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[關鍵詞]數控系統伺服電機直接驅動
近年來，伺服電機控制技術正朝著交流化、數字化、智能化三個方向發展。作為數控機床的執行機構，伺服系統將電力電子器件、控制、驅動及保護等集為一體，并隨著數字脈寬調制技術、特種電機材料技術、微電子技術及現代控制技術的進步，經歷了從步進到直流，進而到交流的發展歷程。本文對其技術現狀及發展趨勢作簡要探討。
一、數控機床伺服系統
（一）開環伺服系統。開環伺服系統不設檢測反饋裝置，不構成運動反饋控制回路，電動機按數控裝置發出的指令脈沖工作，對運動誤差沒有檢測反饋和處理修正過程，采用步進電機作為驅動器件，機床的位置精度完全取決于步進電動機的步距角精度和機械部分的傳動精度，難以達到比較高精度要求。步進電動機的轉速不可能很高，運動部件的速度受到限制。但步進電機結構簡單、可靠性高、成本低，且其控制電路也簡單。所以開環控制系統多用于精度和速度要求不高的經濟型數控機床。
（二）全閉環伺服系統。閉環伺服系統主要由比較環節、伺服驅動放大器，進給伺服電動機、機械傳動裝置和直線位移測量裝置組成。對機床運動部件的移動量具有檢測與反饋修正功能，采用直流伺服電動機或交流伺服電動機作為驅動部件。可以采用直接安裝在工作臺的光柵或感應同步器作為位置檢測器件，來構成高精度的全閉環位置控制系統。系統的直線位移檢測器安裝在移動部件上，其精度主要取決于位移檢測裝置的精度和靈敏度，其產生的加工精度比較高。但機械傳動裝置的剛度、摩擦阻尼特性、反向間隙等各種非線性因素，對系統穩定性有很大影響，使閉環進給伺服系統安裝調試比較復雜。因此只是用在高精度和大型數控機床上。
（三）半閉環伺服系統。半閉環伺服系統的工作原理與全閉環伺服系統相同，同樣采用伺服電動機作為驅動部件，可以采用內裝于電機內的脈沖編碼器，無刷旋轉變壓器或測速發電機作為位置/速度檢測器件來構成半閉環位置控制系統，其系統的反饋信號取自電機軸或絲桿上，進給系統中的機械傳動裝置處于反饋回路之外，其剛度等非線性因素對系統穩定性沒有影響，安裝調試比較方便。機床的定位精度與機械傳動裝置的精度有關，而數控裝置都有螺距誤差補償和間隙補償等項功能，在傳動裝置精度不太高的情況下，可以利用補償功能將加工精度提高到滿意的程度。故半閉環伺服系統在數控機床中應用很廣。
二、伺服電機控制性能優越
（一）低頻特性好。步進電機易出現低速時低頻振動現象。交流伺服電機不會出現此現象，運轉非常平穩，交流伺服系統具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統內部具有頻率解析機能，可檢測出機械的共振點，便于系統調整。
（二）控制精度高。交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。例如松下全數字式交流伺服電機，對于帶17位編碼器的電機而言，驅動器每接收217=131072個脈沖電機轉一圈，即其脈沖當量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655。
（三）過載能力強。步進電機不具有過載能力，為了克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩，選型時需要選取額定轉矩比負載轉矩大很多的電機，造成了力矩浪費的現象。而交流伺服電機具有較強的過載能力，例如松下交流伺服系統中的伺服電機的最大轉矩達到額定轉矩的三倍，可用于克服啟動瞬間的慣性力矩。
（四）速度響應快。步進電機從靜止加速到額定轉速需要200～400毫秒。交流伺服系統的速度響應較快，例如松下MSMA400W交流伺服電機，從靜止加速到其額定轉速僅需幾毫秒。
（五）矩頻特性佳。步進電機的輸出力矩隨轉速升高而下降，且在較高轉速時轉矩會急劇下降，所以其最高工作轉速一般在300～600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速（一般為2000RPM或3000RPM）以內，都能輸出額定轉矩。三、伺服電機控制展望
（一）伺服電機控制技術的發展推動加工技術的高速高精化。80年代以來，數控系統逐漸應用伺服電機作為驅動器件。交流伺服電機內是無刷結構，幾乎不需維修，體積相對較小，有利于轉速和功率的提高。目前交流伺服系統已在很大范圍內取代了直流伺服系統。在當代數控系統中，交流伺服取代直流伺服、軟件控制取代硬件控制成為了伺服技術的發展趨勢。由此產生了應用在數控機床的伺服進給和主軸裝置上的交流數字驅動系統。隨著微處理器和全數字化交流伺服系統的發展，數控系統的計算速度大大提高，采樣時間大大減少。硬件伺服控制變為軟件伺服控制后，大大地提高了伺服系統的性能。例如OSP-U10/U100網絡式數控系統的伺服控制環就是一種高性能的伺服控制網，它對進行自律控制的各個伺服裝置和部件實現了分散配置，網絡連接，進一步發揮了它對機床的控制能力和通信速度。這些技術的發展，使伺服系統性能改善、可靠性提高、調試方便、柔性增強，大大推動了高精高速加工技術的發展。
另外，先進傳感器檢測技術的發展也極大地提高了交流電動機調速系統的動態響應性能和定位精度。交流伺服電機調速系統一般選用無刷旋轉變壓器、混合型的光電編碼器和絕對值編碼器作為位置、速度傳感器，其傳感器具有小于1μs的響應時間。伺服電動機本身也在向高速方向發展，與上述高速編碼器配合實現了60m/min甚至100m/min的快速進給和1g的加速度。為保證高速時電動機旋轉更加平滑，改進了電動機的磁路設計，并配合高速數字伺服軟件，可保證電動機即使在小于1μm轉動時也顯得平滑而無爬行。
（二）交流直線伺服電機直接驅動進給技術已趨成熟。數控機床的進給驅動有“旋轉伺服電機＋精密高速滾珠絲杠”和“直線電機直接驅動”兩種類型。傳統的滾珠絲杠工藝成熟加工精度較高，實現高速化的成本相對較低，所以目前應用廣泛。使用滾，珠絲杠驅動的高速加工機床最大移動速度90m/min，加速度1.5g。但滾珠絲杠是機械傳動，機械元件間存在彈性變形、摩擦和反向間隙，相應會造成運動滯后和非線性誤差，所以再進一步提高滾珠絲杠副移動速度和加速度比較難了。90年代以來，高速高精的大型加工機床中，應用直線電機直接驅動進給驅動方式。它比滾珠絲杠驅動具有剛度更高、速度范圍更寬、加速特性更好、運動慣量更小、動態響應性能更佳，運行更平穩、位置精度更高等優點。且直線電機直接驅動，不需中間機械傳動，減小了機械磨損與傳動誤差，減少了維護工作。直線電機直接驅動與滾珠絲杠傳動相比，其速度提高30倍，加速度提高10倍，最大達10g，剛度提高7倍，最高響應頻率達100Hz，還有較大的發展余地。當前，在高速高精加工機床領域中，兩種驅動方式還會并存相當長一段時間，但從發展趨勢來看，直線電機驅動所占的比重會愈來愈大。種種跡象表明，直線電機驅動在高速高精加工機床上的應用已進入加速增長期。
參考文獻：
[1]《交流伺服電機控制技術的研究》，中國測試技術，鄭列勤，2006.5.
