### Q系列伺服系统控制器SV13SV22(运动SFC)编程手册解析 #### 一、概述 本文档旨在详细介绍Q系列伺服系统控制器SV13SV22(运动SFC)的相关技术知识，包括其硬件配置、工作环境要求、电源输入特性以及编程指导等内容。该控制器适用于三菱Q系列中的Q173CPU(N)和Q172CPU(N)型号，这些型号通常用于工业自动化控制领域，特别是在需要高精度运动控制的应用场景中。 #### 二、硬件配置与工作环境 ##### 1. 工作温度范围 - 正常操作温度：0°C至+40°C。 - 存储温度：-20°C至+65°C。 ##### 2. 湿度要求 - 正常操作湿度：最高80%RH（无凝结）。 ##### 3. 海拔高度 - 最大海拔高度：1000米。 ##### 4. 电源输入 - 输入电压类型：24VDC (VIN)。 - 允许电压波动范围： - Q61P-A1：+10% - Q61P-A2：+10% - Q63P：+30% - Q64P：+10% - 输入电压范围： - 100至120VAC：-15%至+10% - 200至240VAC：-15% - 24VDC：-35% - 频率范围：50/60Hz ±5%。 - 电源瞬变时间：20ms。 ##### 5. 控制信号 - 支持24VDC信号输入，包括ON/OFF信号、端口控制等。 - 支持紧急停止(EMG)信号输入。 #### 三、安全特性与认证 ##### 1. 认证标准 - 符合CE标志标准，并通过了EMC测试（依据IB(NA)-67339标准）。 ##### 2. 安全机制 - 设备配备了紧急停止功能，可在紧急情况下迅速切断控制系统，确保人员及设备的安全。 #### 四、产品规格 ##### 1. 型号说明 - Q173CPU(N)：高性能CPU模块，适用于复杂控制系统。 - Q172CPU(N)：中等性能CPU模块，适用于一般自动化控制系统。 ##### 2. 功能特点 - 支持SFC (顺序功能图) 编程方式，使得编程更加直观、易懂。 - 内置多种高级控制功能，如PID控制、位置控制等，满足不同应用场景的需求。 - 支持多种通信协议，如SSCNET，便于构建网络化的控制系统。 #### 五、编程指南 ##### 1. SFC编程 - MELSOFT FXGP/WIN-C软件支持使用SFC编程语言进行编程，这种编程方式可以清晰地表示系统的流程和状态转换，非常适合于复杂的运动控制程序设计。 - SFC编程提供了丰富的指令集，能够实现各种复杂的逻辑控制和运动控制策略。 ##### 2. PID控制 - 支持内置PID控制功能，用于闭环控制应用，如温度控制、压力调节等。 - 用户可以通过编程软件轻松配置PID参数，实现精确的控制效果。 #### 六、结论 Q系列伺服系统控制器SV13SV22(运动SFC)是一款高性能的工业自动化控制器，它不仅具备良好的硬件性能和稳定的工作环境适应能力，而且还提供了丰富的编程接口和支持多种高级控制功能。对于需要实现精密运动控制的应用场景来说，这款控制器无疑是理想的选择。通过对本手册的学习和理解，用户可以更好地利用该控制器的强大功能，提升生产效率和产品质量。

内容概要：本文详细介绍了基于STM32G4系列MCU和DRV8323驱动板的24V低压伺服系统的硬件设计与软件实现。硬件方面涵盖了电源转换、MOSFET驱动、电流采样等关键模块；软件部分则深入探讨了电机软启动、PID参数整定、编码器解码、通信协议实现等内容。此外，还提供了完整的源码和原理图下载链接，以及一些调试经验和常见问题解决方案。 适合人群：从事嵌入式系统开发、工业自动化领域的工程师和技术爱好者。 使用场景及目标：适用于希望深入了解低压伺服控制系统的工作原理及其应用的技术人员。目标是帮助读者掌握从硬件搭建到软件调试的全过程，能够独立完成类似项目的开发。 其他说明：文章不仅提供理论知识，还包括大量实战经验分享，如电流环采样的高精度实现、自适应陷波滤波的应用等。同时提醒读者注意安全事项，如地线处理、过流保护等。

基于扰动观测器的伺服系统摩擦补偿Matlab仿真 1.模型简介 模型为基于扰动观测器的摩擦补偿仿真，仿真基于永磁同步电机速度、电流双闭环控制结构开发，双环均采用PI控制，PI参数已经调好。 仿真中主要包含抗饱和PI控制器、摩擦力模型、扰动观测器、坐标变换、SVPWM、逆变器和永磁同步电机模块等，其中抗饱和PI控制器、摩擦力模型、扰动观测器、坐标变换、SVPWM模块均采用matlab function编程实现，其与C语言编程较为相似，容易进行实物移植。 模型均采用离散化仿真，其效果更接近实际数字控制系统。 2.算法简介 伺服系统中，由于摩擦力的存在，会降低系统响应，因此对摩擦力进行补偿是有必要的。 本仿真通过增加LuGre摩擦力模型，模拟摩擦力对系统性能的影响。 通过扰动观测器对摩擦力进行观测并进行补偿，降低摩擦力对系统性能的影响。 3.仿真效果 ① 加入摩擦力，速度给定为正弦波，模拟速度反复过零的情况。 由于摩擦力的存在，实际速度过零时不能很好的跟踪速度给定信号，如图1所示，0.6s前没有使用扰动观测器，速度过零时，速度跟踪误差很大。 0.6s后，开启扰动观测器，

