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本文介绍了一种采用交流伺服系统作为脊柱治疗设备驱动源的产品设计,目的是通过将工业控制领域中的交流伺服系统技术应用到椎间盘突出症的快速牵引治疗设备中,从而避免现有快速牵引设备所使用的液压系统存在的控制精度和快速响应差、系统能量损耗大、部件使用寿命短、系统维护成本高以及其弊端带来的临床治疗效果不很理想等问题。 伺服系统属于自动控制系统中的一种,它用来控制被控对象的转角或位移,使其能自动地、连续地、精确地实现输入指令的变化规律。它通常是具有负反馈的闭环控制系统,有的场合也可以用开环控制来实现其功能。在实际应用中一般以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。使用在伺服系统中的驱动电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量较大等特点,该类电机的专用驱动单元称为伺服驱动单元,一般其内部包括转矩(电流)、速度和/或位置闭环。其工作原理简单的说就是在开环控制的交直流电机的基础上将速度和位置信号通过旋转编码器、旋转变压器等反馈给驱动器做闭环负反馈的PID调节控制。再加上驱动器内部的电流闭环,通过这3个闭环调节,使电机的输出对设定值追随的准确性和时间响应特性都提高很多。伺服系统是个动态的随动系统,达到的稳态平衡也是动态的平衡。 电动伺服脊柱治疗机采用了微型计算机和多功能数据采集卡作为控制平台;采用伺服驱动器控制和驱动设备的各种动作;采用低惯量伺服电机作为执行机构;采用脉冲计数控制方式;限位开关空间定位;距离、力量双重指标限定;软件采用Visual C++编程;床体外形采用悬臂式结构和人体工学设计。 交流永磁伺服驱动系统,能提供最高水平的动态响应和扭矩密度。新型的交流伺服驱动系统为闭环控制,其控制回路采用高速数字信号处理器,可以高速、高精度地完成各种复杂控制的运算,采用强健性控制技术,使得伺服电机的低速特性更佳,配合增益自动调整,指令平滑功能的设计,软件分析与监控,使得低惯量交流伺服电机可以实现高响应、高精度、高可靠的性能。