Yra trys servovariklio valdymo režimai: impulsinis, analoginis ir ryšio valdymas. Kaip pasirinkti servo variklio valdymo režimą įvairiuose taikymo scenarijuose?
1. Servo variklio impulsų valdymo režimas
Kai kuriose mažose atskirose įrangose impulsų valdymas variklio padėties nustatymui turėtų būti dažniausiai naudojamas, šis valdymo režimas yra paprastas, lengvai suprantamas. Pagrindinė valdymo idėja: bendras impulsas lemia variklio poslinkį, impulsų dažnis – variklio greitį. Impulsas parenkamas taip, kad būtų galima valdyti servovariklį. Atidarykite servo variklio vartotojo vadovą, ten bus tokia lentelė:
Abu yra valdomi impulsu, tačiau įgyvendinimas skiriasi:
Pirma, vairuotojas gauna du didelio greičio impulsus (A, B) ir nustato variklio sukimosi kryptį pagal fazių skirtumą tarp dviejų impulsų. Aukščiau pateiktame paveikslėlyje, jei B yra 90 laipsnių greitesnis už A fazę, tai teigiama. Jei B yra 90 laipsnių lėtesnis už A, jis yra apverstas. Veikiant du šio valdymo faziniai impulsai yra kintami, todėl šį valdymo režimą taip pat vadiname diferenciniu valdymu. Jis turi skirtumų charakteristikas, kurios taip pat rodo, kad šis valdymo režimas, valdymo impulsas turi didesnę anti-interferencijos galimybę, kai kuriuose taikymo scenarijuose su stipriais trukdžiais šis režimas yra pageidaujamas. Tačiau tokiu būdu variklio velenas turi užimti du didelės spartos impulsų prievadus, o tai yra nepatogu įtemptai didelės spartos impulsų prievado situacijai.
Antra, vairuotojas vis tiek gauna du didelės spartos impulsus, tačiau dviejų greitųjų impulsų tuo pačiu metu nėra. Kai vienas impulsas yra išvesties būsenoje, kitas turi būti netinkamos būsenos. Renkantis šį valdymo režimą, svarbu užtikrinti, kad vienu metu būtų išvedamas tik vienas impulsas. Du impulsai, vienas išėjimas teigiamai krypčiai, kitas neigiamai. Kaip ir aukščiau pateiktu atveju, šis režimas taip pat yra variklio velenas, kuris turi užimti dvi didelės spartos impulsų prievadus.
Trečia, vairuotojui reikia duoti tik vieną impulsinį signalą, o teigiamą ir neigiamą variklio veikimą lemia IO signalas viena kryptimi. Šis valdymo režimas yra paprastesnis ir užima mažiausiai didelės spartos impulsų prievado resursų. Įprastoje mažoje sistemoje tai yra pageidautina.
2. Servo variklio modeliavimo valdymo režimas
Taikymo scenarijuje, kai greičio valdymui reikia naudoti servo variklį, galime pasirinkti analoginį kiekį, kad būtų galima valdyti variklio greitį, analoginio kiekio vertė nustato variklio veikimo greitį. Analoginį dydį galima pasirinkti dviem būdais: srovė arba įtampa. Įtampos režimas, tik reikia pridėti tam tikrą įtampą valdymo signalo gale. Diegimas yra paprastas, kai kuriais atvejais valdymui naudojamas potenciometras. Tačiau kai įtampa naudojama kaip valdymo signalas, sudėtingoje aplinkoje įtampą lengva trikdyti, todėl valdymas tampa nestabilus. Srovės režimas: reikalingas atitinkamas srovės išvesties modulis. Tačiau dabartinis signalas turi stiprią apsaugą nuo trukdžių ir gali būti naudojamas sudėtingose scenose.
3. Servo variklio ryšio valdymo režimas
CAN, EtherCAT, Modbus ir Profibus yra įprasti būdai, kaip realizuoti servo variklio valdymą ryšio priemonėmis. Variklio valdymas ryšio priemonėmis yra tinkamiausias valdymo būdas kai kuriuose sudėtinguose ir dideliuose sistemos taikymo scenarijuose. Naudojant ryšio režimą, sistemos dydį, variklio velenų skaičių lengva pjauti, nėra sudėtingų valdymo laidų. Sukurta sistema itin lanksti.