我國對先進工業技術的開發有法律保障，在《中華人民共和國節約能源法》、《高耗能特種設備節能監督管理辦法》中明確規定：在工業生產應用中，大力支持節能減排技術的研發、創造、展示以及推廣，為了降低能源的耗損比率；大力推廣企業用高效率、高能源利用率的、鍋爐、電動機、窯爐、泵類等工業設備，爭取開創更加先進的工業檢測和工業控制技術。然而，在具體實施過程中我們需要了解面臨的挑戰：
1.1對機械設備的危害與干擾
從機器自身結構來看，大部分空壓機生產簡單有明顯的技術缺陷：輸入的壓力數大于一定值時，變頻空壓機會自動打開導致電動機空轉，嚴重浪費電力資源并且損害機器本身，繼而導致異步電動機的頻繁啟動和頻繁暫停，降低電動機的使用壽命。變頻空壓機啟動時需要很大的電流，對電網沖擊較大，而且嚴重磨損了電器本身的轉動軸承設備。電動機在運作的時候會產生很嚴重的噪音污染，電動機周圍的工作環境比較惡劣，也對工作人員的健康產生不利影響，且以人為調節法來調節電動機的輸出壓力，運轉效率低，嚴重浪費人力資源。
1.2對機械設備相關電器的危害
對變壓器的危害表現在：加大銅損和鐵損，使得變壓器的溫度升高，影響絕緣；引起電動機附加零件的發熱，引發機器本身溫度的額外升高；導致電容器組溫度過熱，增加中介電質的感應能力，嚴重的情況下可以損壞電力電容器組；對開關設備的危害，啟動瞬間開關將會產生較大的電流變化，達到電壓保險值直至絕緣體的破壞；在保護電氣的時候，改變電器固有屬性，引發電器動作紊亂；引發測量儀表的數據顯示誤差，降低數據精確度。
2變頻技術在機電控制方面的策略
2.1基本思路
在世紀工業過程中對變頻技術進行較為尖端的的軟件和硬件設計，先根據傳統空壓機電動機的特點，全方位分析其耗能原因和工作特性，從而設計出變頻技術調速、空氣技術壓縮、壓力傳感技術提升等控制方式，根據控制電路進行變頻器的確定以及電器初始化的設計，控制方式要用矢量控制，詳細分析矢量控制原理，對變頻矢量進行仿真檢查，科學地改變變頻器的運行參數。另一方面，變換變頻器的控斜參數。通過復合信號控制變頻器的輸入與輸出，可以在容器的進口處增加電器使用流量信號記錄，容器上增加電器壓力信號，這樣可以減少對機械設備的危害。
2.2具體策略
首先在系統線路中建立安裝濾波器，過濾掉高次諧波的干擾信號。其次是屏蔽干擾源，這是抵御干擾行之有效的方法之一，具體做法是用鋼管來屏蔽輸出線路。再次是將電機正確接地，接地時要與其他的動力電器設備接地點分開。然后是對線路進行合理布局，電動機設備的信號線和電源線應該盡量避開變頻器的輸入和輸出線，而其他設備的電源線和信號線也同樣要避開變頻器的輸入和輸出線，進行平行鋪設。最后是合理使用電抗器，交流電抗器中的串聯電路減弱了輸入電路中電流對變頻器的打擊，而直流電抗器減弱了輸入電流中的高次諧波。在設置之前，電動機電網中的高次諧波含量已達到40％，而安裝了濾波器之后，高次諧波的含量降到了20.6％，特別是三到八次過后，已經低于標準含量值了。在變頻器選擇方面，需要學會優先考慮諧波含量低且攜帶濾波器和電抗器的變頻工具。變壓機電動機安裝時，控制信號電纜和本身的動力電纜要有屬于各自的架構線路的電纜結構，做好及屏蔽措施，禁止線路交叉或者架構紊亂，安裝時兩者要保持距離以及設立必要的防護措施，綜合達到既發展工業經濟又節能減耗的“雙贏”效果。值得我們借鑒的是，國際上針對變頻空壓機電動機重新設計了空壓機，將電機由傳統意義上的單相電改為三相交流電，并且具有良好的調速性能。我國目前大量生產和應用的空壓機電動機，如果要持續發展就必須要開發出單相電機的變頻器。最后對改造之后的空壓機電動機進行相關的數據計算，并進行成本分析，驗證是否能夠讓改造后的空壓機更加有效地節省能源。
3結束語
一、會計電算化對會計控制的要求
由于計算機的飛速發展，數據庫技術的普遍應用，傳統的會計核算工作已經絕大部分被電子數據處理系統所代替，人們利用計算機的記憶功能、數值計算和邏輯運算功能，以及龐大而且先進的數據庫，基本代替了會計的手工操作。由于計算機的運算速度快、計算精度高、提供信息全面，因而大大提高了會計工作的質量，改變了會計工作的面貌，為會計人員參與管理提供了更大的空間。手工會計是通過原始憑證到記賬憑證、到賬簿，再到報表這樣的流程來開展核算工作的，其中每一過程都需要專門人員從事收集、整理、記錄、計算工作，尤其是記賬過程避免不了許多重復轉抄工作。而電算化會計僅需將數據（原始憑證）一次錄入，其他的過程均可由計算機進行處理且瞬間即可完成。因此可以說，電算化會計不僅徹底解放了會計人員的雙手，同時也為激活會計人員的頭腦創造了條件，使他們有精力、有條件去關注履行會計原本就有的職能，即會計控制。又因為實踐中不斷開發出的許多先進適用的軟件項目，使電算化會計可以完成大量在手工會計條件下難以完成的信息處理工作，如各種輔助核算和管理會計核算工作，而這些核算正是實施會計控制所必須的，或者說是會計控制的重要內容之一。
會計電算化不僅為實施會計控制提供了眾多機遇，同時也對會計控制提出了嚴峻挑戰。一方面，是電算化會計的實施給會計控制帶來了新的難題。實施電算化會計以后，為一些人利用計算機進行舞弊提供了條件。由于利用計算機進行舞弊比手工操作下隱蔽性高、防范困難，所以，加強電算化會計的控制和自控能力就十分必要。另一方面，也是更為重要的，是要在電算化會計程序中增加會計控制功能，并按此思路來進行設計和開發，從而使會計反映和控制兩大職能平衡發展。多年來，由于會計以反映為主，電算化會計的控制功能實際上處于“先天不足、后天失調”的境地。為此，需要大力開發會計控制的功能，擴展數據庫，建立以多種數學方法和數學模型為主的方法庫和模型庫。在進行會計控制功能的開發時，會計人員應熟悉業務，對市場和國家政策了如指掌，清楚控制點，系統掌握以數學為主的管理會計方法。此外，還要與系統開發人員密切配合，集中精力研究控制什么、用什么會計方法控制和怎樣控制等一系列問題。筆者認為，就企業會計而言，會計控制具有兩方面的內容，一方面是對會計信息質量和會計工作本身的控制；另一方面是對企業生產經營過程的控制。
二、關于會計信息質量的控制
