Istnieją trzy tryby sterowania serwomotorem: impulsowy, analogowy i komunikacyjny.Jak powinniśmy wybrać tryb sterowania serwomotorem w różnych scenariuszach aplikacji?
1. Tryb sterowania impulsowego serwomotoru
W niektórych małych, samodzielnych urządzeniach stosowanie sterowania impulsowego do pozycjonowania silnika powinno być najczęstszą metodą aplikacji.Ta metoda sterowania jest prosta i łatwa do zrozumienia.
Podstawowa idea sterowania: całkowita liczba impulsów określa przemieszczenie silnika, a częstotliwość impulsów określa prędkość silnika.Impuls jest wybierany, aby zrealizować sterowanie serwomotorem, otworzyć instrukcję serwomotoru i ogólnie pojawi się tabela podobna do poniższej:
Oba są sterowaniem impulsowym, ale implementacja jest inna:
Po pierwsze, sterownik otrzymuje dwa szybkie impulsy (A i B) i określa kierunek obrotów silnika na podstawie różnicy faz między dwoma impulsami.Jak pokazano na powyższym rysunku, jeśli faza B jest o 90 stopni szybsza niż faza A, jest to obrót do przodu;wtedy faza B jest o 90 stopni wolniejsza niż faza A, jest to odwrotny obrót.
Podczas pracy impulsy dwufazowe tego sterowania są naprzemienne, dlatego też tę metodę sterowania nazywamy sterowaniem różnicowym.Ma charakterystykę różnicową, która pokazuje również, że ta metoda sterowania, impuls sterujący ma wyższą zdolność przeciwzakłóceniową, w niektórych scenariuszach aplikacji z silnymi zakłóceniami ta metoda jest preferowana.Jednak w ten sposób jeden wał silnika musi zajmować dwa szybkie porty impulsowe, co nie jest odpowiednie w sytuacji, gdy szybkie porty impulsowe są ciasne
Po drugie, sterownik nadal otrzymuje dwa szybkie impulsy, ale te dwa szybkie impulsy nie istnieją w tym samym czasie.Kiedy jeden impuls jest w stanie wyjściowym, drugi musi być w stanie nieprawidłowym.Przy wyborze tej metody sterowania należy zapewnić, aby w tym samym czasie było tylko jedno wyjście impulsowe.Dwa impulsy, jedno wyjście działa w kierunku dodatnim, a drugie w kierunku ujemnym.Podobnie jak w powyższym przypadku, ta metoda również wymaga dwóch szybkich portów impulsowych dla jednego wału silnika.
Trzeci typ polega na tym, że do sterownika należy podać tylko jeden sygnał impulsowy, a działanie silnika do przodu i do tyłu jest określane przez sygnał IO jednego kierunku.Ta metoda sterowania jest prostsza do kontrolowania, a zajęcie zasobów szybkiego portu impulsowego jest również najmniejsze.Ogólnie rzecz biorąc, w małych systemach ta metoda może być preferowana.
Po drugie, metoda sterowania analogowego serwomotoru
W scenariuszu aplikacji, który wymaga użycia silnika serwo do realizacji sterowania prędkością, możemy wybrać wartość analogową do realizacji sterowania prędkością silnika, a wartość wartości analogowej określa prędkość obrotową silnika.
Istnieją dwa sposoby wyboru wielkości analogowej, prądu lub napięcia.
Tryb napięcia: wystarczy dodać określone napięcie do zacisku sygnału sterującego.W niektórych scenariuszach można nawet użyć potencjometru do uzyskania kontroli, co jest bardzo proste.Jednak napięcie jest wybierane jako sygnał sterujący.W złożonym środowisku napięcie łatwo ulega zakłóceniu, co skutkuje niestabilną kontrolą.
Tryb prądowy: wymagany jest odpowiedni moduł wyjściowy prądowy, ale sygnał prądowy ma silne zdolności przeciwzakłóceniowe i może być używany w złożonych scenariuszach.
3. Tryb sterowania komunikacją serwomotoru
Powszechnymi sposobami realizacji sterowania serwomotorem poprzez komunikację są CAN, EtherCAT, Modbus i Profibus.Wykorzystanie metody komunikacji do sterowania silnikiem jest preferowaną metodą sterowania w niektórych złożonych i dużych scenariuszach aplikacji systemowych.W ten sposób wielkość systemu i liczbę wałów silnika można łatwo dostosować bez skomplikowanego okablowania sterującego.Zbudowany system jest niezwykle elastyczny.
