机电一体化难学吗社会实践中的电机零位与编码器零位相位补偿方法与装置探究
在工业4.0时代，国家重点提升改造制造业和发展高端智能装备。伺服控制系统作为直接执行者，在自动化和高端智能装备中起着举足轻重的作用。永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motors，PMSM）因其高效率、高气隙磁密度、高功率因素、结构紧凑简单、线性响应等优点，在数控机床、机器人、载人飞船、变频空调等场合得到广泛应用。
为了准确获取伺服电机零位和编码器零位之间的相位关系，刘剑文归纳了各种编码器不同的相位对齐方法，这些方法以手动对齐为主，对齐基本步骤为：
（1）向电机任意两相直接通入直流电，使电机转子锁定在固定位置，根据通电相序和方向即可确定电机转子被锁定位置的electric angle。
（2）人工一边手动调节编码器与电机转子的相对位置，一边通过调试工具，如示波器，可以显示编码器反馈数据的设备，观察编码器零位标志，当零位标志出现在调试工具上时，将编码器转轴固定在電機轉子上，完成相位對齊。
这种人工找尋和校準零位十分費力，而且影響相關編碼器零次校準精度的一致性。于是，出现了各种针对不同編碼设计的調整装置。王新社等针对带有UVW霍尔信号的增量式編碼設計专用的相 位對齊伺服驱动程序使用多个选择开关控制 相 位 对 准 步 驱 程 序 使用 多 个 LED 显示 信号 状态，即可任意调整 编碼 与 转 子 磁 极 相 义 对 应 位置，又能拖動電機運行，操作較簡單，大幅提高了生產效率與 相 位 精 度，但在 零 次 校 正 前 沒 有 验证 编碼 的 各 个 信号 是否 正確，也沒有對 零 次 校 正 結果進行驗證[4]。
张静波等设计了支持增量式和绝对式编码器的专用调置仪界面友好，可设置参数，但在零次校正前没有验证代码后的各个信号是否正确，也没有对校正结果进行验证[5]。
因此，对于现有的调置装置依然有改进之处，本文主要完善绝对式编码器 电機 零次 与 编碼 器 零次 之間 的 相 位 补 偿 方法。
工作原理：
交流伺服電機三相绕组中，由於综合電流矢量可以表示為三根時間軸上的投影，因此可以計算出三个时间轴之间夹角，即为电子角度。当电子角度达到0时，即为 电機 零次。
对于增量式編碼通常將霍尔U信號或索引Z信號與 電機 零次對齊；对于绝対式編碼，由於其输出每一个數值都對應一圈中唯一位置，因此通常将绝対式編碼の絶対値與電子角度相同。
本文所描述的是先将绝对型编号随意安装在服务单位上，然后通过本文描述的大师获得到绝大型编号输入至服务单元终止后确认该补偿值是否正确，并最后将该补偿值保存至单元内存储空间。此后当初期化服务单元时，从内存读取并叠加至实际反馈数值上即可获得准确电子角度。本法不仅撤销人类操作过程而且提高了安装效率，为保证整个过程都是正确进行考虑以下四点：
记录某些单圈类型编号首先需要旋转一定角度才能输出分辨率较低数据。但是由于服务单元启动后只能旋转小于此一定额外增加误差，因此必须确保记录发生之前已经旋转过此一定额外增加误差；
分体类型编号可能存在错误反馈问题所以必须检查所有反馈数据；
计算完毕之后通过测试运行来验证计算结果是否符合预期要求；
写入EEPROM后需回读以验证写入是否成功。
图2展示了一种简化框图说明了控制系统如何实现以上功能：当切换开关S处于“0”状态时，其工作状态是锁轴阶段并计算补偿值；当切换开关S处于“1”状态时，则进入第二阶段——试运行，以便检验计得出的补偿值有效性同时也用于检验装配情况及数据输入顺序是否准确。在这个过程中，我们还会检查EEPROM写入后的数据是否能够正常读取出来，如果发现任何问题都会报警告息给用户。在整个过程中，我们还会监测软件或硬件异常状况，如温度超限或者当前流量超过最大限制，都会立即停止当前任务并发出警告信息给用户。这项技术具有极大的优势，它不仅减少了成本，还使得产品更加稳定且易维护，同时它也是一个很好的教学案例，因为它结合了解决实际问题的一个系列步骤，以及如何使用最小的人力资源来解决复杂的问题。而这项技术也非常适用于教育领域，因为它提供了一种无需专业知识就能理解但又充满挑战性的解决方案，从而激发学生们学习科技知识以及创新的兴趣。