控制會計信息的輸入、處理和輸出使其符合會計準則和各種會計法規的要求，保證會計信息能真實、全面、及時、準確地反映企業經濟活動，保障各方利用會計信息所進行的判斷和決策不被誤導，即我們所說的“對會計工作本身的控制”。在實施這一控制時，所設計的控制方法、措施和程序，應具有防護和自動補償。即會計信息在輸入、處理、輸出過程中，均有相應的事先控制予以檢查。同時，一旦發現某一處理環節有誤，就應有相應的補救措施予以糾正。
手工會計與電算化會計對會計信息的控制有很大的不同。手工會計主要采用結構控制方法，包括設置相互牽制和制約的會計崗位，通過對會計業務的多重反映或者相互稽核關系進行控制。比如，總賬、明細賬、日記賬分別記錄，結果相互驗證；通過對賬和內部審計進行賬證核對，賬賬核對，保證記賬的正確；為防止濫用憑證或隨意毀損、偽造、修改憑證的發生，采用多聯套寫憑證或預先編碼方式等。而在電算化會計中，由于工具、載體、賬務處理、會計組織等發生了根本的變化，會計控制也由人工控制變為人和計算機共同控制，使得會計控制更為復雜，要求更加嚴密。但是操作簡單，控制功能也更加有效。電算化會計信息控制除計算機本身的一般控制外，主要是指會計信息的輸入、處理和輸出控制。輸入控制是指對數據采集和系統輸入的控制，由于目前數據的采集和輸入必須有人參與而且數據輸入的正確與否直接影響到處理和輸出的結果，因而對電算化會計的輸入控制顯得尤為重要。為此，應制定標準化憑證格式，建立科目參照文件，設立科目代碼校驗位，有條件的可進行二次輸入；每一位參與電算化會計的人員都應實施合理授權控制，通過設置操作員口令和上機日志等控制手段，防止差錯和舞弊行為；還必須增設專人輸入檢查控制環節，未經檢查，應無法進入下一步會計處理。會計信息處理和輸出的控制，基本上是通過計算機程序自動進行的，主要取決于應用程序的正確性和環境控制能力，系統設計應具有識別信息失誤的能力。同時，要防止無關人員進入計算機程序操作。由此可見，電算化會計控制的關鍵，一是研究會計控制的要求，即確定會計信息系統的控制點；二是確定計算機硬件設備、開發工具及應用程序是否能達到會計控制的要求。計算機和網絡技術越發展，會計控制自動化的程度就會越高。可以想象，當全社會都用計算機網絡連接起來以后，就可將規范、標準的原始憑證掃描進入計算機進行自動識別，甚至完全可以采用電子數據網絡傳輸，以盡量減少人為因素。會計控制功能便將大為增強。
三、關于企業生產經營過程的控制
現代企業可以看作是各種職能、各種業務處理過程相互聯系、相互作用的集合體，是一個具有特定功能和目標的系統。為保證系統的配合和協調、保證企業經營方針和系統最優化目標的實現，需要采用一系列會計方法，通過計劃、預算、內部控制、分析、稽核、報告等手段，利用會計信息對企業生產經營過程進行控制。會計電算化為企業利用會計信息進行管理創造了條件，這種會計控制通常有以下特征：①充分利用電算化會計信息。借助計算機對會計數據進行重新分類和整理，通過系統接口或集成方式做到數據共享，一次輸入，多次使用。②需要進行電算化會計信息系統的再開發或二次開發。增加輔助核算，把以運籌學為主的數學方法和數學模型開發成方法庫和模型庫，并同會計信息系統有機結合，利用計算機先進快速的處理和計算優勢實施會計控制。③會計人員可以專注地進行會計分析、制定控制標準和參與決策。④計算機自動報警和實時控制。即將控制標準事先輸入會計系統作為“控制線”，執行中一旦出現差異，就激活計算機自動報警，以及時調節或改正作業。一般對企業生產經營過程的控制，包括效益控制、資產控制和風險控制等。
（一）效益控制。效益控制的目標是以最小的資金占用和耗費，最優的資金投入組合，獲得最大的產出效益，簡單地說就是使成本最小化而利潤最大化。包括制定計劃、編制預算等事前控制和跟蹤計劃實施、進行成本、費用指標分解、采用限額開支和責任會計等事中控制。利用計算機的輔助核算，生成適合管理和控制要求的企業內部效益控制報告，如成本費報告、合同執行報告、責任中心報告等。會計人員應集中精力利用計算機的計算和處理結果進行會計分析，并應對影響企業效益的主要因素著重進行分析、研究。
（二）資產控制。資產控制的目標是保持資產實物的安全、完整并使其保值、增值，以實現企業長遠發展的戰略目標。這種控制可以分為實物控制和價值控制兩類。對資產實物的控制，主要包括不相容職務分離控制和授權審批控制，運用計算機進行實物資產管理，對資產的購買、保管、領用、處置應有完整記錄并定期清查和核對，還應經常對內部控制程序和控制執行情況實施審計控制。資產的價值控制，主要包括按資產保值、增值的要求實施財產保全控制，根據需要采用多種折舊方法并足額提取固定資產折舊，及時進行固定資產大修理等，保證企業再生產順利進行。
（三）風險控制。現代企業在生產經營中，隨時面臨著風險的困擾。風險控制的目的是，在實現經營獲利目標的前提下，使企業風險達到最小。企業風險分經營風險和財務風險，具體又可分為決策失誤風險、市場變化風險、投資風險、籌資風險等。這些風險會使企業偏離其經營目標，運用恰當的會計控制可減低或消除這些風險。在具備及時、準確、充分的管理會計信息和報告的基礎上，利用市場、產品、客戶、競爭和環境因素等多重變量的各種科學的決策模型，通過計算機反復進行模擬實驗以控制決策失誤風險。對于影響收入實現，或者造成成本、費用超支等市場變化風險，通過敏感的會計信息及時進行調節控制，可在很大程度上減少此類風險給企業造成的損失。通過對投資項目事前進行評價、事中密切跟蹤以及對投資效果的適時分析和調節，運用投資評價模型和投資項目管理模塊。有效地控制投資風險。籌資風險一方面包括籌資成本對企業經濟效益的影響，另一方面也是更重要的方面，是指由于企業融資而引起的財務狀況惡化直至破產的風險。對于財務風險的控制，主要是通過對會計系統的實時監控和分析，控制和調節負債資本結構，適當減低企業還本付息壓力，避免支付危機，以維護企業正常的能持續經營的財務狀況。
「參考文獻
1、李明。內部會計控制規范。中國物價出版社，2001-08
1）汽車發動機基本原理和構造
當今世界上的汽車發動機工作過程基本上都由四個沖程組成，即進氣、壓縮、膨脹和排氣。利用燃料和空氣的混合氣在氣缸內燃燒產生的高溫高壓氣體的膨脹，發動機借助于曲柄連桿機構通過曲軸對外輸出扭矩而作功。發動機按照所用燃料可分成汽油機、柴油機和燃氣發動機；按照點火方式可分成點燃式和壓燃式；汽油機按照空氣和燃油的比例可分成理論當量燃燒和稀薄燃燒；按照汽油噴射地點可分成中央噴射、進氣口噴射和缸內噴射。
