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图5中的电路更进了一步。它使用一只廉价的LM211或LM311 IC比较器，产生的正输出脉冲完全相等于输入脉冲的宽度，而电平可调。电阻R3与R4设定了比较器的阈值电压，但它取决于负电源的电压值。用方程VT-=[V-/(R2+R4)]&R4可以计算出阈值电压，其中V-是负电源电压。图6给出了电路的波形。
　　图5，电路中的一只比较器产生出精确的脉冲宽度。
　　图6，正输出脉冲与负输入脉冲的宽度基本相等。
　　如果脉冲宽度为2&s或更长，可以使用不太贵的LM211比较器。否则，应采用一款高速比较器。这样就无需额外的输出电阻R1。LM211需要这个电阻的原因是，该IC是集电极开路电路。这种电路需要两个电源电压。
　　图7中的电路可以将负极性脉冲转换为正脉冲，而输出并不依赖于输入脉冲的幅度。这一版使用的是单电源和一只555定时器。它产生所需要宽度的正输出脉冲。电阻R1与R3建立了一个饱和阈值。可以用VT-=V+/3&(1-2R3/R1)计算此阈值，其中V+为555定时器的电源电压。电阻R2与电容C1设定脉冲宽度。方程 t=1.1R2C2计算输出高态的持续时间。为了让电路正常工作，饱和脉冲必须短于所需要的脉冲宽度，而脉冲周期则必须大于t。电阻R3必须至少为1.5k&O。电阻R4可选。
　　图7 本脉冲转换器使用了一只555定时器
　　与图1、图3、图5中的电路相比较，图7中的电路运行在低电阻负载上，输出可拉入或供出电流达200mA，或可工作在大电容负载下。电路不需要额外的反相器或驱动器。电阻R5用于保护IC，防止输出端短路。
电路的波形
非常好我支持^.^
不好我反对
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( 发表人：小兰 )
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> 如何从负脉冲获得正脉冲
如何从负脉冲获得正脉冲
本例中的电路可将转换为，的幅度为-5V~-2V。按照不同应用要求，也需要不同的脉冲宽度，而是梯形的。　　图1给出了一个电路，它只需要一个5V的电源。它有高的触发器阈值，最大限度提高了噪声抑制能力。本电路需要一个大的输入电流，它可以与集电极电流相比拟。另外，它还需要一个CMOS或TTL(晶体管-晶体管逻辑)反相器，用于阈值电压下的触发。如果输入脉冲为梯形，则输出脉冲宽度不等于输入脉冲的宽度。可以这样计算阈值V T- ：VT-=-[(V+ -V IH)×R1/R2+0.62]，其中， V T-为较低的电压阈值，V+是电源电压，而VIH是74HC132的高电平输入电压。图2显示了输入与输出波形。　　　　图1，本电路使用单一电源，有良好的噪声抑制能力，但不能可靠地转换梯形脉冲。　　　　图2，输出脉冲宽度近似于输入脉冲的主要负极部分　　图3是一个脉冲整形器，它将3μs的负极脉冲转换为。输出脉冲的宽度非常接近于输入脉冲的宽度。本电路不需要大的输入电流，也不需要反相器。它的电压阈值低于图1中的电路：V T- ≥-0.3V，但图3中的电路需要两个电源电压：±5V。图4给出了图3中电路的波形。　　　　图3，可以用这个电路转换脉冲极性，但它需要双电源。　　　　图4，脉冲宽度最小为3μs。
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浅谈直接PWM控制方式、模拟量控制方式和脉冲控制方式!!!
