讀取的編碼器的值與(yu) 所發出指令值的差值為(wei) 一穩定的值或呈周期性變化。

       5、與(yu) 交流伺服係統共用同一電源的設備（如顯示器等）工作不正常。

       二、幹擾源分析

       幹擾進入運動控製係統的渠道主要有兩(liang) 類：

       1、信號傳(chuan) 輸通道幹擾，幹擾通過與(yu) 係統相聯的信號輸入通道、輸出通道進入；

       2、供電係統幹擾。

       信號傳(chuan) 輸通道是控製係統或驅動器接收反饋信號和發出控製信號的途徑，因為(wei) 脈衝(chong) 波在傳(chuan) 輸線上會(hui) 出現延時、畸變、衰減與(yu) 通道幹擾，在傳(chuan) 輸過程中，長線的幹擾是主要因素。任何電源及輸電線路都存在內(nei) 阻，正是這些內(nei) 阻才引起了電源的噪聲幹擾，如果沒有內(nei) 阻，無論何種噪聲都會(hui) 被電源短路吸收，在線路中不會(hui) 建立起任何幹擾電壓，此外，交流伺服係統驅動器本身也是較強的幹擾源，它可以通過電源對其他設備進行幹擾。

       三、抗幹擾的措施

       信號傳(chuan) 輸通道的抗幹擾設計

       （1）光電耦合隔離措施

       長距離傳(chuan) 輸過程中，采用光電耦合器，可以將控製係統與(yu) 輸入通道、輸出通道以及伺服驅動係統的輸入、輸出通道切斷電路之間的聯係。如果在電路中不采用光電隔離，外部的尖峰幹擾信號會(hui) 進入係統或直接進入伺服驅動裝置，產(chan) 生第一種幹擾現象。光電耦合的主要優(you) 點是能有效地抑製尖峰脈衝(chong) 及各種噪聲幹擾 ， 從(cong) 而使信號傳(chuan) 輸過程中的信噪比大大提高。主要原因是：幹擾噪聲雖然有較大的電壓幅度，但能量小，隻能形成微弱電流，而光電耦合器輸入部分的發光二極管是在電流狀態下工作，一般導通電流為(wei) 10-15mA，所以即使有很高的大幅度的幹擾，由於(yu) 不能提供足夠的電流而被抑製掉。

       （2）雙絞屏蔽線長線傳(chuan) 輸

       信號在傳(chuan) 輸過程中會(hui) 受到電場、磁場和地阻抗等幹擾因素的影響，采用接地屏蔽線可以減小電場的幹擾。雙絞線與(yu) 同軸電纜相比，雖然頻帶較差，但波阻抗高，抗共模噪聲能力強，能使各個(ge) 小環節的電磁感應幹擾相互抵消。另外，在長距離傳(chuan) 輸過程中，一般采用差分信號傳(chuan) 輸，提高抗幹擾性能。采用雙絞屏蔽線長線傳(chuan) 輸可以有效地抑製第二、三、四種幹擾現象的產(chan) 生。

       （3）接地

       接地可以消除電流流經地線時所產(chan) 生的噪聲電壓，除了要將伺服驅動係統接大地外，信號屏蔽線也要接地，防止靜電感應和電磁幹擾。如果沒有正確的接地，則可能會(hui) 出現第二種幹擾現象。