高性能SPiiPlus MC4U控制器應用于FPD設備

分類：技術教程日期：2012-03-13 00:00:00 來源：西部工控網

　　許多FPD應用需要多軸精確同步運動和高性能伺服控制，以滿足苛刻的運動和整定性能指標，并可以滿足不同軸的不同要求，比如小功率軸要求納米級的靜止抖動，大功率軸用于龍門驅動。ACS的SPiiPlusMC4U控制系統正可以滿足這類應用，整合成一個控制箱提供給客戶一個完整的低成本的解決方案。

　　近來一款應用MC4U的FPD設備即將進入市場。該設備有6個運動軸，其中2個直線電機軸驅動龍門架，其余4個直線電機軸用于定位橫軸上的檢測裝置。這個系統對靜止抖動以及運動和整定時間有很高的要求。為了滿足靜止抖動性能指標，采用了5A連續/10A峰值電流的PWM驅動器并為其配置了低電壓的電源模塊。ACS的數字電流環PWM驅動器可以達到很小的靜止抖動以及很高的帶寬，從而保證優異的伺服性能。

　　為了達到足夠的動力以將大慣量的龍門軸加速到高速并保持之，采用20A連續/40A峰值的PWM驅動器并為其配置了高電壓高功率的電源模塊。MC4U的模塊化架構可以容納這種多樣化的系統配置。應用于該系統中的MC4U包含一個0.7kW的低電壓電源模塊，一個7kW的高電壓電源模塊，一個20A/40A的雙軸驅動模塊和2個5A/10A的雙軸驅動模塊。這只是所有各種可能的MC4U系統配置中的其中一種。

　　20kHz的高性能伺服算法配合MC4U平臺的硬件性能。SPiiPlus3U控制器插入到MC4U中的一個插槽中，其中的MPU以最高2kHz的周期為8個同動軸生成三階運動軌跡。SPiiPlus頻率響應分析工具(FRF)可以最優化調試本文所述系統的伺服帶寬和穩定性。

　　此外，InputShaping軌跡優化算法用于抑制系統共振。通過前面提供的工具優化伺服性能之后，運動和整定性能以及靜止抖動性能可以滿足指標要求，明顯由于之前的控制方案。在下一頁中，可以看到從應用中采樣到的實際數據，展示了優異的靜止抖動以及運動和整定性能。

　　很多應用將會受益于MC4U這種模塊化和單控制箱的架構。在本文介紹的應用中，MC4U針對各個軸的不同要求提供高功率或低功率的放大器，同時保持出色的伺服性能。這個系統展示了MC4U的多樣化配置，事實上用戶可以有更多的選擇，比如CANOpen總線擴展和MODBUS通信。顯然MC4U可以為很多用戶提供滿足他們需求的極具競爭力的運動控制解決方案。