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发表于： 14:45:02 楼主
关于运动控制方式问题，论坛上已有许多探讨。 在这里，仅将常见的几种控制方式加以简介。
&&&&&&& 基于脉冲加方向的控制模式最早是针对步进电机而来的。一个脉冲移动一步。然而，对于驱动器工作在位置方式的伺服系统也可以使用脉冲加方向控制模式。这种情况下，我们通常称为开环控制，因为控制系统只做轨迹规划而不做闭环。所产生的轨迹完全来源于理论，实际的运动效果则完全起决于驱动器位置环的控制效果。这类型的控制方式一般用于对运动精度要求不高的场合。常见的应用主要是点位运动。而对于需要实时插补走轨迹的应用则控制效果很差，如雕铣机、磨床、各类型的切割机等。造成实时插补位置误差的主要原因是加工速度和脉冲的分辨率。伴随着加工精度的不断提高，脉冲精度即步距变得越来越小，而随着加工速度的不断提高，单位时间内输出的脉冲频率不断提高会导致驱动器侧的计数器对于噪声的免疫能力大幅降低，从而出现所谓的丢脉冲的结果，这种问题在步进电机中极其常见，主要发生在高速运行的情况下。对于高速高精度的伺服电机， 如果使用脉冲加方向时，这种情况也同样会发生。另外，由于脉冲精度的有限性，脉冲加方向的加工精度也大大受限。比如，同样是加工一个曲面，使用脉冲家方向控制模式与采用模拟或直接PWM控制模式加工的结果虽然形状一样，但表面光洁度相差甚大。使用模拟或直接PWM驱动模式可以实现镜面加工，而使用脉冲加方向的零件则需要进一步的抛光处理。当然基于脉冲加方向的控制模式高于模拟量模式的性能主要体现在其全数字的特点，也就是说，只要不是高速高精度的场合，其对环境噪声的免疫能力比模拟控制模式高出很多。然而，其对噪声的灵敏度远大于全数字PWM控制模式。（待续）
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加TA为好友 发表于： 15:29:59 1楼
&&&&&&& 基于模拟量的控制方式，随着驱动器工作方式的不同，可以分为模拟速度方式或模拟转矩方式。如上文所述，模拟方式区别于脉冲加方向模式，是一种对于控制器而言的闭环控制方式。如果驱动器工作在速度方式，则控制器闭位置环，而如果驱动器工作在转矩方式时，控制器闭速度和位置环。那么，两种模拟驱动方式有什么不同吗？不同之处主要在于以下几点：
1、参数调整的简易性不同。对于模拟速度方式，系统的参数调整必须在两套系统中完成，控制器和驱动器，这就造成了许多现场调参数的负担。尤其对于驱动器与控制器距离较远的大型设备，往返于控制器与驱动器参数调整的工作量是非常大的。通常这类型的参数调整需要及其漫长的时间。
2、参数的最优性不同。对于绝大多数的运动控制系统而言，基于刚体对象模型的PID或类PID（如PPI，PIV， PDF， PDFF等）控制算法被普遍使用。要想实现理论意义上的最优控制，无论速度环还是位置环都不能调到最优，否则全局肯定不会是最优。一定是大家都有所让步，全局才能最优。对于模拟速度模式，由于速度环和位置环分别在驱动器和控制器内，速度环参数调整到什么程度才是最优没有办法确定，只有当调好一组参数后，在回到控制器侧再调整位置环，如果位置环条不好，在重新调速度环，如此多次迭代调试才能调好。而对于模拟转矩模式，由于所有参数调整都在控制器内，其参数调整一般只需要十几分钟即可。对于复杂的模拟速度模式，通常想要调好一组参数花掉几个星期是很常见的。当然如果调参数的工程师对于对象特性十分了解且对于控制手段极其了解，在几天内调整好也是有可能的。
3、系统响应的实时性不同。通常控制器与驱动器的内部时钟是不同步的。而对于当采样不同步时，根据正态分布的原理，系统的传输延迟可以定义为采样周期的1/2。对于模拟速度模式，假如说在控制器伺服时钟的上升沿，位置环控制输出，即速度环指令输出，由于控制器位置环时钟与驱动器速度环时钟的不同步性，平均而言，速度环指令的延迟是驱动器速度环采样时钟的1/2。通常速度环采样频率为5Khz， 因此，由于速度环与位置环不在同一个采样系统内，造成了100usec的传输延迟，极大地降低了系统的稳定余度，大大降低了系统的闭环带宽和响应速度。
4、对于环境噪声的免疫程度不同。通常模拟速度模式对系统的零漂、温漂、偏移量、扰动和噪声的灵敏度较模拟转矩方式要大。（具体分析略） (带续）
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加TA为好友 发表于： 15:43:27 2楼
&&& 　基于全数字直接ＰＷＭ驱动技术是９０年代初期有美国泰道公司率先提出彻底解决以上驱动模式所有弊病从而可以实现最优控制性能的控制模式。这种驱动模式，集电流环、速度环和位置环于一体，彻底解决时钟同步性问题，延迟最优化问题，噪声免疫性问题、配套电机灵活性问题、系统控制精度问题。具体情况请致电北京泰道。
