Существует три режима управления серводвигателем: импульсный, аналоговый и коммуникационный.Как выбрать режим управления серводвигателем в различных сценариях применения?
1. Импульсный режим управления серводвигателем
В небольшом автономном оборудовании использование импульсного управления для реализации позиционирования двигателя должно быть наиболее распространенным методом применения.Этот метод управления прост и понятен.
Основная идея управления: общее количество импульсов определяет объем двигателя, а частота импульсов определяет скорость двигателя.Импульс выбирается для осуществления управления серводвигателем, откройте руководство серводвигателя, и обычно будет следующая таблица:
Оба имеют импульсное управление, но реализация отличается:
Во-первых, драйвер получает два высокоскоростных импульса (А и В) и определяет направление вращения двигателя по разности фаз между двумя импульсами.Как показано на рисунке выше, если фаза B на 90 градусов быстрее, чем фаза A, это вращение вперед;тогда фаза B на 90 градусов медленнее, чем фаза A, это обратное вращение.
Во время работы двухфазные импульсы этого управления чередуются, поэтому мы также называем этот способ управления дифференциальным управлением.Он имеет характеристики дифференциала, что также показывает, что этот метод управления импульсом управления имеет более высокую помехоустойчивость, в некоторых сценариях применения с сильными помехами этот метод предпочтительнее.Однако таким образом один вал двигателя должен занимать два высокоскоростных импульсных порта, что не подходит для ситуации, когда высокоскоростные импульсные порты герметичны.
Во-вторых, драйвер по-прежнему получает два высокоскоростных импульса, но эти два высокоскоростных импульса не существуют одновременно.Когда один импульс находится в состоянии вывода, другой должен быть в недопустимом состоянии.При выборе этого метода управления необходимо обеспечить наличие только одного импульсного выхода одновременно.Два импульса, один выход работает в положительном направлении, а другой работает в отрицательном направлении.Как и в приведенном выше случае, этот метод также требует двух высокоскоростных импульсных портов для одного вала двигателя.
Третий тип заключается в том, что драйверу необходимо подать только один импульсный сигнал, а работа двигателя вперед и назад определяется сигналом ввода-вывода одного направления.Этот способ управления проще в управлении, а также наименьшая занятость ресурса высокоскоростного импульсного порта.В общих небольших системах этот метод может быть предпочтительным.
Во-вторых, метод аналогового управления серводвигателем
В сценарии приложения, в котором необходимо использовать серводвигатель для реализации управления скоростью, мы можем выбрать аналоговое значение для реализации управления скоростью двигателя, а значение аналогового значения определяет рабочую скорость двигателя.
Есть два способа выбрать аналоговую величину, ток или напряжение.
Режим напряжения: вам нужно только добавить определенное напряжение на клемму управляющего сигнала.В некоторых сценариях вы даже можете использовать потенциометр для управления, что очень просто.Однако в качестве управляющего сигнала выбрано напряжение.В сложной среде напряжение легко нарушается, что приводит к нестабильному управлению.
Текущий режим: требуется соответствующий модуль вывода тока, но текущий сигнал обладает сильной защитой от помех и может использоваться в сложных сценариях.
3. Режим управления связью серводвигателя
Распространенными способами реализации управления серводвигателем посредством связи являются CAN, EtherCAT, Modbus и Profibus.Использование метода связи для управления двигателем является предпочтительным методом управления для некоторых сложных и больших системных приложений.Таким образом, размер системы и количество валов двигателя можно легко настроить без сложной проводки управления.Созданная система чрезвычайно гибкая.
