变频调速闭环控制的位置控制系统

    一些调速控制系统的被控变量是位置（或位移）量，例如，电梯、起重机、机器人、调节风门、走行台车、数控机床等。这类控制系统分为常态位置和终态位置等类型。在需要定位控制的自动化装置中得到广泛应用。    ①位置的开环控制系统。位置控制系统是速度控制系统的变型。因为被控变量位置是速度的积分量。例如，将转速检测的脉冲数累积来表示位置。因此，位置开环控制系统的框图与速度开环控制系统类似。    ②位置的闭环控制系统。大多数位置控制系统采用闭环控制系统。位置控制系统要求操纵变量即电动机具有正、反转运行的性能。按反馈信号的来源可分为半闭环位置控制系统和全闭环位置控制系统两类。    半闭环位置控制系统不直接检测位置，它检测电动机的旋转角，并计算和预测终态位置。因此，半闭环位置控制系统实质是角位移的闭环控制系统。    全闭环位置控制系统检测机械设备的位置，并根据它与设定位置的偏差调节电动机正、反转，使机械设备达到设定位置。    ③位置控制系统的设计。位置闭环控制系统设计注意事项如下。    a．要考虑位置检测时传动齿轮、滚珠丝杠等造成的机械间隙，它在控制系统中引入死区，使控制系统控制品质变差。    b．选用具有齿轮补偿功能、转矩增益大的变频器，以提高控制系统的控制精度。一般用途可选通用变频器(控制精度约1mm)；精度要求较高时(约0.01mm)可选通用伺服电动机用变频器，位置控制精度在1μm时，需选用专用伺服电动机用变频器。    c．为提高检测精度，应合理设置校正基准点。例如，对应一个脉冲的位置变化量是易于分辨的数值(例如，0. 1mm)，因此，可减小滚珠丝杠螺距，选择合适齿轮比等。    d．考虑到降低周期时间，选用变频器时应留有足够容量，保证在加减速时的转矩能够满足控制要求；此外，应尽量降低负载惯性，对升降装置的位置控制系统应注意系统的安全性。