Існує три режими керування сервомотором: імпульсний, аналоговий і комунікаційний.Як вибрати режим керування сервомотором у різних сценаріях застосування?
1. Імпульсний режим керування серводвигуном
У деяких невеликих автономних обладнаннях використання імпульсного керування для реалізації позиціонування двигуна повинно бути найпоширенішим методом застосування.Цей спосіб контролю простий і зрозумілий.
Основна ідея керування: загальна кількість імпульсів визначає об’єм двигуна, а частота імпульсів визначає швидкість двигуна.Імпульс вибрано для реалізації керування серводвигуном, відкрийте керівництво серводвигуна, і загалом буде така таблиця:
Обидва є імпульсним керуванням, але реалізація відрізняється:
Перший полягає в тому, що драйвер отримує два високошвидкісні імпульси (A і B) і визначає напрямок обертання двигуна через різницю фаз між двома імпульсами.Як показано на малюнку вище, якщо фаза B на 90 градусів швидша за фазу A, це обертання вперед;тоді фаза B на 90 градусів повільніша за фазу A, це зворотне обертання.
Під час роботи двофазні імпульси цього керування чергуються, тому ми також називаємо цей спосіб керування диференціальним керуванням.Він має характеристики диференціалу, що також показує, що цей метод керування, керуючий імпульс має вищу здатність протидіяти перешкодам, у деяких прикладних сценаріях із сильними перешкодами цей метод є кращим.Однак таким чином один вал двигуна повинен займати два високошвидкісні імпульсні порти, що не підходить для ситуації, коли високошвидкісні імпульсні порти затиснуті
По-друге, драйвер все ще отримує два високошвидкісні імпульси, але два високошвидкісні імпульси не існують одночасно.Коли один імпульс знаходиться у вихідному стані, інший має бути в недійсному стані.Коли вибрано цей спосіб керування, необхідно забезпечити одночасний вихід лише одного імпульсу.Два імпульси, один вихід йде в позитивному напрямку, а інший - у негативному.Як і в наведеному вище випадку, цей метод також вимагає двох високошвидкісних імпульсних портів для одного вала двигуна.
Третій тип полягає в тому, що драйверу потрібно надати лише один імпульсний сигнал, а робота двигуна в прямому та зворотному напрямку визначається сигналом IO в одному напрямку.Цей метод управління простіше в управлінні, а ресурс високошвидкісного імпульсного порту також найменший.Загалом у невеликих системах цей метод може бути кращим.
По-друге, аналоговий метод керування сервомотором
У прикладному сценарії, який потребує використання серводвигуна для реалізації регулювання швидкості, ми можемо вибрати аналогове значення для реалізації керування швидкістю двигуна, а значення аналогового значення визначає швидкість обертання двигуна.
Є два способи вибрати аналогову величину: струм або напругу.
Режим напруги: Вам потрібно лише додати певну напругу до клеми сигналу керування.У деяких сценаріях ви навіть можете використовувати потенціометр для досягнення контролю, що дуже просто.Проте в якості керуючого сигналу вибирається напруга.У складному середовищі напруга легко порушується, що призводить до нестабільного керування.
Поточний режим: потрібен відповідний модуль струмового виведення, але поточний сигнал має сильну здатність протидіяти перешкодам і може використовуватися в складних сценаріях.
3. Режим керування зв'язком серводвигуна
Поширеними способами реалізації керування серводвигуном за допомогою зв’язку є CAN, EtherCAT, Modbus і Profibus.Використання методу зв’язку для керування двигуном є кращим методом керування для деяких складних і великих системних сценаріїв.Таким чином, розмір системи та кількість валів двигуна можна легко підібрати без складної проводки керування.Побудована система надзвичайно гнучка.
