Existují tři režimy řízení servomotoru: pulzní, analogový a komunikační.Jak bychom měli zvolit režim řízení servomotoru v různých aplikačních scénářích?
1. Pulzní režim řízení servomotoru
V některých malých samostatných zařízeních by mělo být použití pulzního řízení k realizaci polohování motoru nejběžnější aplikační metodou.Tento způsob ovládání je jednoduchý a snadno pochopitelný.
Základní myšlenka ovládání: celkový počet impulzů určuje zdvih motoru a frekvence impulzů určuje rychlost motoru.Impuls je vybrán pro realizaci ovládání servomotoru, otevření manuálu servomotoru a obecně bude tabulka podobná následující:
Oba jsou pulzní ovládání, ale implementace je odlišná:
První je, že driver přijímá dva vysokorychlostní impulsy (A a B) a určuje směr otáčení motoru prostřednictvím fázového rozdílu mezi těmito dvěma impulsy.Jak je znázorněno na obrázku výše, pokud je fáze B o 90 stupňů rychlejší než fáze A, jedná se o rotaci dopředu;pak je fáze B o 90 stupňů pomalejší než fáze A, jde o obrácenou rotaci.
Za provozu jsou dvoufázové impulsy této regulace střídavé, proto této metodě regulace říkáme také diferenciální regulace.Má charakteristiku diferenciálu, což také ukazuje, že tato metoda řízení, řídicí impuls má vyšší schopnost proti rušení, v některých aplikačních scénářích se silným rušením je tato metoda preferována.Tímto způsobem však musí jeden hřídel motoru obsadit dva vysokorychlostní pulzní porty, což není vhodné pro situaci, kdy jsou vysokorychlostní pulzní porty těsné.
Za druhé, řidič stále přijímá dva vysokorychlostní impulsy, ale dva vysokorychlostní impulsy neexistují současně.Když je jeden impuls ve stavu výstupu, druhý musí být v neplatném stavu.Při volbě tohoto způsobu ovládání je třeba zajistit, aby byl současně k dispozici pouze jeden pulzní výstup.Dva impulsy, jeden výstup běží v kladném směru a druhý v záporném směru.Stejně jako ve výše uvedeném případě i tento způsob vyžaduje dva vysokorychlostní pulzní porty pro jeden hřídel motoru.
Třetím typem je, že ovladači musí být předán pouze jeden pulzní signál a chod motoru vpřed a vzad je určen jednosměrným IO signálem.Tento způsob řízení je jednodušší na ovládání a zabírání zdrojů vysokorychlostního pulzního portu je také nejmenší.V malých systémech může být tato metoda preferována.
Za druhé, metoda analogového řízení servomotoru
V aplikačním scénáři, který potřebuje k realizaci řízení rychlosti použít servomotor, můžeme zvolit analogovou hodnotu pro realizaci řízení rychlosti motoru a hodnota analogové hodnoty určuje rychlost chodu motoru.
Existují dva způsoby, jak vybrat analogovou veličinu, proud nebo napětí.
Napěťový režim: Na svorku řídicího signálu stačí přidat určité napětí.V některých scénářích můžete dokonce použít potenciometr k dosažení ovládání, což je velmi jednoduché.Jako řídicí signál je však zvoleno napětí.Ve složitém prostředí se napětí snadno naruší, což má za následek nestabilní ovládání.
Proudový režim: Je vyžadován odpovídající proudový výstupní modul, ale proudový signál má silnou odolnost proti rušení a lze jej použít ve složitých scénářích.
3. Režim řízení komunikace servomotoru
Běžné způsoby realizace řízení servomotoru prostřednictvím komunikace jsou CAN, EtherCAT, Modbus a Profibus.Použití komunikační metody k řízení motoru je preferovanou řídicí metodou pro některé scénáře složitých a rozsáhlých systémových aplikací.Tímto způsobem lze snadno přizpůsobit velikost systému a počet hřídelí motoru bez složité řídicí kabeláže.Vybudovaný systém je extrémně flexibilní.
