3 режима управления серводвигателем | MachineMFG

3 режима управления серводвигателем

0
(0)

1. Режим импульсного управления серводвигателем

В некоторых небольших автономных устройствах выбор импульсного управления для реализации позиционирования двигателя является наиболее распространенным способом применения.

Этот режим управления прост и понятен.

Основная идея управления: Общее количество импульсов определяет перемещение двигателя, а частота импульсов - скорость вращения двигателя.

Импульс выбирается для управления серводвигателем.

Откройте руководство по эксплуатации серводвигателя, и там будет следующая таблица:

Форма командного импульсаНазвание сигналаПоложительная команда направленияКоманда отрицательного направления
90-битная разность фаз

 

2-фазный импульс A + B фаза

ЗНАК ПУЛЬСА

B на 90 градусов быстрее, чем фаза a

B на 90 градусов медленнее, чем фаза a

Положительная последовательность импульсов + отрицательная последовательность импульсовЗНАК ПУЛЬСА

Импульс + символЗНАК ПУЛЬСА

Оба устройства управляются импульсами, но метод их реализации различен:

Сначала драйвер получает два (a, b) высокоскоростных импульса и определяет направление вращения двигатель через разность фаз двух импульсов.

Как показано на рисунке выше, если B на 90 градусов быстрее, чем фаза a, это положительное вращение; если B на 90 градусов медленнее, чем фаза a, это обратное вращение.

Во время работы двухфазные импульсы при таком управлении чередуются, поэтому мы также называем этот метод управления дифференциальным.

Он имеет дифференциальные характеристики, что также показывает, что этот режим управления обладает более высокой способностью противостоять помехам.

В некоторых сценариях применения с сильными помехами этот режим предпочтительнее.

Однако в этом случае вал двигателя должен занимать два высокоскоростных импульсных порта, что неприменимо к натяжению высокоскоростного импульсного порта.

Во-вторых, драйвер по-прежнему получает два высокоскоростных импульса, но оба высокоскоростных импульса существуют не одновременно.

Когда один импульс находится в состоянии выхода, другой должен находиться в состоянии недопустимости.

При выборе этого режима управления необходимо обеспечить одновременный выход только одного импульса.

Два импульса, один выводится в положительном направлении, другой - в отрицательном.

Как и в вышеописанном случае, в этом режиме также используется вал двигателя, которому необходимо занять два высокоскоростных импульсных порта.

В-третьих, на драйвер необходимо подавать только один импульсный сигнал, и работа двигателя в прямом и обратном направлении определяется однонаправленным сигналом IO.

Этот метод управления проще, а ресурс высокоскоростного импульсного порта занимает меньше всего.

В небольших системах этот метод может быть предпочтительнее.

2. Режим аналогового управления серводвигателем

В сценарии применения, где серводвигатель должен использоваться для управления скоростью, мы можем выбрать аналоговый параметр для управления скоростью двигателя.

Значение аналоговой величины определяет скорость вращения двигателя.

Аналоговая величина может быть выбрана двумя способами: ток или напряжение.

Режим напряжения:

Вам нужно только добавить определенное напряжение на конец управляющего сигнала.

В некоторых случаях для управления можно даже использовать потенциометр, что очень просто.

Однако, когда в качестве управляющего сигнала выбирается напряжение, в условиях сложной окружающей среды напряжение легко может быть нарушено, что приведет к нестабильному управлению.

Текущий режим:

Требуется соответствующий модуль токового выхода, но токовый сигнал обладает сильной защитой от помех и может использоваться в сложных сценах.

3. Режим управления связью с серводвигателем

К распространенным способам реализации управления серводвигателями с помощью коммуникаций относятся can, EtherCAT, MODBUS и PROFIBUS.

Использование связи для управления двигателем является предпочтительным методом управления в некоторых сложных и масштабных сценариях применения систем.

Таким образом, размер системы и количество валов двигателя легко сокращаются, а сложная проводка управления отсутствует. Созданная система обладает высокой гибкостью.