發動機的各個部分按其功能可分成燃油供應系統、進氣排氣系統、點火系統、曲柄連桿傳動機構、系統、冷卻系統和輔助系統如發電機、起動機、空調壓縮機和各種泵等。
發動機工況可分成冷起動、起動后、暖機、怠速、部分負荷、全負荷、加速、減速和倒拖滑行等。這些工況主要根據負荷與轉速，結合發動機溫度（即冷卻液溫度）來區分。
2）電子控制在發動機中的重要意義
汽車電子控制始于發動機電子控制。電子控制之于1957年引入發動機以及于1967年商品化，其初衷是為了滿足越來越嚴格的排放法規要求，同時提高汽車的動力性、燃油經濟性和舒適性。現代汽車和發動機技術離開了電子控制是不可思議的。電子產品的產值在整個汽車中所占的比例隨著汽車級別的提升而升高，可達30以上。
3）發動機電子控制的核心問題
汽油機電子控制的核心問題是燃油定量和點火定時。柴油機電子控制的核心問題是燃油定量和噴油定時。
2．汽車和發動機電子控制系統的組成
汽車和發動機電子控制系統跟其它電子控制系統一樣，也是由傳感器、電子控制單元（ECU）和執行器組成。
1）傳感器
（1）目前汽油機電子控制系統常用的傳感器有：
l進氣岐管絕對壓力傳感器（提供進氣岐管絕對壓力信息供計算負荷等）
l燃油壓力傳感器（提供油軌燃油壓力信息）
l燃油箱壓力傳感器（提供燃油箱壓力信息）
l機油壓力傳感器（提供機油壓力信息）
l冷卻液溫度傳感器提供（提供發動機溫度信息）
l進氣溫度傳感器（提供進氣溫度信息供計算空氣密度等）
l空調蒸發器溫度傳感器（提供空調蒸發器溫度信息）
l空調冷凝器溫度傳感器（提供空調冷凝器溫度信息）
l空氣流量傳感器（提供空氣流量信息供計算負荷等）
l節氣門位置傳感器（提供負荷信息、負荷范圍信息、加速減速信息）
l油門踏板位置傳感器（提供負荷信息、負荷范圍信息、加速減速信息等）
l霍爾傳感器（提供轉速信息、曲軸位置和相位信息）
l感應式轉速傳感器（提供轉速信息和曲軸位置信息）
l燃油箱液面位置傳感器（提供燃油箱液面位置信息）
l爆震傳感器（提供發動機機體接收到的振動信息）
l排氣再循環閥閥桿位移傳感器（提供排氣再循環閥開度信息）
l氧傳感器（提供過量空氣系數l是大于1還是小于1的信息）
（2）目前柴油機電子控制系統常用的傳感器有：
l增壓壓力傳感器（提供增壓壓力信息）
l燃油壓力傳感器（提供共軌燃油壓力信息）
l機油壓力傳感器（提供機油壓力信息）
l冷卻液溫度傳感器（提供發動機溫度信息）
l燃油溫度傳感器（提供燃油溫度信息）
l進氣溫度傳感器（提供進氣溫度信息）
l排氣溫度傳感器（提供排氣口和排氣管的溫度信息）
l空調蒸發器溫度傳感器（提供空調蒸發器溫度信息）
l空調冷凝器溫度傳感器（提供空調冷凝器溫度信息）
l空氣流量傳感器（提供空氣流量信息）
l節氣門位置傳感器（提供節氣門位置信息用于排氣再循環控制）
l轉角傳感器（提供分配泵軸轉角信息）
l油門踏板位置傳感器（提供負荷信息、負荷范圍信息、加速減速信息）
l霍爾傳感器（提供轉速和曲軸相位信息）
l海拔高度傳感器（提供海拔高度信息）
l車速傳感器（提供車速信息）
l感應式轉速傳感器（提供轉速信息和曲軸位置信息）
l燃油箱液面位置傳感器（提供燃油箱液面位置信息）
l排氣再循環閥閥桿位移傳感器（提供排氣再循環閥開度信息）
l氧傳感器（提供過量空氣系數l的具體數值）
l壓差傳感器（提供微粒物捕集器的壓差信息）
lNOX傳感器（提供排氣后處理系統的NOX濃度信息）
2）電子控制單元
電子控制單元（ECU）接受傳感器提供的各種信息并加以處理，根據處理向執行器發出指令給，對發動機實施控制。電子控制單元由微型計算機和模擬電路組成。隨著發動機技術的不斷發展，電子控制單元的信息處理量越來越大，現在所用的芯片已經達到32位，晶體管數量可超過700萬個，匹配參數可超過6000個，針腳數目可超過150個。
3）執行器
（1）目前汽油機電子控制系統常用的執行器有：
l電動燃油泵
l電磁噴油器
l點火線圈
l各種怠速執行器
l炭罐控制閥
l排氣再循環控制閥
l電動節氣門（又稱電子油門）
l液壓回路電磁閥（用于可變氣門定時控制等）
l氣動回路電磁閥（用于可變進氣管長度控制等）
l全可變氣門電子控制執行器
l渦輪增壓廢氣放空控制閥
l電動二次空氣泵
l三效催化轉化器加熱執行元件
l冷卻風扇
l空調壓縮機電磁離合器
l發動機上的其他輔助設備
（2）目前柴油機電子控制系統常用的執行器有：
l電動輸油泵
l各種燃油噴射泵
l噴油量執行器（集成于燃油噴射泵內）
l噴油提前角執行器（集成于燃油噴射泵內）
l燃油切斷閥（集成于燃油噴射泵內）
l共軌高壓泵
l共軌壓力控制閥
l各種共軌噴油器
l單元噴嘴系統和單元泵系統的高壓燃油電磁閥
l熾熱塞
l排氣再循環控制閥
l電動節氣門（又稱電子油門）
l可變氣門控制執行器
l可變進氣管長度執行器
l渦輪增壓廢氣放空控制閥
l冷卻風扇
l空調壓縮機電磁離合器
l發動機上的其他輔助設備
一部分柴油機傳感器和執行器集成于燃油噴射設備之內，因所用的柴油噴射設備而異。
3．汽油機基本的電子控制項目
1）燃油定量。這是汽油機最重要的電子控制項目。控制對象是進入發動機的空氣與燃油的質量比例，由ECU根據發動機的負荷、轉速和冷卻液溫度等參數決定。負荷就是駕車人對發動機的扭矩要求，通過吸入空氣量或油門踏板位置傳遞給ECU。執行器是電動燃油泵和電磁噴油器。燃油定量影響汽車的動力性、燃油經濟性、舒適性、排放和零部件的安全。
2）點火定時。點火定時通常用點火發生時活塞在壓縮沖程上止點之前多少度曲軸轉角，即點火提前角來表征，也要根據發動機的負荷、轉速和冷卻液溫度等工況參數決定。執行器是點火線圈。點火定時同樣影響汽車的動力性、燃油經濟性、舒適性、排放和零部件的安全。
3）爆震控制。汽油機爆震會損壞發動機，惡化排放和燃油經濟性。通過電子控制避免爆震的主要途徑是減小點火提前角。所以爆震控制通過點火定時控制實施。但是過小的點火提前角會影響燃油經濟性。爆震控制的目的就是使點火提前角保持在恰好不發生爆震的臨界點。