Po czwarte, część ekspansji
1. Sterowanie momentem obrotowym silnika serwo
Metoda kontroli momentu obrotowego polega na ustawieniu zewnętrznego wyjściowego momentu obrotowego wału silnika poprzez wejście zewnętrznej wielkości analogowej lub przypisanie adresu bezpośredniego.Specyficzna wydajność polega na tym, że na przykład, jeśli 10 V odpowiada 5 Nm, gdy zewnętrzna wielkość analogowa jest ustawiona na 5 V, wał silnika wynosi Wyjście wynosi 2,5 Nm.Jeśli obciążenie wału silnika jest mniejsze niż 2,5 Nm, silnik znajduje się w stanie przyspieszenia;gdy obciążenie zewnętrzne jest równe 2,5 Nm, silnik pracuje ze stałą prędkością lub jest w stanie zatrzymania;gdy obciążenie zewnętrzne jest większe niż 2,5 Nm, silnik znajduje się w stanie zwalniania lub przyspieszania do tyłu.Ustawiony moment obrotowy można zmienić, zmieniając ustawienie wielkości analogowej w czasie rzeczywistym lub wartość odpowiedniego adresu można zmienić za pomocą komunikacji.
Stosowany jest głównie w urządzeniach do nawijania i rozwijania, które mają surowe wymagania dotyczące siły materiału, takich jak urządzenia do nawijania lub urządzenia do ciągnięcia włókien optycznych.Ustawienie momentu obrotowego powinno być zmieniane w dowolnym momencie zgodnie ze zmianą promienia nawijania, aby zapewnić, że siła materiału nie zmieni się wraz ze zmianą promienia nawijania.zmienia się wraz z promieniem nawijania.
2. Sterowanie położeniem serwomotoru
W trybie sterowania pozycją prędkość obrotowa jest ogólnie określana przez częstotliwość zewnętrznych impulsów wejściowych, a kąt obrotu jest określany przez liczbę impulsów.Niektóre serwomechanizmy mogą bezpośrednio przypisywać prędkość i przemieszczenie poprzez komunikację.Ponieważ tryb pozycji może mieć bardzo ścisłą kontrolę nad prędkością i pozycją, jest powszechnie stosowany w urządzeniach pozycjonujących, obrabiarkach CNC, maszynach drukarskich i tak dalej.
3. Tryb prędkości silnika serwo
Prędkość obrotowa może być kontrolowana poprzez wejście wielkości analogowej lub częstotliwości impulsów.Tryb prędkości może być również używany do pozycjonowania, gdy zapewniona jest regulacja PID w pętli zewnętrznej górnego urządzenia sterującego, ale sygnał położenia silnika lub sygnał położenia obciążenia bezpośredniego musi być wysłany do górnego komputera.Informacje zwrotne do użytku operacyjnego.Tryb pozycji obsługuje również zewnętrzną pętlę obciążenia bezpośredniego w celu wykrycia sygnału pozycji.W tym czasie enkoder na końcu wału silnika wykrywa tylko prędkość silnika, a sygnał położenia jest dostarczany przez urządzenie do bezpośredniego wykrywania końca obciążenia końcowego.Zaletą tego jest to, że może zmniejszyć pośredni proces transmisji.Błąd zwiększa dokładność pozycjonowania całego systemu.
4. Porozmawiajcie o trzech pierścieniach
Serwo jest generalnie kontrolowane przez trzy pętle.Tak zwane trzy pętle to trzy systemy regulacji PID z ujemnym sprzężeniem zwrotnym w pętli zamkniętej.
Najbardziej wewnętrzna pętla PID to pętla prądowa, która jest całkowicie realizowana wewnątrz serwonapędu.Prąd wyjściowy każdej fazy silnika do silnika jest wykrywany przez urządzenie Halla, a ujemne sprzężenie zwrotne służy do regulacji ustawienia prądu dla regulacji PID, aby uzyskać prąd wyjściowy jak najbardziej zbliżony.Pętla prądowa równa ustawionemu prądowi steruje momentem obrotowym silnika, więc w trybie momentu obrotowego sterownik ma najmniejszą operację i najszybszą reakcję dynamiczną.
Druga pętla to pętla prędkości.Regulacja PID z ujemnym sprzężeniem zwrotnym jest wykonywana na podstawie wykrytego sygnału enkodera silnika.Wyjście PID w jego pętli jest bezpośrednio ustawieniem pętli prądowej, więc sterowanie pętlą prędkości obejmuje pętlę prędkości i pętlę prądu.Innymi słowy, każdy tryb musi używać bieżącej pętli.Bieżąca pętla jest podstawą sterowania.Podczas gdy prędkość i pozycja są kontrolowane, system faktycznie kontroluje prąd (moment obrotowy), aby uzyskać odpowiednią kontrolę prędkości i pozycji.
Trzecia pętla to pętla pozycji, która jest najbardziej zewnętrzną pętlą.Może być zbudowany między sterownikiem a enkoderem silnika lub między zewnętrznym sterownikiem a enkoderem silnika lub obciążeniem końcowym, w zależności od aktualnej sytuacji.Ponieważ wewnętrznym wyjściem pętli sterowania pozycją jest ustawienie pętli prędkości, w trybie sterowania pozycją system wykonuje operacje wszystkich trzech pętli.W tej chwili system ma największą ilość obliczeń i najwolniejszą dynamiczną szybkość odpowiedzi.
Powyżej pochodzą z Chengzhou News
Czas postu: 31-05-2022