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加TA为好友 发表于： 17:53:03 3楼
呵呵& 辛苦了& 码了这么多字
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加TA为好友 发表于： 19:52:09 4楼
&基于全数字直接ＰＷＭ驱动技术是９０年代初期有美国泰道公司率先提出&&&&&&如何证明？！
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加TA为好友 发表于： 20:13:19 5楼
波恩可以看看Servotronix (Kollmorgen) , Copley, Elmo等公司专门生产的直接PWM驱动器(Direct PWM Amplifier)是为那个公司生产的。还可以留意一下市面上其它公司有无该技术。
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加TA为好友 发表于： 21:00:55 6楼
从贵公司网站见过Copley为PMAC配的PWM放大器，但这仅能表明贵公司正在使用该技术，去不足以证明该技术是贵公司率先提出来的！
业界传闻Fanuc的伺服驱动器也只是个放大器，不过Fanuc用的不是PWM，而是提供Fanuc的光纤串行总线传输的数值化指令。力士乐主推的SERCOS III 和安川主推的Meachatrolink III 也都支持62.5us，乃至31.25us的电流环同步周期，可以由上位NC或者Motion Controller直接操控多个轴的电流闭环。至于直接数字指令更优，还是PWM更优，想必比贵公司也心知肚明。贵公司靠第三方提供PWM接口的电流放大器的举措也正是因为贵公司与力士乐和安川等的差异性所导致的必然结果，假如有一天贵公司也再是一个仅仅供应控制器的制造商的话，那时贵公司在自己的控制器和驱动器之间的接口肯定不会是PWM，而是贵公司那个叫做Macro光纤网络的某个翻版。
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加TA为好友 发表于： 21:13:55 7楼
MACRO只比直接PWM晚几年提出来，由于种种原因没有被广泛的应用。
泰道不只是一个控制器供应商，也有自己的直接PWM和MACRO驱动器；但是比较贵，在国内基本没有销售。
MACRO协议的控制效果和市面上的其它光纤总线的控制效果别无二致；上面提到的几家公司也提供MACRO的驱动器，据我所知ABB和美国安川分公司向泰道定致了专门的MACRO接口卡。
光纤串行总线有一个问题，如何同步控制和驱动器的时钟问题；哪家公司解决了这个问题？ 波恩能否指出来？
很显然，提高电流环同步周期不是根本的解决方法。
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加TA为好友 发表于： 21:29:43 8楼
但凡做串行实时总线的都得解决轴间时钟同步问题，至于各家能解决到什么程度，则是八仙过海，各显其能了！
有兴趣不妨查查SERCOS，EtherCAT，Powerlink，ProfiNet IRT，Ethernet/IP CIP Motion，Mechatrolink，SynqNet，SSCNet，RTEX，TT Ethernet 等串行实时总线的组织机构网站，比较比较他们的同步能力。
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加TA为好友 发表于： 23:18:23 9楼
看了一下& 有的还可以& 有的就有点不够实时了。
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加TA为好友 发表于： 08:29:16 10楼
仁者见仁，智者见智！
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加TA为好友 发表于： 10:14:22 11楼
回复内容：
对：波恩 关于
仁者见仁，智者见智！
内容的回复：
&&&&&&& 个人感觉波恩所要表达的观点与本文所要阐述的问题是两个不同的主题。基于串行直接数据指令的系统在其出现初期主要是针对大型设备而言的。由于大型设备一般的现场走线比较复杂而且距离较远，布线成本与抗干扰能力较弱。采用串行总线结构不仅可以降低布线难度也可以提高系统对电磁干扰的免疫能力（如果使用光纤通讯）。然而，不可否认的是，这种基于串行总线的方法是近十年才在全球风靡起来的。另外，由于采用串行总线的全数字控制系统的价格较传统接线方式而言其价格也普遍比较高，并不适合目前国内中低端市场。