4）油箱蒸發排放物控制。油箱蒸發排放物都是碳氫化合物，是有害物質，必須利用活性炭罐加以吸附，并在適當的時候用新鮮空氣清洗活性炭罐。清洗氣流通過進氣管送入氣缸燃燒。并不是任何工況下都可以進行清洗，所以要利用炭罐控制閥對清洗氣流加以控制。
4．柴油機基本的電子控制項目
柴油機基本的電子控制項目就是燃油定量和噴油定時。這兩者都由噴射設備根據轉速、負荷和冷卻液溫度等信息控制。這里，負荷信息由油門踏板傳感器提供。如果說汽油機可以采用，也可以不采用油門踏板位置傳感器的話，那么柴油機必須采用。
5．擴展的發動機電子控制項目
1）擴展的汽油機電子控制項目
l可變進氣管長度電子控制。用于提高發動機動力性。
l可變氣門電子控制。用于提高發動機動力性、經濟性和舒適性，降低有害物質排放。
l增壓壓力電子控制。用于提高發動機動力性和經濟性，降低有害物質排放。
l排氣再循環電子控制。用于降低發動機氮氧化物排放。
l二次空氣電子控制。用于滿足歐4以上法規對碳氫化合物和一氧化碳排放的要求。
l三效催化轉化器燃油加熱或電加熱電子控制。用于滿足歐4以上法規對排放的要求。
l停車-起動運行電子控制。用于提高發動機經濟性和滿足歐4以上法規對排放的要求。
l氣缸封閉和氣門封閉電子控制。用于提高發動機經濟性，降低有害物質排放。
l噴油壓力和噴油定時控制。用于汽油直噴，提高動力性和經濟性，降低有害物質排放。
2）擴展的柴油機電子控制項目
l噴油壓力電子控制。用于提高發動機動力性和經濟性，降低有害物質排放。
l噴油規律電子控制。用于提高發動機動力性和經濟性，降低有害物質和噪聲排放。
l多次噴油電子控制。用于提高發動機動力性和經濟性，降低有害物質和噪聲排放。
l可變進氣管長度電子控制。用于提高發動機動力性。
l可變氣門電子控制。用于提高發動機動力性、經濟性和舒適性，降低有害物質排放。
l增壓壓力電子控制。用于提高發動機動力性和經濟性，降低有害物質排放。
l排氣再循環電子控制。用于降低發動機氮氧化物排放。
l停車-起動運行電子控制。用于提高發動機經濟性和滿足歐4以上法規對排放的要求。
l氣缸封閉和氣門封閉電子控制。用于提高發動機經濟性，降低有害物質排放。
l微粒物捕集器再生電子控制。用于降低發動機微粒物排放。
6．展望和結語
1）發動機電子控制系統是一個非常有潛力的市場。隨著排放法規的逐步趨嚴和燃油經濟性要求的逐步提高，發動機技術正在飛速發展，新的電子控制技術還在不斷涌現。
2）都說世界制造業的重心正在向中國轉移。汽車行業，包括汽車電子行業，也在一定程度上出現了這種趨勢。但是，目前中國發動機電子控制系統的原配套產品基本上都出自外資企業。這些企業組裝產品用的元件幾乎都不是在中國生產的。由此我國喪失了許多GDP和就業崗位。國營和民營企業技術水平低下，只能仿造外資企業的產品，跟在外資企業后面從維修備件市場分一點殘羹冷飯。有的甚至還偷偷摸摸地打著外資企業的招牌，干著生產假冒偽劣產品的勾當。這種局面應當扭轉。政府應當看到，這個行業的發展將會帶來巨大的GDP增長，并創造大量的就業機會。所以政府應當做出規劃，對這一行業加以扶植和整頓。
關鍵詞：DSPFPGA3／3相雙繞組感應發電機
1系統簡介
3／3相雙繞組感應發電機帶有兩個繞組：勵磁補償繞組和功率繞組，如圖1所示。勵磁補償繞組上接一個電力電子變換裝置，用來提供感應發電機需要的無功功率，使功率繞組上輸出一個穩定的直流電壓。
圖1中各參數的含義如下：
isa,isb,isc——補償繞組中的勵磁電流；
usa,usb,usc——補償繞組相電壓；
ipa,ipb,ipc——功率繞組電流；
upa,upb,upc——功率繞組相電壓；
udc——二極管整流橋直流側輸出電壓；
uc——變流器直流側電容電壓。
電力電子變換裝置由功率器件及其驅動電路和控制電路兩部分組成。功率器件選用三菱公司的智能功率模塊（IPM）PM75CSA120（75A／1200V），驅動電路使用光耦HCPL4502。控制電路由DSP＋FPGA構成。
圖2控制電路的接口電路
2EPM7128與TMS320C32同外設之間的接口電路
圖2所示為控制電路的接口電路。控制電路使用的DSP是TMS320C32，它是TI公司生產的第三代高性能的CMOS32位數字信號處理器，其憑借強大的指令系統、高速數據處理能力及創新的結構，已經成為理想的工業控制用DSP器件。其主要特點是：單周期指令執行時間為50ns，具有每秒可執行2200萬條指令、進行4000萬次浮點運算的能力；提供了一個增強的外部存儲器配置接口，具備更加靈活的存儲器管理與數據處理方式。控制電路使用的FPGA器件為ALTERA公司的EPM7128，它屬于高密度、高性能的CMOSEPLD器件，與ALTERA公司的MAXPLUSII開發系統軟件配合，可以100％地模仿高密度的集成有各種邏輯函數和多種可編程邏輯的TTL器件。采用類似器件作為DSP的專用集成電路ASIC更為經濟靈活，可以進一步降低控制系統的成本。
電壓檢測使用三相變壓器，電流檢測使用HL電流傳感器。電平轉換電路用來將檢測到的信號轉換為0～5V的電平。A／D轉換器選用ADS7862。保護電路使用電壓比較器311得到過壓／過流故障信號。
DSP完成以下四項工作：數據的采集和處理、控制算法的完成、PWM脈沖值的計算和保護中斷的處理。
FPGA完成以下三項工作：管理DSP和各種外部設備的接口；脈沖的輸出和死區的產生；保護信號的處理。
圖3FPGA與A/D轉換器和DSP之間的接口
3使用FPGA實現DSP和ADS7862之間的高速接口
ADS7862是TI公司專為電機和電力系統控制而設計的A／D轉換器。它的主要特點是：4個全差分輸入接口，可分成兩組，兩個通道可同時轉換；12bits并行輸出；每通道的轉換速率為500kHz。控制方法為：由A0線的值決定哪兩個通道轉換；由Convst線上的脈寬大于250ns的低電平脈沖啟動轉換；由CS和RD線的低電平控制數據的讀出，連續兩次讀信號可以得到兩個通道的數據。
系統中使用了兩片ADS7862，它們的控制線使用同樣的接口，數據線則分別和DSP的高／低16位數據線中的低12位相連接。這樣DSP可以同時控制兩片A／D轉換器：4通道同時轉換；每次讀操作可以得到兩路數據。