Za čtvrté, rozšiřující část
1. Řízení momentu servomotoru
Metodou řízení momentu je nastavení externího výstupního momentu hřídele motoru prostřednictvím vstupu externí analogové veličiny nebo přiřazení přímé adresy.Specifický výkon je takový, že například pokud 10V odpovídá 5Nm, když je externí analogová veličina nastavena na 5V, hřídel motoru je Výstup je 2,5Nm.Pokud je zatížení hřídele motoru nižší než 2,5 Nm, motor je ve stavu zrychlení;když se vnější zatížení rovná 2,5 Nm, motor je v konstantní rychlosti nebo ve stavu zastavení;když je vnější zatížení vyšší než 2,5 Nm, motor je ve stavu zpomalení nebo obráceného zrychlení.Nastavený krouticí moment lze změnit změnou nastavení analogové veličiny v reálném čase nebo lze změnit hodnotu odpovídající adresy prostřednictvím komunikace.
Používá se hlavně v navíjecích a odvíjecích zařízeních, která mají přísné požadavky na sílu materiálu, jako jsou navíjecí zařízení nebo zařízení pro tahání optických vláken.Nastavení krouticího momentu by se mělo kdykoli změnit podle změny poloměru navíjení, aby se zajistilo, že se změnou poloměru navíjení se síla materiálu nezmění.se mění s poloměrem vinutí.
2. Řízení polohy servomotoru
V režimu řízení polohy je rychlost otáčení obecně určena frekvencí externích vstupních impulsů a úhel natočení je určen počtem impulsů.Některá serva mohou přímo přiřazovat rychlost a zdvih prostřednictvím komunikace.Protože režim polohy může mít velmi přísnou kontrolu nad rychlostí a polohou, obecně se používá v polohovacích zařízeních, CNC obráběcích strojích, tiskařských strojích a tak dále.
3. Režim rychlosti servomotoru
Rychlost otáčení může být řízena vstupem analogové veličiny nebo pulzní frekvence.Rychlostní režim lze také použít pro polohování, když je zajištěno PID řízení vnější smyčky horního řídicího zařízení, ale signál polohy motoru nebo signál polohy přímé zátěže musí být odeslán do horního počítače.Zpětná vazba pro provozní použití.Režim polohy také podporuje vnější smyčku přímého zatížení pro detekci signálu polohy.V tomto okamžiku kodér na konci hřídele motoru detekuje pouze otáčky motoru a signál polohy je poskytován zařízením pro přímou detekci konce zatížení.Výhodou toho je, že může snížit meziproces přenosu.Chyba zvyšuje přesnost polohování celého systému.
4. Mluvte o třech prstenech
Servo je obecně řízeno třemi smyčkami.Takzvané tři smyčky jsou tři regulační systémy PID s negativní zpětnou vazbou s uzavřenou smyčkou.
Nejvnitřnější PID smyčka je proudová smyčka, která je kompletně realizována uvnitř servobudiče.Výstupní proud každé fáze motoru k motoru je detekován Hallovým zařízením a záporná zpětná vazba se používá k úpravě nastavení proudu pro nastavení PID tak, aby se výstupní proud co nejvíce přiblížil.Proudová smyčka, která se rovná nastavenému proudu, řídí točivý moment motoru, takže v režimu točivého momentu má driver nejmenší chod a nejrychlejší dynamickou odezvu.
Druhá smyčka je rychlostní smyčka.Nastavení PID se zápornou zpětnou vazbou se provádí prostřednictvím detekovaného signálu kodéru motoru.Výstup PID v jeho smyčce je přímo nastavením proudové smyčky, takže řízení rychlostní smyčky zahrnuje rychlostní smyčku a proudovou smyčku.Jinými slovy, každý režim musí používat proudovou smyčku.Proudová smyčka je základem řízení.Zatímco rychlost a poloha jsou řízeny, systém ve skutečnosti řídí proud (točivý moment), aby bylo dosaženo odpovídající kontroly rychlosti a polohy.
Třetí smyčka je polohová smyčka, která je nejvzdálenější smyčkou.V závislosti na aktuální situaci může být zkonstruován mezi driverem a enkodérem motoru nebo mezi externím ovladačem a enkodérem motoru nebo koncovou zátěží.Protože interním výstupem smyčky polohového řízení je nastavení rychlostní smyčky, v režimu polohového řízení systém provádí operace všech tří smyček.V tomto okamžiku má systém největší objem výpočtů a nejnižší rychlost dynamické odezvy.
Výše pocházejí z Chengzhou News
Čas odeslání: 31. května 2022