《自動控制原理》是自動化、自動控制、電氣技術、精密儀器等專業教學中的一門重要專業基礎課程。傳統自動控制實驗室採用計算機PC插卡方式，但由於整體陳舊落後，部分廠商開始研究使用DSP控制伺服電機，而DSP控制晶片來自國外技術，無法提供完整技術數據，更無法做二次開發研究系統。本實驗裝置是一套完整FPGA交直流伺服電機控制系統，除提供傳統自動控制教學實驗外，還提供了FPGA設計DSP伺服電機控制晶片所有原始碼，非常容易做二次開發研究，也有DSP完整成形過程實驗，可以開發自己專有的馬達SOC晶片。非常符合學校重新規劃完整的全新技術伺服電機與自動控制實驗室。目前，在台灣多所理工科院校、韓國、美國高校開展科研課題。涉及到空調馬達晶片、印刷機晶片、紡織機晶片、農業機械化等多個領域。
產品特徵,模組說明,控制規格,教材實驗,
產品特徵
方向一：交流伺服（直流無刷）電機自動控制實驗裝置
方向二：直流伺服電機自動控制實驗裝置
方向三：交直流伺服電機自動控制實驗裝置
方向四：線性伺服電機自動控制實驗裝置
模組說明
FPGA主控制模組 | ●採用100萬容量FPGA 可程式邏輯閘（插卡式並可任意更換不同容量），並提供具備DSP控制功能。 ● TI- MSP430 省電型 16 位微控器。 ●與 PC 在線上採用 USB 2.0 傳輸，可任意設定控制參數作實時控制。 ● 12 Bits 2 頻道ADC輸入接口。 ● 12 Bits 2 頻道DAC輸出接口。 ● 128K RAM與512K Flash ROM 記憶體。 ● 26PIN 輸出界面，提供交流伺服馬達控制接口。 ●四位數LED七段顯示功能控制。 ● 4*4 矩陣鍵盤輸入控制。 ● 16點 I/O 由LED顯示，並提供輸出接點。 ●光纖輸出連線埠與光纖輸入連線埠。 |
三相變頻驅動模組 | ­●使用IPM IGBT模組驅動電路 ● IGBT額定為600V, 20A以上 ●採用0.05Ω、 20W、 1%精密電阻作3相電流量測 ●俱過電壓,過電流保護 ●配合光纖網路通訊FPGA控制模組使用 |
交流伺服馬達（三相電源） | ●歐美原裝進口伺服馬達，確保高性能 ●額定輸出 300 W；轉子慣量 1.9 ㎏-c㎡ ●額定扭力 10.1 ㎏-c㎡；最大扭力 30.3 ㎏-c㎡ ●額定轉速 3000 RPM；最高轉速 4000 RPM ●連續電流 2.4A；最大電流 7.2A ●光學編碼器直接聯結馬達，精度為 1000P/R ●提供霍耳組件輸出信號；模組式馬達固定底座 |
直流伺服電機模組 | ●直流伺服電機為瑞士maxon 原裝進口 ●額定功率15 Watt ●額定轉速4500 rpm ●額定電壓±12 伏電壓 ●驅動功率晶片採用MOSFET ● 500 P/R 光電解碼器，與電機結合一體 ●ΦA、ΦB 二相檢出 ● PWM與ΦA、ΦB皆以LED顯示動作 ●具備過電流、過電壓保護 |
線性伺服馬達 | ●定子長512mm ●實際行程為300mm ●磁性尺寸解析度10um ●提供霍爾組件輸出信號 ●交流伺服同步馬達型式 |
控制規格
中文 FPLC人機圖控操控系統設計；
提供完整交流伺服電機控制實驗項目；
提供完整交流伺服電機控制實驗操作手冊；
FPLC 人機圖控提供二次開發實驗功能，並提供設計操作手冊；
提供4頻道示波器實時顯示功能，觀測伺服電機控制波形顯示；
提供16頻道24M邏輯分析實時顯示功能，觀測伺服電機驅動與電流回饋顯示；
提供在FPGA 具有DSP交流伺服電機功能控制晶片，並可重新規劃設計。
教材實驗
交流伺服馬達控制實驗規劃 | 直流伺服電機控制實驗規劃 | 提供傳統試驗台不能做的實驗 |
實驗一、開迴路的電壓控制實驗 1、三相電壓控制觀測 2、PWM電壓命令觀測 3、PWM邏輯信號觀測 4、電流回收波形觀測 5、磁場相位信號觀測 6、速度與轉交信號觀測 實驗二、開迴路的定位控制實驗 實驗三、閉迴路的扭力控制實驗 實驗四、閉迴路的速度控制實驗 實驗五、閉迴路的位置控制實驗 實驗六、加減速和前饋補償實驗 實驗七、可程式的位置控制實驗 | 實驗一、開迴路的電壓控制實驗 實驗二、閉迴路的速度控制實驗 實驗三、閉迴路的位置控制實驗 實驗四、加減速的位置控制實驗 實驗五、正弦波的位置控制實驗 實驗六、可程式的位置控制實驗 | ◆ 閉迴路的位置控制控制實驗 ◆ 加減速和前饋補償控制實驗 ◆ 正弦波的位置控制實驗 ◆ 雙迴路的位置控制實驗 ◆ 可程式的位置控制控制實驗 |