如圖3所示，將A／D轉換器的控制信號映射為DSP的三個外部端口：A0、ADCS（和ADRD使用一個端口）和CONVST。在FPGA中使用邏輯譯碼器對端口譯碼。利用AHDL語言編寫的譯碼程序如下：
TABLE
A[23．．12],IS,RW＝＞A0,ADCS,CONVST,PWM1,PWM2,PWM3,PWM,PRO,CLEAR;
H″810″,0,0＝＞0,1,1,1,1,1,1,1,1;
H″811″,0,1＝＞1,0,1,1,1,1,1,1,1;
H″812″,0,0＝＞1,1,0,1,1,1,1,1,1;
H″813″,0,1＝＞1,1,1,0,1,1,1,1,1;
H″814″,0,0＝＞1,1,1,1,0,1,1,1,1;
H″815″,0,0＝＞1,1,1,1,1,0,1,1,1;
H″816″,0,0＝＞1,1,1,1,1,1,0,1,1;
H″817″,0,1＝＞1,1,1,1,1,1,1,0,1;
H″817″,0,0＝＞1,1,1,1,1,1,1,1,0;
ENDTABLE
其中，0表示低電平，1表示高電平。RW＝1表示讀，RW＝0表示寫。
DSP對這三個端口進行操作就可以控制A／D轉換器：寫CONVST端口可以啟動A／D轉換器；讀ADCS端口可以從A／D轉換器中讀到數據；寫數據到A0端口可以設置不同的通道。
使用上述方法可以實現DSP和A／D轉換器之間的無縫快速連接。
4使用FPGA實現PWM脈沖的產生和死區的注入
FPGA除了管理DSP和外設的接口外，還完成PWM脈沖的產生和死區的注入。將PWM芯片和死區發生器集成在FPGA中，就可以使DSP專注于復雜算法的實現，而將PWM處理交給FPGA系統，使系統運行于準并行處理狀態。
5使用FPGA實現系統保護
為了保護發電機和IGBT功率器件，勵磁控制系統提供了多種保護功能：變流器直流側過壓保護；變流器交流電流過流保護；變流器過溫保護；發電機輸出過壓保護；IPM錯誤保護。
圖5穩態時勵磁繞組電壓電流及系統直流電壓波形
所謂質量監控，是指對工礦企業施工單位的監督管理工作，使其能夠按照規定的標準進行各項施工作業，從而提高工礦企業單位質量監控水平。工礦企業機電工程涵蓋的學科范圍比較廣泛，需要運用多個領域的知識，專業性很強，綜合性很高，一不注意，就會出現質量問題，對工作人員的人身及財產安全帶來嚴重的損害，給單位帶來很大的經濟損失。因此，對其進行質量監控，是實現機電設備正常運轉的關鍵，也可以在很大程度上推動工礦企業工業的進步，同時，它是工程項目的重要組成部分，提高了機械化和自動化水平，在提高工礦企業產量的同時，還能減少工作人員的勞動量，很大程度上節省了人力、物力與財力，在實踐過程中具有十分重要的指導意義，因此，我們應該認識到工礦企業機電工程的重要性，對其質量進行嚴格控制。
2機電設備安裝工程的特點
機電設備安裝工程是工礦企業企業施工過程中的一個重要環節，對工作人員的人身、財產安全有著十分重要的影響，對企業的經濟效益也十分關鍵。總的來說，它有以下特點：
2.1受到工礦企業周圍環境的影響
安裝工程中運用的大功率設備很多，工礦企業一般都處于人煙稀少、地質惡劣的環境中，生產條件卻比較嚴峻苛刻，而機電設備頻繁震動，損耗程度比較嚴重，工作效率和生產效率逐漸低下。
2.2涵蓋的學科范圍廣泛
涉及到的專業領域比較多，綜合性很強：機電設備在類型上、品種裝置上以及安裝流程上存在著很大的不同，涵蓋的學科范圍廣泛，設計到不同的專業領域，綜合性很強，這就需要單位引進、培養大量的專業技術人員。
2.3大型的、笨重的機電設備越來越多地被應用
安裝工程的規模比較大：隨著工礦企業工業的日益發展和科學技術的大幅度進步，對機電設備的依賴程度也越來越強，機電安裝設備的裝置日益龐大笨重，這就需要運用大量的大型的運輸設備，同時，對吊裝技術的要求也越來越高，使得安裝工程的規模變大，標準變得嚴格。
2.4安裝工程工期較長
安裝工程的工期長并且涉及到新材料、新技術等需要有新的、專業的技術指導：在安裝過程中，有很多大型的、精密的設備需要操作，對安裝的技術含量提出了更高的要求，檢測技術越來越復雜，在面對新工藝、新材料等情況時，需要有新的專業技術指導，使得安裝工程的工期很長。
3關于工礦企業機電安裝工程質量監控的幾點建議
3.1對承包商的資質進行嚴格審查，對其安裝工作進行全程監督
在進行工礦企業機電安裝工程時，應該對其整個過程加強監督，包括安裝前的招投標過程、安裝中的質量監控環節以及安裝后的質量把關。首先，在招投標過程中，應該杜絕暗箱操作，根據機電設備安裝工程的特點與其對施工條件的要求，對承包商進行合理選擇，對承包商的資質進行嚴格審查，在眾多對象中，選擇機電設備安裝經驗豐富的、具有完善的施工組織、擁有很強的施工技術的、能達到工礦企業單位施工標準的承包商。在承包商進行機電安裝工程的過程中，應該對其安裝工作進行全程監督，定期派遣管理人員進行巡查，確保嚴格按照規范進行操作，以保證機電設備安裝工程的質量達到招投標文件和合同的標準。在安裝完成后，應該派遣專業人員進行工程檢查，以確保質量過關，減少不必要的失誤。
3.2建立健全質量監控體系，完善質量檢驗工作制度，加強質量管控力度
在機電工程質量管理部門設立專門的質量監控小組，建立健全質量監控體系，形成一套科學完善的質量檢驗工作制度，對承包商的質量保證體系進行嚴格審查，對事前技術報告進行嚴格審批，對承包商提供的施工組織設計、施工技術措施設計和設計圖紙進行嚴格審核，在遇到變更設計或更改圖紙的情形時，要進行重新審核工作等，嚴格監管安裝質量。在進行安裝工作時，應該分清主次，對動力源和提升設備進行科學合理的安排之后，要求嚴格按照設計進行規范施工，減少返工次數，并且要按照常規安裝方式對設備進行安裝，不能急于求成、顛倒順序，否則只會達到適得其反的效果，使尾工量大大增加，拖慢安裝工程的進度，給單位造成一定的經濟損失。
3.3對于安裝前的圖紙設計嚴格把關
“工欲善其事，必先利其器”，因此，在進行機電安裝工程施工的圖紙設計時，應該對施工環境進行深入調查，科學設計施工圖紙，盡量減少與安裝工程的沖突，制定合理的施工方案，只有把這兩步做好了，才能達到事半功倍的效果。接著，質量監控部門應該加強對施工圖紙和施工方案的審核力度認真研究圖紙之間的關聯，確定彼此之間的關系，在進行每一個安裝環節時，重新對圖紙進行審核，并保證其與上一環節、下一環節能夠完美銜接，對于出現沖突的地方，要通過集體討論的方式最終確定解決方法，并對其進行及時地調整，保證安裝質量達到安裝技術標準，確保機電安裝工程的安全性。