4. Расширение

1. Управление крутящим моментом серводвигателя

Режим управления моментом заключается в установке внешнего выходного момента вала двигателя через вход внешней аналоговой величины или прямое назначение адреса.

Например, если 10 В соответствует 5 нм, то при установке внешнего аналогового параметра на 5 В выходной сигнал вала двигателя составит 2,5 нм.

Если нагрузка на вал двигателя меньше 2,5 нм, двигатель вращается вперед, двигатель не вращается, когда внешняя нагрузка равна 2,5 нм, и двигатель реверсирует, когда она больше 2,5 нм (обычно при гравитационной нагрузке).

Установленный крутящий момент может быть изменен путем изменения настройки аналоговой величины в реальном времени или путем изменения значения соответствующего адреса через связь.

В основном используется в устройствах для намотки и размотки, где предъявляются жесткие требования к напряжению материалов, например, в намоточных устройствах или оборудовании для протяжки оптического волокна.

Настройка крутящего момента должна изменяться в любое время в зависимости от изменения радиуса намотки, чтобы напряжение материалов не менялось при изменении радиуса намотки.

2. Управление положением серводвигателя

В режиме управления положением скорость вращения обычно определяется частотой внешних входных импульсов, а угол поворота - количеством импульсов.

Некоторые сервоприводы могут присваивать значения скорости и перемещения непосредственно через связь.

Поскольку режим позиционирования позволяет строго контролировать скорость и положение, он обычно используется в устройствах позиционирования, станок с ЧПУ инструменты, печатное оборудование и так далее.

3. Режим скорости вращения серводвигателя

Скорость вращения можно регулировать с помощью аналогового сигнала или частоты импульсов.

При наличии внешнего контура ПИД-регулирования верхнего устройства управления режим скорости также может быть позиционирован, но сигнал положения двигателя или сигнал положения прямой нагрузки должен быть подан обратно на верхний компьютер для работы.

Режим позиционирования также поддерживает внешнее кольцо с прямой нагрузкой для обнаружения сигнала положения.

В это время энкодер на конце вала двигателя определяет только скорость вращения двигателя, а сигнал положения поступает от устройства прямого обнаружения на конце конечной нагрузки.

Преимущество этого метода заключается в том, что он позволяет уменьшить ошибку в процессе промежуточной передачи данных и повысить точность позиционирования всей системы.

4. Около третьей петли

Сервопривод обычно управляется тремя контурами. Так называемые три контура - это три замкнутые системы ПИД-регулирования с отрицательной обратной связью.

Самый внутренний контур ПИД является контуром токакоторый полностью осуществляется внутри сервопривод.

Выходной ток каждой фазы от драйвера к двигателю определяется через устройство Холла, и отрицательная обратная связь устанавливается на ток для ПИД-регулировки, чтобы выходной ток был как можно ближе к заданному току.

Токовая петля управляет моментом двигателя, поэтому расчеты драйвера наименьшие в режиме момента и имеют самый быстрый динамический отклик.

Вторая петля - это петля скорости.

ПИД-регулирование с отрицательной обратной связью осуществляется по сигналу энкодера двигателя.

Выход ПИД-регулятора в контуре напрямую зависит от настроек контура тока. Таким образом, управление контуром скорости включает в себя контур скорости и контур тока.

Другими словами, контур тока должен использоваться в любом режиме, и контур тока является основой управления.

При одновременном управлении скоростью и положением система фактически управляет током (моментом) для достижения соответствующего управления скоростью и положением.

Третий цикл - позиционный цикл, который является крайним.

Он может быть встроен между драйвером и датчиком двигателя, или между внешним контроллером и датчиком двигателя или конечной нагрузкой, в зависимости от реальной ситуации.

Поскольку внутренний выход контура регулирования положения является настройкой контура скорости, система выполняет работу всех трех контуров в режиме регулирования положения.

В это время система имеет самый большой объем работы и самую низкую скорость динамического отклика.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх