电机的组成仿佛在诉说伺服电机有三种心意不同的控制方式
导语:电机控制的三种心法,选择哪一路需看客户的意愿。模拟量控制适合速度和转矩,脉冲信号则是位置精准之选。具体而言,应根据需求来定制运动功能。
如果您对电机的速度与位置都不设限,只需稳定的转矩,则用转矩模式为佳。如果对精度有所要求,但实时性能不在话下,转矩模式略显不足,而速度或位置模式更为合适。当上位系统具备优秀闭环控制能力时,用速度控制效果最佳。如果条件较为宽松且无高实时性要求,则采用位置控制方式即可。
从伺服驱动器响应角度考虑,转矩模式运算最少,其响应最快;而位置模式运算最大,对于输入信号响应也最慢。在追求高动态性能的情况下,当本身处理速率较慢(如PLC或低端运动)时,可采用位置方式进行控制。而当处理速率较快(中高端运动),则可使用速度方式,将位置环移至上位设备减轻驱动器负担并提高效率;若能提供更先进的上位系统,还可尝试转矩方式,这通常属于高端专用的领域,并且在此情况下完全可以不使用伺服电机。
一般来说,一款好的驱动器如何表现,每个厂家都自我吹嘘,但现在有一种直观比较方法,即响应带宽。当以脉冲发生器发射方波给予电机连续正反旋调频,使示波器显示扫频信号,当包络线顶点达到最高值70.7%时表示失步,此刻频率的高低便能体现出谁产品更强大,大多数电流环能够达1000Hz以上,而速度环只能做到几十赫兹。
1、转矩控制:通过外部模拟量输入或直接地址赋值设置输出轴上的力矩大小,如10V对5Nm,如果设定5V输出2.5Nm,在负载低于2.5Nm时正转,在等于2.5Nm时不移动,大于2.5Nm反向旋转。此类应用主要用于缠绕装置及放卷设备,以确保材质受力恒定,不随半径变化而改变。
2、位置控制:通过外部脉冲频率确定旋转速度,或通过脉冲数量确定旋轉角度,有些伺服支持通讯赋值速度和位移。这使得它适用于需要严格精度定位的场景,如数控车床印刷机械等。
3、速度模式:通过模拟量输入或脉冲频率均可实现旋轉速力的调整,上位PID闭环支持该操作。但必须将编码器数据反馈至上位,以进行计算。此外,编码器仅检测轴面端编码信息,无需传感其它数据,这样做优点在减少误差增加整体精度。
4、三环循环讨论:伺服通常包含三个闭环PID调节系统,最内层的是电流环由驱动内部完成,它基于霍尔探测每相输出当前流量,与设定流量之间建立负反馈关系以实现接近设定的目标,是输出力矩核心过程。在所有操作中驱动员加载最小且反应时间极短。
第二层是主次分明地构建了一个基于编码者信号构成的一圈,这里PID工作产生的一个结果就是设置给内层循环,因此任何一种操作都要同时执行两圈,那意味着同时保持了两个方面的修正与调节——那就是除了被实际物理环境所影响之下的实际行动还有关于那些实际行动本身的一种预期把握。
最后第三圈是具有灵活性的,可以是在变压器和编码子间建立,也可以是在远程站点和变压器以及终端负载之间建立取决于具体情境。因为这个部分产生的一个结果就是将之前两部分产生出的东西作为新的基础去开始新的思考,从而让我们更加深入地理解整个程序中的运行状态。这是一个非常复杂但又不可避免的问题,因为这是如何获得一个真正完美无瑕、高效运行且不会出现故障的关键问题之一。
因此,我们应该根据我们的具体需求来决定我们想要采用的策略。在一些简单的情况下,我们可能会选择只用其中一种类型;然而,在许多其他情况下,我们可能需要结合这三种策略来创造出一个既强大又灵活,又能够满足各种各样的需求的情况。这涉及到很多细微之处,比如说,你是否想让你的系统能够快速反应?你是否希望你的系统能够保持长久耐用?你是否希望你的系统能够拥有高度灵活性?
总结来说,要想获得理想化解决方案,你必须首先明白你的需求是什么,然后再选择正确路径。你不能光凭理论知识就能做好这一切。你还需要大量经验,以及不断学习新技术和新工具才行。我建议阅读更多相关书籍或者参加专业课程来加深理解,同时不要忘记实践也是检验真知的一个重要途径。
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