3.4協調好安裝過程中的各個環節，對安裝質量嚴格要求
工礦企業機電設備的安裝涉及到多個環節，沒有想象中那么簡單，相反，是十分復雜的，主要歷經井下的運輸、安裝和調試等過程，這就牽扯到多個施工單位，因此，質量監控部門應該處理好各個單位彼此之間的關系，進行及時地溝通與交流，使安裝過程中的各個環節能夠協調好，實現無瑕疵銜接，并對安裝質量進行嚴格要求，加強設備的驗收環節，使安裝工程實現完整性與高效性。而且，安裝完成后的后續工作應該及時進行，定期對機電設備進行檢查、維修與保養工作，嚴格按照操作流程和安全規章制度進行，減少安裝過程中的失誤，確保機電設備安裝的質量，避免帶病作業，盡量避免安全隱患，從而減少安全事故的發生，為工作人員的人身及財產安全提供強有力的保障，為單位帶來更大的經濟效益。
4結束語
燃氣發電機組的空燃比控制系統主要由控制器、傳感器、燃氣閥、空氣閥、混合器等部分組成。
1.1傳感器系統過程數據的采集
通過氧傳感器、轉速傳感器、進氣壓力傳感器等傳感器實現。氧傳感器是系統中重要的傳感器之一。在空燃比控制系統中，最常見的反饋參數是排氣中氧的含量，它直接反映出燃氣燃燒之后留下了多少氧氣。因為燃燒室內大部分的氧氣，或者說所有的氧氣均來自于空氣，所以排氣氧含量是空燃比的直接反映。發動機轉速的穩定性對發電機組輸出交流電的頻率穩定性影響較大，而頻率的穩定性又是衡量發電機組輸出電能質量的主要指標之一。轉速傳感器多為磁電式傳感器，安裝在凸輪軸上，由轉速傳感器內的永磁體、線圈和發動機飛輪齒輪共同作用產生一個交流電壓信號，該信號經采樣電阻和放大器處理后，輸入到控制器CPU內。
1.2燃氣閥及空氣閥
燃氣閥及空氣閥是帶步進電機的電動調節閥，也是系統的執行器。控制器利用PWM驅動步進電機，進而調節閥門開度。
1.3空燃比控制器空燃比控制器是空燃比控制的“大腦”。在本系統設計中，空燃比控制器基于DSP處理器設計，由檢測電路、空燃比控制電路和通訊接口電路等部分構成。
2空燃比控制策略
在空燃比控制系統中，系統的控制目標是要使穩態下空燃比的平均值在理想值附近，而且在突加突卸負載造成空燃比偏離理想值時，系統能迅速響應，將空燃比控制在理想值附近。
2.1RBF神經網絡
整定PID控制策略在工業控制中，PID控制器應用廣泛。由于發動機的空燃比受進入氣缸的空氣量轉速、負荷、溫度、氣體燃料噴射器的響應速度和噴度等多種因素的影響，所以采用PID控制，根據反饋實時調整進氣量，使之達到精確控制。人工神經網絡是一種在生物神經網絡的啟示下建立的數據處理模型。其中徑向基函數（RBF）模擬了人腦中局部調整相互覆蓋接受域的神經網絡結構，能以任意精度逼近任意非連續函數，是一種局部逼近網絡，收斂速度快。本設計采用并行控制策略來實現發動機空燃比的控制，前饋控制采用RBF神經網絡控制器，反饋控制則采用PID控制器。前饋控制及時快速響應，實現發動機的逆動態模型；反饋控制則保證系統的穩定性，抑制干擾信號對系統的擾動。
2.2仿真實驗
本文采用MATLAB軟件Simulink工具箱進行燃氣發電機組空燃比控制系統仿真。燃氣發電機組空燃比控制系統采用常規PID控制的仿真，通過對比可以發現：在穩態時，與常規PID相比，并行控制的穩態誤差小，空燃比基本能穩定在理論空燃比附近；在動態時，與常規PID相比，并行控制的超調量小，即使在加入干擾的情況下，超調量δp也可控制在20％以內。
3結語
[關鍵詞]數控系統伺服電機直接驅動
中圖分類號：TP2文獻標識碼：A文章編號：1671－7597(2008)0820116－01
近年來，伺服電機控制技術正朝著交流化、數字化、智能化三個方向發展。作為數控機床的執行機構，伺服系統將電力電子器件、控制、驅動及保護等集為一體，并隨著數字脈寬調制技術、特種電機材料技術、微電子技術及現代控制技術的進步，經歷了從步進到直流，進而到交流的發展歷程。本文對其技術現狀及發展趨勢作簡要探討。
一、數控機床伺服系統
（一）開環伺服系統。開環伺服系統不設檢測反饋裝置，不構成運動反饋控制回路，電動機按數控裝置發出的指令脈沖工作，對運動誤差沒有檢測反饋和處理修正過程，采用步進電機作為驅動器件，機床的位置精度完全取決于步進電動機的步距角精度和機械部分的傳動精度，難以達到比較高精度要求。步進電動機的轉速不可能很高，運動部件的速度受到限制。但步進電機結構簡單、可靠性高、成本低，且其控制電路也簡單。所以開環控制系統多用于精度和速度要求不高的經濟型數控機床。
（二）全閉環伺服系統。閉環伺服系統主要由比較環節、伺服驅動放大器，進給伺服電動機、機械傳動裝置和直線位移測量裝置組成。對機床運動部件的移動量具有檢測與反饋修正功能，采用直流伺服電動機或交流伺服電動機作為驅動部件。可以采用直接安裝在工作臺的光柵或感應同步器作為位置檢測器件，來構成高精度的全閉環位置控制系統。系統的直線位移檢測器安裝在移動部件上，其精度主要取決于位移檢測裝置的精度和靈敏度，其產生的加工精度比較高。但機械傳動裝置的剛度、摩擦阻尼特性、反向間隙等各種非線性因素，對系統穩定性有很大影響，使閉環進給伺服系統安裝調試比較復雜。因此只是用在高精度和大型數控機床上。
（三）半閉環伺服系統。半閉環伺服系統的工作原理與全閉環伺服系統相同，同樣采用伺服電動機作為驅動部件，可以采用內裝于電機內的脈沖編碼器，無刷旋轉變壓器或測速發電機作為位置/速度檢測器件來構成半閉環位置控制系統，其系統的反饋信號取自電機軸或絲桿上，進給系統中的機械傳動裝置處于反饋回路之外，其剛度等非線性因素對系統穩定性沒有影響，安裝調試比較方便。機床的定位精度與機械傳動裝置的精度有關，而數控裝置都有螺距誤差補償和間隙補償等項功能，在傳動裝置精度不太高的情況下，可以利用補償功能將加工精度提高到滿意的程度。故半閉環伺服系統在數控機床中應用很廣。
二、伺服電機控制性能優越
