1、,当开关闭合有电流导通时，输入状态有效当开关断开无电流导通时，输入状态无效。常见的开关量有四种形式机械开关的闭合和断开半导体器件的导通和截止高低电平信号差分电平信号。在大多数情况下实际对象的输入与单片机系统内部电路相隔离是很重要的，这样可数字电动伺服控制器的设计以防止些外部环境对单片机系统电路毁坏事故的发生。电气隔离的有效手段是采用光电隔离，因此在单片机系统中开关量的输入接口电路多采用光电隔离的方式。光电隔离的器件光电耦合器简介光电偶合器件简称光耦是把发光器件如发光二极体和光敏器件如光敏三极管组装在起，通过光线实现耦合构成电光和光电的转换器件。光电耦合器分为很多种类，最常用的是图所示为常用的三极管型光电耦合器原理图。图最常用三极管型光电耦合器原理图当电信号。

2、泛应用的交流伺服系统三个主要的发展阶段。交流伺服系统的研究工作国外始于年代，年代就开始进入实用阶段，到年代技术趋于成熟，其中日本的三菱三洋松下电器东芝立石电机安川电机公司，美国的公司公司，德国的公司的产品都已经达到比较高的实用水平。我国的伺服技术开始于年代，主要集中在高等院校和科研单位，如北京机床所，西安微电机研究所，中科院沈阳自动化研究所等，产品主要以军工及航天卫星技术为主。改革开放后，随着工业发展，国内对伺服系统的需求不断增加，在国际品牌大批进入中国市场的同时，也同时出现了批自主品牌，如华中数控广数森创南京埃斯顿兰州电机厂等。但是与国际大品牌的产品相比，在控制精度调速范围等各项性能指标上还完全不可同日而语。国外大公司都已推出多种先进控制技术的高性能数字。

3、置闭环控制。有多种反馈比较原理与方法根据检测装置实现信息反馈的原理不同，伺服系统反馈比较的方法也不相同。目前常用的有脉冲比较相位比较和幅值比较种。高性能的伺服电动机简称伺服电机用于高效和复杂型面加工的数控机床，倍的将信号放大为电压信号，经过后面组成的保护电路，从而来控制伺服电机的转速。如图所示。图模拟量输出电路图中放大倍数计算过程上述公式中，和为，代入数据,，当，则可以计算出放大倍数,即开关量输入信号处理开关量输入接口开关量输入接口用于监测物理量的状态，其可以是电平的高低运行的启动停止开关的开启关闭等。实际系统典型的开关量输入包括开关按钮其他设备的开关量输出离散量传感器及其他开关传感设备等。开关量的状态通过输入接口电路为单片机系统所感。

4、动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。伺服电动机分为直流和交流伺服电动机两大类，直流伺服电动机具有响应快低速平稳性好调速范围宽等特点，因而常用于实现精密调速和位置控制的随动系统中，在工业国防和民用等领域内的到广泛应用，特别是在火炮稳定系统舰艇平台雷达天线机器人控制等对位置速度的控制精度要求较高的场合。伺服系统属于自动控制系统中的种随动系统，要求被控量能够以定准确度跟踪输入量的变化，常常被称为随动系统。它伴随现在电机的制造和驱动技术最早出现于二十世纪初，九三四年有人第次提出了伺服机构这个概念。伺服系统的发展与伺服电动机的不同发展阶段紧密地联系在起。伺服驱动技术经历了步进电机构成的开环驱动系统闭环直流伺服系统及目前广。

5、性能。数字伺服控制器已成为现代控制器的方向。伺服系统的介绍伺服系统是用来控制被控对象的种状态，使其能够自动地连续地精确地复现输入信号的变化规律，通常是闭环控制系统。伺服系统的基本要求稳定性好稳定是指系统在给定输入或外界干扰作用下，能在短暂的调节过程后到达新的或者回复到原有平衡状态。精度高数控伺服系统的精度是指输出量能跟随输入量的精确程度。作为精密加工的数控机床，要求的定位精度或轮廓加工精度通常都比较高，允许的偏差般都在之间。快速响应性好快速响应性是伺服系统动态品质的标志之，即要求跟踪指令信号的响应要快，方面要求过渡过程时间短，般在以内，甚至小于几十毫秒另方面，为满足超调要求，要求过渡过程的前沿陡，即上升率要大。伺服系统的主要特点精确的检测装置以组成速度和位。

6、送入光电耦合器的输入端时，发光二极体通过电流而发光，光敏元件受到光照后产生电流，导通当输入端无信号，发光二极体不亮，光敏三极管截止，不通。对于数位量，当输入为低电平时，光敏三极管截止，输出为高电平当输入为高电平时，光敏三极管饱和导通，输出为低电平。若基极有引出线则可满足温度补偿检测调制要求。这种光耦合器性能较好，价格便宜，因而应用广泛。光电耦合器之所以在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种杂讯干扰，使通道上的信号杂讯比大为提高，主要有以下几方面的原因。光电耦合器的输入阻抗很小，只有几百欧姆，而干扰源的阻抗较大，通常为。据分压原理可知，即使干扰电压的幅度较大，但馈送到光电耦合器输入端的杂讯电压会很小，只能形成很微弱的电流，由于没有足够的能量而不能使二极体发。

