刘继磊，毛立峰，陶 俊，张松飞

(中国船舶重工第七〇四研究所，上海200031)

0 引 言

目前无法通过速度控制来实现伺服系统的精确定位，需要结合位置控制方式。利用上位控制装置发出特定频率和个数的脉冲指令来控制电机的转速和转过的角度，将光电编码器的输出信号作为伺服系统的位置反馈信号，根据编码器输出的脉冲数对电机进行精确定位。对于传动比一定的交流伺服系统，伺服电机每转一圈产生的机械轴位移量是一定的，当指令脉冲对应的机械轴位移量和位置反馈脉冲对应的机械轴位移量不一致时，需要利用电子齿轮进行调整［1］。

1 电子齿轮比的功能框图

在伺服系统中，电子齿轮比是指来自于电机编码器反馈脉冲与上位机指令脉冲的一个比值。它可以对上位机发出的脉冲频率进行放大或者缩小，通过电子齿轮比的参数值设定，可以在机械齿轮外部设定速度指令不变的情况下，灵活地改变电机的速比，以匹配用户实际应用。由于它是通过电子器件(本文采用FPGA)来实现的类似机械齿轮的速比变化，所以称为电子齿轮比［1］。可以按照公式ΔL =ΔM×A/B(其中A/B 为电子齿轮比，ΔL 和ΔM 分别为指令脉冲当量和反馈脉冲当量)进行计算，这里的ΔM=(其中W 为丝杠螺距，PG为光电编码器线数)。带有电子齿轮比的交流伺服系统结构图，如图1 所示。

图1 带有电子齿轮比的交流伺服系统结构图

图1 中，在机械结构的减速比和编码器脉冲数一定的情况下，上位控制装置(CNC:计算机数字控制)发出的指令脉冲，经过相关处理后，借助电子齿轮比来匹配交流伺服电机发出的脉冲数与机械最小移动量，实现电机的高精度运动控制［2］。……