　　而本文所要阐明的控制方式主要针对目前国内主要的市场需求，即中小型设备而且中低档设备。对于这类型的市场，不容置疑，绝大多数设备仍然采用日式电机加运动控制器的方案。在不结合市场需求的情况下泛泛地谈哪种控制方式最优是没有什么实际意义的。我们在中国工控网谈论的应该是最适合中国市场的解决方案才更加有意义，难道不是吗？虽然在全球运动控制市场上，串行总线看似成为一种趋势，但目前在中国除了个别大型设备（如风电、大型无轴印刷机和部分大型生产线），９５％以上的自动化设备都还在使用传统接线方式。就算是美国、欧洲和日本，目前超过８０％的设备仍然在使用模拟量控制模式。因此在这种情况下片面地谈哪种控制方式最好并不切合中国实际。
　　全数字直接ＰＷＭ控制技术最早是由哪个公司提出来的，我想事实胜于雄辩，不讨论也罢。有道是好汉不提当年勇。既然已经是过去的事情，就不必要探讨谁先谁后了吧！本人所要表达的是目前针对中国市场需求的最好的解决方案就是直接ＰＷＭ技术。如有不同的论断，欢迎批评指正，但不适合中国绝大多数市场需求的方式免谈，　毕竟大家都是做中国市场的嘛。至于是纯粹新技术的探讨则另当别论，毕竟本文没有谈及任何此方面的问题。　　
　　至于哪种控制方式最好，正如波恩所讲正是仁者见仁，智者见智。　有关这类型的话题，本人可以在以后发表其他文章，　以便抛砖引玉。
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加TA为好友 发表于： 10:36:09 12楼
&因此在这种情况下片面地谈哪种控制方式最好并不切合中国实际。&&&&有这等认识就好！
如果一定要以国情和量来讨论，请问基于贵公司直接ＰＷＭ技术驱动轴数的年销量有多少？能占到通用伺服市场的多大份额？
至于&由于采用串行总线的全数字控制系统的价格较传统接线方式而言其价格也普遍比较高，并不适合目前国内中低端市场。&个人看法：千万不要急于下结论！
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加TA为好友 发表于： 10:51:15 13楼
轴数的多少要发展的看问题。目前量最大的伺服哪一家不是花了十几年才到了今天规模。技术的领先才是长久成功的推力。急不急下结论也要发展的看问题，毕竟中国在快速地发展。 引用波恩的一句话，目前采用串行总线的全数字控制系统又占有通用伺服市场的多大份额？
因此，现在的量只能说是过去努力的结果而并不能代表未来？技术的发展才是未来的量的基石。
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加TA为好友 发表于： 13:22:24 14楼
个人感觉：电流环做在伺服驱动器里，采用支持同步的实时以太网接口，很容易实现的标准化，硬成本也不高，一片FPGA足够了，FPGA现在比高性能的AD和DA芯片还便宜。直接PWM控制从运动控制卡的角度是接管了电机的所有控制，包括电流环，这样驱动器实际上变成了功率板，给了运动控制卡更多的自由度，但这样的接口用起来还是麻烦些，而且除了PWM信号还有位置反馈信号和电流反馈信号的处理问题。
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加TA为好友 发表于： 18:35:36 15楼
没有想象中的那么麻烦，你所提到的反馈信号和电流反馈信号都在直接PWM模式中得到了妥善处理。
其实，用串行实时总线，一样的要处理位置反馈信号和驱动器的一些信息。
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加TA为好友 发表于： 20:21:17 16楼
&引用波恩的一句话，目前采用串行总线的全数字控制系统又占有通用伺服市场的多大份额？&&&&看来是想用&直接PWM控制&跟&串行实时总线的全数字控制&在市场上一拼高下了？！
真如是，&直接PWM控制&眼下就已经输了何止一大截？将来也只可能差的更远！不过好在蛋糕在不断做大，各路英雄份儿多份儿少总有得分，而且分到的那块儿也有会变得比眼下更大。
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加TA为好友 发表于： 10:49:06 17楼
我想请教一下&要想实现理论意义上的最优控制，无论速度环还是位置环都不能调到最优，否则全局肯定不会是最优。&怎么理解？
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加TA为好友 发表于： 16:49:22 18楼
不防看一看任何一本关于优化设计的书。全局最优与局部最优。对于任何优化问题， 如果某一个优化参数得到最优解，其全局肯定不会是最优，除非优化的指标错误。 对于运动控制系统而言， 最优的速度环只能保证速度的最优或者系统的阻尼最优，而位置的最优只能说位置控制的最优而系统的鲁棒性肯定不会最优。以常见的0.707阻尼比的一种最优控制而言， 了解自动控制原理的自然知道，这是一种基于刚体模型的全状态反馈控制，同时也是满足LQR 最优控制的解决方案，此时系统的稳定余度是最优的（45度相角余度）。然而，此时无论是速度环还是位置换都不是最优。 通常对于速度环最优的系统，位置环绝大多数是过阻尼的，即上升时间非常长，系统的带宽不高。但对于位置环最优的系统，则系统的稳定余度会非常小，即系统的鲁棒性不好。因此只有同时折中系统的鲁棒性和带宽的控制才是最优的，在这种情况下，绝对不是任何单一参数或环路最优所能实现的。