7、交流伺服产品，而国内的大多厂家还停留在初级的电机控制阶段，远远达不到高性能水平。世纪年代以来，随着集成电路电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。目前，我国在现代工业各个领域中所使用的交流伺服驱动控制器依然主要依赖进口，数字电动伺服控制器的设计我们国家在交流伺服系统控制器方面的研究工作任重而道远。作为个经济飞速发展的新兴制造工业大国，研。

8、开关设备。开关量输出信号处理电路单片机系统往往要为其他控制器变频器提供控制信息，这些控制信息可以通过现场总线或输入输出接口两种形式提供。在本设计中控制伺服电机的启动和停止，是用光电隔离的开关量输出接口电路来实现的。单片机口输出高电平时，光耦合器的发光二极管没有电流通过，光敏晶体管截止单片机口输出低电平时，光耦合器的发光二极管有电流通过，光敏晶体管导通。通过这个电路的处理，可以把单片机口输出的高低电平转换成隔离的光敏晶体管的截止和导通信号，从而进步控制伺服电机。具体电路图如图所示。图开关量输出信号处理电路光电码盘鉴相电路光电码盘的简介光电码盘是由光学玻璃制成，在上面刻有许多同心码道，每个码道上都有按定规律排列的透光和不透光部分。如图所示。工作时，光投射在码盘。

9、拥有自主知识产权自主品牌且具有国际先进水平的高性能交流伺服系统，对促进我国的工业自动化发展，打破国外大公司品牌垄断及对国防科技领域的发展具有非常重要的战略意义。课题的目的和意义近几十年来在新技术革命的推动下，特别是伴随着微电子技术和计算机技术的飞速进步，伺服技术更是如虎添翼突飞猛进，它的应用几乎遍及社会的各个领域。从国防工业生产交通运输到家庭生活，而且必将发展应用到更新的领域。由于现代工业中伺服系统被广泛的应用于机器人数控机床包装印刷食品纺织航空航天以及变频器等众多工业领域，特别微电子技术功率半导体技术计算机技术以及控制理论取得的惊人的进步，新型控制策略如矢量控制的应用，使得伺服系统的性能取得了长足的发展，具备了宽调速范围高稳速精度快速动态性能等良好的技术。

10、高位信号图开关量输入信号处理电路数字电动伺服控制器的设计伺服电机故障信号电动缸极限低位信号电动缸极限高位信号经过开关量输入信号处理电路分别传输到单片机的端口，进行进步的处理。开关量输出信号处理开关量输出接口在工业生产现场中，有不少控制对象是电磁继电器电磁开关或晶体闸管固态继电器和功率电子开关，其控制信号都是开关量。单片机应用系统在控制大功率负载时，如电动机电磁铁继电器灯泡等，就不能用线来驱动，而必须通过各种驱动电路和开关电路来驱动。此外为了使单片机与强电隔离和抗干扰，有时需要加光耦合器。这些外围电路光耦合器与单片机的接口电路，被称为单片机的功率接口。开关量输出用于控制负载的开和关。负载可以是其他设备的开关量输入电路指示灯电机电磁阀，或者实际环境中的其他类型。

11、上，码盘随运动物体起旋转，透过亮区的光经过狭缝后由光敏元件接受，光敏元件的排列与码道对应，对于亮区和暗区的光敏元件输出的信号，前者为，后者为，当码盘旋转在不同位置时，光敏元件输出信号的组合反映出定规律的数字量，代表了码盘轴的角位移。图光电码盘光电码盘由光电盘透光栅板并刻有线条小电珠光源光敏管和光电整形放大电路所组成。当主轴带动光电盘转动时，光源经光电盘透射至光敏管，使光敏管接收到光线亮暗变化的信号，引起光敏管所通过的电流发生变化，该变化信号电流经光电整形放大，输出矩形脉冲。光电编码器，是种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在定直径的圆板上等分地开通若干。

12、光，从而被抑制掉了。光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系，也没有共地之间的分布电容极小，而绝缘电阻又很大，因此回路边的各种干扰杂讯都很难通过光电耦合器馈送到另边去，避免了共阻抗耦合的干扰信号的产生。光电耦合器可起到很好的安全保障作用，即使当外部设备出现故障，甚至输入信号线短接时，也不会损坏仪表。因为光耦合器件的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏的高压。光电耦合器的回应速度极快，其回应延迟时间只有左右，适于对回应速度发光二极管光敏三极管要求很高的场合。开关量输入信号处理电路在本设计中有伺服电机故障信号电动缸极限低位信号电动缸极限高位信号三种，它们开关量输入信号处理全部采用光电隔离的方式。具体电路如图所示。伺服电机故障信号电动缸极限低位信号电动缸极。

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