電動(dòng)執(zhí)行器的組織結(jié)構(gòu)及原理

       電動(dòng)執(zhí)行器一般由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成，控制系統(tǒng)作為核心部分，其性能將直接決定閥門的位置控制精度。電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)多基于PLC或單片機(jī)搭建，控制效果比較理想，但是PLC在可擴(kuò)展性、二次開(kāi)發(fā)等方面存在短板且成本較高；單片機(jī)運(yùn)算處理能力有限。DSP即數(shù)字信號(hào)處理器，兼顧數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)控制而且易于開(kāi)發(fā)。以32位定點(diǎn)DSP芯片TMS320F2812為例，其專門針對(duì)電機(jī)控制和運(yùn)動(dòng)控制而設(shè)計(jì)。硬件配置上，TMS320F2812具有豐富的通用輸入輸出接口、16通道12位A/D轉(zhuǎn)換器、兩個(gè)事件管理器以及大容量的片上存儲(chǔ)器，能夠較好地滿足電動(dòng)執(zhí)行器的控制需求；運(yùn)算速度上，TMS320F2812可以達(dá)到150MIPS，可以實(shí)時(shí)地處理復(fù)雜控制算法，實(shí)現(xiàn)高精度控制，保證電機(jī)的位置控制精度以及速度控制的動(dòng)態(tài)特性；通信方面，TMS320F2812芯片支持多種通信機(jī)制，如UART串口通信、CAN總線通信、SPI總線通信等，能夠很方便地實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)以及同其他系統(tǒng)之間的信息交互?？傮w來(lái)說(shuō)，基于TMS320F2812的電動(dòng)執(zhí)行器控制系統(tǒng)不僅具有傳統(tǒng)控制器的優(yōu)勢(shì)，而且具備很好的集成性、可擴(kuò)展性、二次開(kāi)發(fā)性，提高了控制系統(tǒng)的可靠性、處理速度以及通用性。

　　電動(dòng)執(zhí)行器通過(guò)十字滑塊聯(lián)軸節(jié)，電機(jī)與滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)連接；滾珠絲杠和滑移平臺(tái)通過(guò)螺母連接。電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩以驅(qū)動(dòng)滾珠絲扛轉(zhuǎn)動(dòng)，需要克服回轉(zhuǎn)體阻尼力和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等的作用。編碼器主要負(fù)責(zé)采集電機(jī)轉(zhuǎn)角信號(hào)，以便于實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，不過(guò)應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求和條件決定是否安裝編碼器或其他傳感器，如霍爾傳感器。滾珠絲杠可將電機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)?；破脚_(tái)用于固定工作負(fù)載。通過(guò)電動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)原理圖可知：電動(dòng)執(zhí)行器的運(yùn)行情況取決于電機(jī)特性及其控制系統(tǒng)，在一定程度上電機(jī)可以看做電動(dòng)執(zhí)行器的核心部件。在電動(dòng)執(zhí)行器中普遍使用的電機(jī)主要有3種，即步進(jìn)電機(jī)、交流伺服電機(jī)、直流伺服電機(jī)等。其中步進(jìn)電機(jī)電動(dòng)執(zhí)行器具有成本低廉、控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，所以其應(yīng)用較廣。