高性能SPiiPlus MC4U控制器应用于FPD设备

分类：技术教程日期：2012-03-13 00:00:00 来源：西部工控网

　　许多FPD应用需要多轴精确同步运动和高性能伺服控制，以满足苛刻的运动和整定性能指标，并可以满足不同轴的不同要求，比如小功率轴要求纳米级的静止抖动，大功率轴用于龙门驱动。ACS的SPiiPlusMC4U控制系统正可以满足这类应用，整合成一个控制箱提供给客户一个完整的低成本的解决方案。

　　近来一款应用MC4U的FPD设备即将进入市场。该设备有6个运动轴，其中2个直线电机轴驱动龙门架，其余4个直线电机轴用于定位横轴上的检测装置。这个系统对静止抖动以及运动和整定时间有很高的要求。为了满足静止抖动性能指标，采用了5A连续/10A峰值电流的PWM驱动器并为其配置了低电压的电源模块。ACS的数字电流环PWM驱动器可以达到很小的静止抖动以及很高的带宽，从而保证优异的伺服性能。

　　为了达到足够的动力以将大惯量的龙门轴加速到高速并保持之，采用20A连续/40A峰值的PWM驱动器并为其配置了高电压高功率的电源模块。MC4U的模块化架构可以容纳这种多样化的系统配置。应用于该系统中的MC4U包含一个0.7kW的低电压电源模块，一个7kW的高电压电源模块，一个20A/40A的双轴驱动模块和2个5A/10A的双轴驱动模块。这只是所有各种可能的MC4U系统配置中的其中一种。

　　20kHz的高性能伺服算法配合MC4U平台的硬件性能。SPiiPlus3U控制器插入到MC4U中的一个插槽中，其中的MPU以最高2kHz的周期为8个同动轴生成三阶运动轨迹。SPiiPlus频率响应分析工具(FRF)可以最优化调试本文所述系统的伺服带宽和稳定性。

　　此外，InputShaping轨迹优化算法用于抑制系统共振。通过前面提供的工具优化伺服性能之后，运动和整定性能以及静止抖动性能可以满足指标要求，明显由于之前的控制方案。在下一页中，可以看到从应用中采样到的实际数据，展示了优异的静止抖动以及运动和整定性能。

　　很多应用将会受益于MC4U这种模块化和单控制箱的架构。在本文介绍的应用中，MC4U针对各个轴的不同要求提供高功率或低功率的放大器，同时保持出色的伺服性能。这个系统展示了MC4U的多样化配置，事实上用户可以有更多的选择，比如CANOpen总线扩展和MODBUS通信。显然MC4U可以为很多用户提供满足他们需求的极具竞争力的运动控制解决方案。