По-четверте, частина розширення
1. Керування крутним моментом серводвигуна
Метод керування крутним моментом полягає у встановленні зовнішнього вихідного крутного моменту вала двигуна через введення зовнішньої аналогової величини або призначення прямої адреси.Специфічна продуктивність полягає в тому, що, наприклад, якщо 10 В відповідає 5 Нм, коли зовнішня аналогова величина встановлена на 5 В, вихідний вал двигуна становить 2,5 Нм.Якщо навантаження на вал двигуна менше 2,5 Нм, двигун знаходиться в стані прискорення;коли зовнішнє навантаження дорівнює 2,5 Нм, двигун знаходиться в стані постійної швидкості або зупинки;коли зовнішнє навантаження перевищує 2,5 Нм, двигун знаходиться в стані сповільнення або зворотного прискорення.Встановлений крутний момент можна змінити, змінивши налаштування аналогової величини в режимі реального часу, або значення відповідної адреси можна змінити за допомогою зв’язку.
Він в основному використовується в пристроях для намотування та розмотування, які мають суворі вимоги до сили матеріалу, таких як пристрої для намотування або обладнання для витягування оптичного волокна.Налаштування крутного моменту слід змінювати в будь-який час відповідно до зміни радіуса намотування, щоб переконатися, що сила матеріалу не зміниться зі зміною радіуса намотування.змінюється з радіусом намотування.
2. Контроль положення серводвигуна
У режимі керування положенням швидкість обертання зазвичай визначається частотою зовнішніх вхідних імпульсів, а кут повороту визначається кількістю імпульсів.Деякі сервоприводи можуть безпосередньо призначати швидкість і переміщення за допомогою зв’язку.Оскільки режим позиціонування може мати дуже жорсткий контроль над швидкістю та положенням, він зазвичай використовується в пристроях позиціонування, верстатах з ЧПК, друкарському обладнанні тощо.
3. Швидкісний режим сервомотора
Швидкістю обертання можна керувати за допомогою введення аналогової величини або частоти імпульсу.Швидкісний режим також можна використовувати для позиціонування, коли забезпечується ПІД-регулювання зовнішнього контуру верхнього пристрою керування, але сигнал положення двигуна або сигнал положення прямого навантаження має надсилатися на верхній комп’ютер.Зворотній зв'язок для оперативного використання.Режим розташування також підтримує зовнішній контур прямого навантаження для визначення сигналу положення.У цей час кодер на кінці вала двигуна визначає лише швидкість двигуна, а сигнал позиції надається пристроєм прямого визначення кінцевого кінця навантаження.Перевагою цього є те, що це може зменшити проміжний процес передачі.Помилка підвищує точність позиціонування всієї системи.
4. Розповідь про три перстені
Сервопривід зазвичай керується трьома контурами.Так звані три контури – це три замкнуті системи ПІД-регулювання з негативним зворотним зв’язком.
Внутрішній контур ПІД - це контур струму, який повністю виконується всередині драйвера сервоприводу.Вихідний струм від кожної фази двигуна до двигуна визначається пристроєм Холла, а негативний зворотний зв’язок використовується для налаштування параметрів струму для налаштування ПІД-регулятора, щоб досягти максимально близького вихідного струму.Дорівнює встановленому струму, контур струму контролює крутний момент двигуна, тому в режимі крутного моменту драйвер має найменшу операцію та найшвидшу динамічну реакцію.
Друга петля – петля швидкості.Регулювання ПІД-регулятора негативного зворотного зв'язку виконується за допомогою виявленого сигналу кодера двигуна.Вихід ПІД-регулятора в його контурі є безпосередньо налаштуванням контуру струму, тому керування контуром швидкості включає контур швидкості та контур струму.Іншими словами, будь-який режим повинен використовувати поточний цикл.Струмова петля є основою керування.У той час як швидкість і положення контролюються, система фактично контролює струм (крутний момент) для досягнення відповідного контролю швидкості і положення.
Третя петля - це петля позиції, яка є крайньою петлею.Він може бути побудований між драйвером і кодувальником двигуна або між зовнішнім контролером і датчиком двигуна або кінцевим навантаженням, залежно від фактичної ситуації.Оскільки внутрішнім виходом контуру керування положенням є налаштування контуру швидкості, у режимі керування положенням система виконує операції всіх трьох контурів.У цей час система має найбільший обсяг обчислень і найнижчу швидкість динамічного відгуку.
Вище надійшло з Chengzhou News
Час публікації: 31 травня 2022 р