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加TA为好友 发表于： 11:28:36 19楼
看了楼主的介绍收益匪浅。
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加TA为好友 发表于： 09:02:47 20楼
学习新的东西了。不否定新事物 新理论 不过还是需要有比较清晰地例子来证明直接PWM驱动的好处。另外调伺服参数 其他厂商的调试工具很方便啊 比如SIEMENS的 IBN TOOL。
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加TA为好友 发表于： 21:07:05 21楼
确实很多东西到了中国就得中国化，符合中国的国情，目前国产用的大部分还是不叫低端的
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加TA为好友 发表于： 11:48:09 22楼
最近对这个直接PWM驱动非常感兴趣，但是泰道关于这个PWM控制的说明书很难找，希望泰道能早点出关于这方面的中文资料，包括硬件构建，参数设置，编程示例。呵呵！
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加TA为好友 发表于： 17:17:15 23楼
“同样是加工一个曲面，使用脉冲家方向控制模式与采用模拟或直接PWM控制模式加工的结果虽然形状一样，但表面光洁度相差甚大。使用模拟或直接PWM驱动模式可以实现镜面加工，”&1、脉冲步进式伺服控制，是位置或定位控制需要的运动控制模式；2、而镜面加工，需要恒速控制过程，最适合正弦工频驱动方式；3、而PWM控制模式，是交流伺服调速必须的控制模式；4、以镜面加工，来谈这几种运动控制模式的优缺点，不合理！
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加TA为好友 发表于： 09:06:14 24楼
现在都什么时代了，WIFI都融入日常生活了。工业网络已经落后民用网络很多年了，工业的以太网技术近几年在飞速发展，服务于远程IO与驱动的工业以太网必将风靡世界，不是哪个螳臂能抵挡的。未来的驱动发展必然是基于工业以太网的，例如EtherCAT在汉诺威上同步40个不同厂家的伺服驱动器，其实时性非常高，轴间时间同步问题解决的很好。每个伺服及驱动器厂家都有自己的特点，但他们只要遵循共同的规范公约，其驱动器的接口都支持以太网就能做到通用化，方便用户。
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加TA为好友 发表于： 10:15:39 25楼
回复内容：对： liulzlz_gongkong
不防看一看任何一本关于优化设计的书。全局最优与局部最优... 内容的回复！3年后看了楼主的回复，抱歉理论过于高深才疏学浅没有看懂。我有两点实际中的问题请楼主释疑一下：1。位置环和速度环是已经解耦的吧，是级联的关系，平常我们都说，只有速度环调整到足够好，位置环才能调好。难道这个说法错了？2。用过的伺服调试软件的自整定功能，都是先整定速度环，然后整定位置环，此时速度环的参数没有变化。这么说这些软件也有问题了？
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加TA为好友 发表于： 10:32:22 26楼
回复内容：对： belion
回复内容：对： liulzlz_gongkong &不... 内容的回复！你说的这个就是经典的基于时域的对串级环路的调试方法。完全没有问题的，不要在意他的说法。楼主显然有误导和混淆视听的嫌疑。你换个思路，基于频域（伯德图）去调试，思维就完全不同了！有兴趣我们可以私下交流。
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加TA为好友 发表于： 10:25:02 27楼
如何收藏帖子呢，学习一下
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加TA为好友 发表于： 18:55:23 28楼
这么多年过去了，PWM还是没成主流，关键是没有强力厂商推广，不然PWM确实是一种和脉冲方式一样低成本的解决方案
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