（一）低頻特性好。步進電機易出現低速時低頻振動現象。交流伺服電機不會出現此現象，運轉非常平穩，交流伺服系統具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統內部具有頻率解析機能，可檢測出機械的共振點，便于系統調整。
（二）控制精度高。交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。例如松下全數字式交流伺服電機，對于帶17位編碼器的電機而言，驅動器每接收217=131072個脈沖電機轉一圈，即其脈沖當量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655。
（三）過載能力強。步進電機不具有過載能力，為了克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩，選型時需要選取額定轉矩比負載轉矩大很多的電機，造成了力矩浪費的現象。而交流伺服電機具有較強的過載能力，例如松下交流伺服系統中的伺服電機的最大轉矩達到額定轉矩的三倍，可用于克服啟動瞬間的慣性力矩。
（四）速度響應快。步進電機從靜止加速到額定轉速需要200～400毫秒。交流伺服系統的速度響應較快，例如松下MSMA400W交流伺服電機，從靜止加速到其額定轉速僅需幾毫秒。
（五）矩頻特性佳。步進電機的輸出力矩隨轉速升高而下降，且在較高轉速時轉矩會急劇下降，所以其最高工作轉速一般在300～600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速（一般為2000RPM或3000RPM）以內，都能輸出額定轉矩。
三、伺服電機控制展望
（一）伺服電機控制技術的發展推動加工技術的高速高精化。80年代以來，數控系統逐漸應用伺服電機作為驅動器件。交流伺服電機內是無刷結構，幾乎不需維修，體積相對較小，有利于轉速和功率的提高。目前交流伺服系統已在很大范圍內取代了直流伺服系統。在當代數控系統中，交流伺服取代直流伺服、軟件控制取代硬件控制成為了伺服技術的發展趨勢。由此產生了應用在數控機床的伺服進給和主軸裝置上的交流數字驅動系統。隨著微處理器和全數字化交流伺服系統的發展，數控系統的計算速度大大提高，采樣時間大大減少。硬件伺服控制變為軟件伺服控制后，大大地提高了伺服系統的性能。例如OSP-U10/U100網絡式數控系統的伺服控制環就是一種高性能的伺服控制網，它對進行自律控制的各個伺服裝置和部件實現了分散配置，網絡連接，進一步發揮了它對機床的控制能力和通信速度。這些技術的發展，使伺服系統性能改善、可靠性提高、調試方便、柔性增強，大大推動了高精高速加工技術的發展。
另外，先進傳感器檢測技術的發展也極大地提高了交流電動機調速系統的動態響應性能和定位精度。交流伺服電機調速系統一般選用無刷旋轉變壓器、混合型的光電編碼器和絕對值編碼器作為位置、速度傳感器，其傳感器具有小于1μs的響應時間。伺服電動機本身也在向高速方向發展，與上述高速編碼器配合實現了60m/min甚至100m/min的快速進給和1g的加速度。為保證高速時電動機旋轉更加平滑，改進了電動機的磁路設計，并配合高速數字伺服軟件，可保證電動機即使在小于1μm轉動時也顯得平滑而無爬行。
（二）交流直線伺服電機直接驅動進給技術已趨成熟。數控機床的進給驅動有“旋轉伺服電機＋精密高速滾珠絲杠”和“直線電機直接驅動”兩種類型。傳統的滾珠絲杠工藝成熟加工精度較高，實現高速化的成本相對較低，所以目前應用廣泛。使用滾，珠絲杠驅動的高速加工機床最大移動速度90m/min，加速度1.5g。但滾珠絲杠是機械傳動，機械元件間存在彈性變形、摩擦和反向間隙，相應會造成運動滯后和非線性誤差，所以再進一步提高滾珠絲杠副移動速度和加速度比較難了。90年代以來，高速高精的大型加工機床中，應用直線電機直接驅動進給驅動方式。它比滾珠絲杠驅動具有剛度更高、速度范圍更寬、加速特性更好、運動慣量更小、動態響應性能更佳，運行更平穩、位置精度更高等優點。且直線電機直接驅動，不需中間機械傳動，減小了機械磨損與傳動誤差，減少了維護工作。直線電機直接驅動與滾珠絲杠傳動相比，其速度提高30倍，加速度提高10倍，最大達10g，剛度提高7倍，最高響應頻率達100Hz，還有較大的發展余地。當前，在高速高精加工機床領域中，兩種驅動方式還會并存相當長一段時間，但從發展趨勢來看，直線電機驅動所占的比重會愈來愈大。種種跡象表明，直線電機驅動在高速高精加工機床上的應用已進入加速增長期。
參考文獻：
[1]《交流伺服電機控制技術的研究》，中國測試技術，鄭列勤，2006.5.
互慧公司在PenbexOS的基礎上推出了Windows環境下的SDK,在PenbexOS上開發應用程序，在模擬器環境中完成了開發和調試的基礎上，還要在計算機上運用跨平臺編譯器將源文件編譯成.pbx文件，并通過串口線將計算機上的.pbx文件傳到PDA上執行該程序。總控制器軟件的總體結構分為如下部分：
（1）PDA控制器軟件界面程序。作為進行數據接收與發送的載體是整個控制器軟件的基礎。對于每一種家用電器，都有一種相應的控制界面。
（2）信息家電控制系統數據傳輸協議。作為一個小型的數據傳輸系統不需要TCP/IP之類的超重量級協議。本項目設計的傳輸協議，不僅滿足了信息家電系統對數據傳輸的諸多要求，還足夠小。
（3）串口通信程序。處理由信息家電控制界面發來的數據，并將數據傳送到無線通信模塊，然后將數據以無線的形式發送出去。
（4）CRC校驗程序。本文采用循環冗余校驗來保證發送和接收的數據的精準度。
（5）數據有效性驗證程序。主要功能有兩個方面，一是對用戶輸入的數據的有效性進行驗證，另二是對接收的數據的有效性進行驗證。
整個信息家電控制器軟件程序是基于消息驅動的模式下編寫的，共分兩個部分，一個部分是對用戶輸入的數據的處理程序，另一個部分是對PDA接收的從IP插座發來的數據的處理程序。程序開始數據由用戶通過PDA控制器軟件界面程序輸入通過數據有效性驗證程序驗證數據是否在有效的范圍內等待用戶輸入數據顯示數據錯誤信息提示數據經信息家電控制系統數據傳輸協議打包、封裝處理數據經CRC校驗程序，得出CRC校驗位，附在待傳數據的尾部數據經串口通信程序，并進行相應的處理串口通信程序將數據送到nRF401，nRF401將數據發射出去。