针对传统伺服系统运行中受扰动的问题，提出了基于干扰观测器的改进PID控制方法。通过干扰观测器来补偿扰动对伺服系统运行的影响，提高系统的跟踪精度。仿真和实验结果表明，该控制方法可有效提高系统的跟踪精度，增强伺服控制系统的适应性和鲁棒性。 伺服系统在现代工业自动化领域扮演着至关重要的角色，它们被广泛应用于精密定位、速度控制、力矩控制等任务。然而，传统的伺服系统在运行过程中常常受到各种内外部扰动，如机械摩擦、负载变动、参数漂移等，这些扰动会严重影响系统的跟踪精度和稳定性。为了解决这一问题，研究者提出了一种基于干扰观测器的伺服系统PID控制方法，旨在提高系统的抗扰动能力和跟踪性能。 PID控制器是工业控制中最常见的控制策略，由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成，可以有效地平衡系统的响应速度、稳定性和准确性。然而，当面对复杂环境和不确定性时，单纯的PID控制可能无法达到理想的控制效果。因此，引入干扰观测器的目的是实时估计并补偿这些未知扰动，使系统能够更好地跟踪设定值。 干扰观测器的设计原理是基于系统模型的差异，通过观测实际输出与模型预测输出之间的偏差，估算出等效的干扰信号，并将其反馈到控制输入端，实现对扰动的补偿。这种设计使得控制器能够“看见”并抵消那些无法直接测量的干扰，从而提高了系统的鲁棒性。 在具体实施中，通过构建适当的干扰观测器结构，可以有效地抑制伺服系统中的摩擦干扰，这对于改善系统的动态性能至关重要。例如，当伺服电机在低速运行时，摩擦力的影响尤为显著，干扰观测器可以显著减小由于摩擦引起的误差。 仿真和实验结果证实了这种方法的有效性。对比没有干扰观测器的伺服系统，引入干扰观测器后，系统的跟踪精度显著提升，极限环振荡现象得到消除，这表明系统的稳定性得到了增强。同时，系统的适应性和鲁棒性也有了明显的提升，能够在面临不确定性和扰动时保持良好的控制性能。 基于干扰观测器的伺服系统PID控制方法是一种有效的抗扰动策略，它通过实时估算和补偿干扰，提高了伺服系统的控制精度和鲁棒性。这种方法对于应对复杂工业环境中的伺服控制挑战具有重要的理论和实践价值，为未来伺服系统控制技术的发展提供了新的思路。

1 DSP的CAN控制器 TI公司的低功耗、高速DSP芯片TMS320LF2407A具有高速运算能力和高效控制能力。其内嵌的CAN控制器是一个完全的CAN控制器，完全支持CAN2．0B协议，它主要有以下特点：有6个邮箱，其数据长度为0～8 B，其中接收邮箱有局域接收邮箱屏蔽寄存器，在发送出错或仲裁时丢失数据的情况下，有自动重发功能、可编程的位定时器和总线错误诊断功能。 CAN控制器的内部结构图如图1所示。 工作过程如下：CAN控制器在接收信息时，先将要接收信息标识符与相应接收邮箱的标识符进行比较，只有标识符相同的信息才能被接收；接收信息时，将数据存入邮箱，标识符存入相应的寄存器；接收完成后，中断标志位被置位。CAN控制器在发送信息时，先将要发送的数据写入邮箱，再设置发送请求位，发送完成后发送应答信号和中断标志位被置位，如果发送失败，发送邮箱将再次发送。 2 系统结构 使用CAN总线的交流伺服系统结构原理图，如图2所示。 上位机采用带有CAN适配卡的通用计算机，上位机的主要功能是：通过CAN总线接口与DSP进行通信，接收DSP传来的数据进行处理并向节点发送控制指令。节点负责数据

绍了永磁式同步电机、变频器、PLC组成的伺服系统，并指出了该系统需要关注的几个问题。

工业机器人有4大组成部分，分别为本体、伺服、减速器和控制器。工业机器人电动伺服系统的一般结构为三个闭环控制，即电流环、速度环和位置环。一般情况下，对于交流伺服驱动器，可通过对其内部功能参数进行人工设定而实现位置控制、速度控制、转矩控制等多种功能。

东荣伺服指令手册.pdf 介绍了关于东荣伺服指令手册的详细说明，提供伺服系统的技术资料的下载。

富士AC伺服系统FALDIC-W系列用户手册

结合末制导雷达讨论其电机控制、二阶伺服系统性能和PID校正算法,利用VHDL语言设计,实现基于FPGA的方位步进电机开环定位控制和俯仰直流电机闭环速度控制的伺服系统。结合实际应用中遇到的问题,提出了基于“反馈控制”理论的有效的补偿算法,该算法提高了伺服系统的稳定性、快速性和精度。