В-четвертых, часть расширения
1. Управление крутящим моментом серводвигателя
Метод управления крутящим моментом заключается в установке внешнего выходного крутящего момента вала двигателя посредством ввода внешней аналоговой величины или назначения прямого адреса.Конкретная производительность заключается в том, что, например, если 10 В соответствует 5 Нм, когда внешняя аналоговая величина установлена на 5 В, выходной вал двигателя составляет 2,5 Нм.Если нагрузка на вал двигателя ниже 2,5 Нм, двигатель находится в состоянии ускорения;когда внешняя нагрузка равна 2,5 Нм, двигатель находится в состоянии постоянной скорости или остановлен;когда внешняя нагрузка превышает 2,5 Нм, двигатель находится в состоянии замедления или обратного ускорения.Установленный крутящий момент можно изменить, изменив настройку аналоговой величины в режиме реального времени, или значение соответствующего адреса можно изменить посредством связи.
Он в основном используется в устройствах для намотки и размотки, которые предъявляют строгие требования к силе материала, таких как устройства для намотки или оборудование для протяжки оптического волокна.Настройка крутящего момента должна быть изменена в любое время в соответствии с изменением радиуса намотки, чтобы гарантировать, что сила материала не изменится с изменением радиуса намотки.изменяется с радиусом намотки.
2. Контроль положения серводвигателя
В режиме управления положением скорость вращения обычно определяется частотой импульсов, поступающих извне, а угол поворота определяется количеством импульсов.Некоторые сервоприводы могут напрямую назначать скорость и перемещение через связь.Поскольку режим позиционирования может иметь очень строгий контроль над скоростью и положением, он обычно используется в устройствах позиционирования, станках с ЧПУ, печатном оборудовании и т. д.
3. Режим скорости серводвигателя
Скорость вращения можно контролировать с помощью ввода аналоговой величины или частоты импульсов.Скоростной режим также может использоваться для позиционирования, когда предусмотрено внешнее ПИД-регулирование верхнего устройства управления, но сигнал положения двигателя или сигнал положения прямой нагрузки должен быть отправлен на верхний компьютер.Обратная связь для оперативного использования.Режим положения также поддерживает внешний контур прямой нагрузки для обнаружения сигнала положения.В это время энкодер на конце вала двигателя определяет только скорость двигателя, а сигнал положения обеспечивается устройством прямого обнаружения конца конечной нагрузки.Преимущество этого заключается в том, что он может уменьшить промежуточный процесс передачи.Ошибка увеличивает точность позиционирования всей системы.
4. Расскажите о трех кольцах
Сервопривод обычно управляется тремя контурами.Так называемые три контура представляют собой три замкнутых ПИД-системы с отрицательной обратной связью.
Самый внутренний ПИД-контур — это токовый контур, который полностью выполняется внутри сервопривода.Выходной ток каждой фазы двигателя определяется устройством Холла, а отрицательная обратная связь используется для регулировки настройки тока для регулировки ПИД-регулятора, чтобы добиться максимально близкого выходного тока.Токовая петля, равная установленному току, управляет крутящим моментом двигателя, поэтому в режиме крутящего момента драйвер имеет наименьшую операцию и самый быстрый динамический отклик.
Вторая петля — петля скорости.Регулировка ПИД-регулятора с отрицательной обратной связью выполняется с помощью обнаруженного сигнала энкодера двигателя.Выход ПИД-регулятора в его контуре является непосредственно настройкой контура тока, поэтому управление контуром скорости включает контур скорости и контур тока.Другими словами, любой режим должен использовать токовую петлю.Токовый контур является основой управления.В то время как скорость и положение контролируются, система фактически управляет током (крутящим моментом) для обеспечения соответствующего управления скоростью и положением.
Третий цикл — это цикл положения, который является самым внешним циклом.Он может быть построен между драйвером и датчиком двигателя или между внешним контроллером и датчиком двигателя или конечной нагрузкой, в зависимости от фактической ситуации.Поскольку внутренним выходом контура управления положением является настройка контура скорости, в режиме управления положением система выполняет операции всех трех контуров.В это время система имеет наибольший объем вычислений и самую низкую скорость динамического отклика.
Выше из Chengzhou News
Время публикации: 31 мая 2022 г.