伺服电机在汽车转向试验设备中的应用

在汽车转向试验设备中，许多地方都需要的以速度、位置或者是力矩模式进行控制，这就要求我们所选用的驱动元件必须能够达到上述要求；而伺服电机便是我们的选择。

在汽车电动助力转向管柱性能测试中的输入驱动与输出加载，利用伺服电机的闭环控制性，可以很方便的实现对旋转速度、旋转扭矩和旋转角度的控制；利用工业计算机运动控制技术、自动控制技术及检测与传感器技术，实现程序化、工业自动化控制。利用其控制的便捷性及控制的准确性，能够实现变频电机或者是液压马达所不能实现的的运动控制。因此伺服电机在汽车转向系统的检测中能够更加的达到模拟驾驶员手打方向盘的实际过程。以在汽车电动助力转向管柱性能检测中的试验应用为例，管柱输入部分以设定转速驱动，旋转设定角度，输出施加设定扭矩；通过对输入扭矩的实时监测，评判输入扭矩的大小及波动，从而判断电动助力转向管柱的综合性能。

工业控制系统硬件的组成

工业控制系统包括工业计算机，开关量输入输板卡、模拟量输入输出板卡，运动控制卡，数字伺服驱动单元（伺服驱动器）；机械部分包括角度编码器，伺服电机，联轴器和减速机等。

工业计算机通过用工业控制软件对开关量输入输出板卡、模拟量输入输出板卡、运动控制卡进行读写操作，向伺服控制器发出位移、速度、加速度等命令，从而实现对伺服电机定速旋转、定角度旋转或者定扭矩加载的功能。工业计算机通过开关量选择伺服控制模式为速度模式、位置模式或转矩模式运行，运动控制卡根据工业计算机的命令产生脉冲序列，脉冲个数受工业计算机控制。伺服电机为闭环反馈系统，减速齿轮组由电机驱动，输出带动角度编码器作为位置检测，角度编码器把转角坐标转换为比例电压反馈给控制线路板，控制线路板将其与输入的控制脉冲信号比较，产生纠正脉冲，并驱动电机正向或反向转动，使齿轮组的输出位置与期望值相符，令纠正脉冲趋于为0，从而达到使伺服电机定位的目的。

电气控制部分

伺服控制器接线包括电源输入子、伺服电机输出子、编码器信号连接插头、指令脉冲及输入输出信号子等。工业计算机驱动外部开关量输出板卡，伺服使能打开；通过伺服模式控制，选择伺服控制模式；通过控制运动控制板卡发送脉冲信号，驱动伺服电机旋转。编码器接口的编码器电源输出接到伺服电机所带的编码器上，角度编码器串行信号接到运动控制器。角度编码器作为交流伺服电机系统的速度及位置传感器，较高的响应速度，较低的温度漂移，较大的共模抑制比和较强的抗干扰能力是混合式光电编码器信号处理电路的基本要求。

伺服驱动系统

汽车转向试验设备中输入驱动扭矩为50N.m，转速为100r/min。能够以设定的速度、位置等模式进行工作；还可以对旋转过程的扭矩及角度进行采集。可的以速度、位置、扭矩等模式运行，并可根据自身扭矩传感器、角度传感器进行闭环控制，集驱动、检测于体。可广泛应用于需要实现高精度的传动定位的域。

随着人们对汽车零部件检测要求的提高，般的电机和液压马达传动已不能实现精密的运动控制。通过工业控制系统对伺服电机的闭环控制性，可以将伺服电机定转速、定位置和定扭矩的的控制性更广泛的应用到汽车转向零部件的性能测试中。