如何使用单片机对实现伺服电机控制的方法说明

　　介绍了用单片机实现对伺服电机控制的一种方案 ，能实现对伺服电机变速、匀速运动的平稳控制。该方案在彩色电脑喷印机上得到了成功应用 ，可实现对喷印过程的平稳控制 ，并能精确控制喷印位置。

　　伺服电机属于一类控制电机 ，分为直流伺服电机和交流伺服电机两种。由于交流伺服电机具有体积小、重量轻、大转矩输出、低惯量和良好的控制性能等优点 ，故被广泛地应用于自动控制系统和自动检测系统中作为执行元件 ，将控制电信号转换为转轴的机械转动。由于伺服电机定位精度相当高 ，现代位置控制系统已越来越多地采用以交流伺服电机为主要部件的位置控制系统 ，本文的设计也正是用于喷印机的位置控制系统之中。

　　本控制系统选用松下 MSMA082A1C 型交流伺服电机 ，通过以单片机控制器实现对伺服电机的控制。伺服电机的控制方式主要有位置控制、速度控制两种 ，为了提高其带动喷头运行的平稳性 ， 选用了速度控制方式实现对伺服电机的控制 ，以利用伺服电机系统自带的 S 型曲线控制模型 ，达到理想的控制效果。系统组成框图如图 1 所示 ， 其中单片机控制器向伺服驱动器输出控制信号 ， 再通过伺服驱动器驱动伺服电机按要求动作 ，同时 ，控制器接收固定在伺服电机转轴上的光电编码盘随着电机转动而产生的反馈脉冲信号 ，以实现对伺服电机带动的喷头运行位置的检测控制 ， 形成闭环控制系统。为了实现对喷印位置的精确控制 ，所以选用了分辨率为 2000p/ r 的光电编码盘作位置传感单元 ，将伺服电机转轴的转角位置变换成电脉冲信号 ，以供单片机控制器对喷印位置进行跟踪控制。

　　本系统选用了松下 MINAS A 系列全数字式交流伺服驱动器 MSDA083A1A （其主要性能指标为 ： 电源电压为三相 200V ，适配电机的额定功率为 750W ，编码器类型为 3000p/ r） 。伺服驱动器连接器 CN I/ F（50 脚）信号作为外部控制信号输入/ 输出 ，连接器 CN SIG（20 脚） 作为伺服电机编码器的连接线。