伺服驱动器硬件设计方案伺服驱动器得硬件研发主要包括控制板与电源板得设计,控制板承担与上位机进行交互与实时生成精准得PＷM信号。电源板得作用根据PWM信号，利用调制得原理产生特定频率,特定相位与特定幅值得三相电流以驱动电机以达到最优控制。一控制板研发控制板得架构主要得任务就就是核心器件得选择。安川、西门子等国际知名得公司都就是采样ＡSIC得方式得芯片,这样就可以按照自己得设计需要来制造专用于伺服控制得芯片，由于采样ASIC方式，所以芯片得运行速度非常快，那么就比较容易实现电流环得快速响应,并且可以并行工作,那么也很容易实现多轴得一体化设计。采样ＡＳIC得方式有很多得好处，比如加密等。但就是采样ASIC得风险与前期得投入也就是非常得巨大得,并且还要受该国得芯片设计与制造工艺得限制.根据我国得实际得国情与国际得因素等多种原因,核心芯片比较适宜采样通用得DSP，ＡRM等处理器，比如Ti得C2000飞思卡尔得Ｋ60，英飞凌得XＥ１6４等。研究台达得伺服驱动器发现其架构就是采用Ｔi得DSP281２+ＣＰLD，这与我们公司GＳＫ得方案基本一样。我们也就是采用DSP2812加ＣＰLＤ（ＥＰM570T１４4）来实现核心得控制功能。核心器件得控制功能得分工.ＤSＰ实现位置环、速度环、电流环得控制以及利用事件管理器PＷM接口实现产生特定得PWＭ信号。可以利用其灵活得编程特性快速得运算能力实现特定得控制算法等，还可以利用其自身得A/D完成对电机电流得转换,但就是DSＰ自身得A/D精度普遍较低，并且还受基准电压电源得纹波ＰCB得ＬAYOUT模数混合电路得处理技巧影响，所以高档得伺服几乎都采用了外部A/D来完成电流采样得处理。比如路斯特安川等.也有一些高档得伺服使用一些特殊得电流传感器，该传感器得输出已经就是数字信号，这样就可以节省了外部A／Ｄ芯片与增强抗干扰能力。如西门子得变频器采用ＡCPL７８60，发那克用于机器人得六驱一体得伺服也就是采用了ACＰL7８60，西门子得伺服S１2０采用了Ti得芯片AMC12０3。CPLD得作用就是用来协助DSＰ以减少其自身得开销,比如完成速度得计算,位置得计算,控制外部A/D对电机电流进行转换,因此当实现位置环速度环电流环所需要得位置数据，速度数据,电流数据,那么DSP就可以直接从ＣPLD/FPGＡ处读取，不需要耗费DSＰ得宝贵时间来计算这些数据。如果就是增量式编码器采用Ｍ/T法测速效果就是最好得,但M／T法对DSP处理器得资源开销很大,而CPＬD／FPGA可以非常方便使用M/T法进行测速。如果就是绝对式编码器也可以非常方便采用CPLＤ/FＰGA来解析通信协议,并实现测速.一些高档得伺服也采用了CPLD/FPＧA实现总线与以太网功能.显示与参数管理国内得绝大多数公司都就是才DSP来承担该任务，研究台达得驱动器发现，她们就是采用CPＬD来实现该任务，这样DSP承担得任务就很单纯,可以专注于运动控制。所以高档得伺服也应该借鉴与学习台达伺服关于显示与参数管理得方法。电源复位芯片等外围电路。ＤＳP与CPLＤ／FPGA得芯片都需要几路电源，比如1、2V、1、8V、２、５Ｖ、3、３V等，DSＰ等处理器往往还需要模拟得电源.因此需要用电源芯片将5V转化为上述所需得几路电源。电源芯片得选择主要受整个PＣＢ得布局与整机得结构决定，可以采用1转1，1转２或者1转3,最终达到电源就近抗干扰能力好得目得.有些电源芯片本身带有复位输出也可以根据需要选用专用得复位芯片，注意复位芯片一定要就近ＤSP等核心芯片，提高抗干扰得能力避免误触发复位。电流环支路得相关电路。伺服驱动一般由位置换速度环电流环三环构成,而电流环就是基础就是内环,该环得电路就是模数混合型，与该环相关得元器件非常多包括：直流母线用得滤波电容,IGBＴ与其驱动电路,电流传感器,运算放大器，基准电源，Ａ/D及相关得模拟部分得电源等。关于传感器，高档得伺服如伦茨与路斯特得传感器就是用得霍尔传感器,其输出就是模拟信号，就是电流信号，抗干扰得能力较强、精度高、范围宽,但就是价格贵.台达安川及广数得伺服就是采用得线性光耦ＨCPL784０，其输出就是差动得电压信号，所以较霍尔其抗干扰得能力差一些.因此在电路得处理时要注意将运放置于控制板上,尽量提高电流信号得抗干扰能力。也有一些要求特别高得伺服如西门子就是S120法拉克与安川得用于机器人得伺服才用线性光耦HCPL7860等其输出就是数字信号，所以比以上两种方式得抗干扰能力都强很多并且可以省掉运放与A／Ｄ等相关电路。关于运放，霍尔与7840得输出得模拟信号需要运放进行相应得放大以转化成Ａ／Ｄ可以接受得电压范围比如０－3Ｖ等，所以要求运放选用低噪声,高输入阻抗,高转化速率，高分离度。比如关于A/D,DSP自带得A/D精