Servo variklio greičio ir sukimo momento valdymas yra valdomi analoginiu kiekiu. Padėties valdymas valdomas siunčiant impulsus. Konkretus valdymo režimas turėtų būti parinktas pagal klientų reikalavimus ir atitikti judėjimo funkciją. Jei neturite jokių reikalavimų dėl variklio greičio ir padėties, tol, kol pastovaus sukimo momento išvestis, žinoma, yra sukimo momento režimas.
Jei padėtis ir greitis turi tam tikrus tikslumo reikalavimus, o realaus laiko sukimo momentas nėra labai svarbus, sukimo momento režimas nėra labai patogus, greičio arba padėties režimas yra geresnis. Jei viršutinis valdiklis turi gerą uždarojo ciklo valdymo funkciją, greičio valdymo poveikis bus geresnis. Jei reikalavimai nėra labai aukšti arba nėra realaus laiko reikalavimo, padėties valdymo režimas nekelia aukštų reikalavimų viršutiniam valdikliui.
Kalbant apie servo tvarkyklės reakcijos greitį, sukimo momento režimas reikalauja mažiausiai skaičiavimų, o vairuotojas greičiausiai reaguoja į valdymo signalą. Padėties režimas turi daugiausiai skaičiavimų, o vairuotojo reakcija į valdymo signalą yra lėčiausia.
Variklį reikia reguliuoti realiu laiku, kai reikalingas dinaminis veikimas judant. Taigi, jei pats valdiklis yra lėtas (pvz., PLC arba žemos klasės judesio valdiklis), naudokite padėties valdymą. Jei valdiklis turi didelį skaičiavimo greitį, padėties žiedas gali būti perkeltas nuo vairuotojo prie valdiklio tokiu greičiu, kad sumažintumėte vairuotojo darbo krūvį ir pagerintumėte efektyvumą (pvz., dauguma vidutinių ir aukščiausios klasės judesių valdiklių); Jei turite geresnį viršutinį valdiklį, taip pat galite naudoti sukimo momento valdymą, greičio kilpa taip pat pašalinama iš pavaros, paprastai tai gali padaryti tik aukščiausios klasės specialus valdiklis, ir šiuo metu nereikia naudoti servo variklis.
Paprastai tariant, vairuotojo valdymas nėra geras, kiekvienas gamintojas sako, kad jiems sekasi geriausiai, tačiau dabar yra intuityvesnis palyginimo būdas, vadinamas atsako dažnių juostos plotis. Kai reguliuojamas sukimo momentas arba greičio valdymas, impulsų generatoriui duodamas kvadratinės bangos signalas, kad variklis nuolat suktųsi ir suktųsi atgal bei nuolat reguliuotų dažnį. Tai, kas rodoma osciloskope, yra šlavimo dažnio signalas. Kai voko viršūnė pasiekia 70,7 procento didžiausios vertės, tai rodo, kad žingsnis išėjo iš žingsnio. Vidutinė srovės kilpa gali veikti daugiau nei 1000 Hz, o greičio kilpa gali veikti tik dešimtimis hercų.
Kalbant techniškiau:
1. Servo variklio sukimo momento valdymas
Sukimo momento valdymo režimas yra variklio veleno išėjimo sukimo momento nustatymas per išorinio analoginio arba tiesioginio adreso priskyrimo įvestį. Konkrečios charakteristikos yra tokios: pavyzdžiui, jei 10 V atitinka 5 Nm, kai išorinis analogas nustatytas į 5 V, variklio veleno išėjimas yra
2,5 Nm: jei variklio veleno apkrova mažesnė nei 2,5 Nm, variklis suksis teigiamai; jei išorinė apkrova lygi 2,5 Nm, variklis nesisuks; jei variklis yra didesnis nei 2,5 Nm, variklis sukasi atgal (paprastai generuojamas esant gravitacijos apkrovai). Sukimo momentas gali būti keičiamas iš karto pakeičiant analoginio dydžio nustatymą, o atitinkamą adreso reikšmę galima pakeisti ir ryšio priemonėmis.
Jis daugiausia naudojamas vyniojimo ir išvyniojimo įrenginiuose, kuriems taikomi griežti medžiagos jėgos reikalavimai, pvz., Vielos įtaisas arba pluošto traukimo įranga. Sukimo momento nustatymas turi būti keičiamas bet kuriuo metu, atsižvelgiant į apvijos spindulio pasikeitimą, kad būtų užtikrinta, jog keičiantis apvijos spinduliui medžiagos jėga nepasikeis.
2. Servo variklio padėties valdymas:
Valdymo režimas paprastai yra per išorinį įvesties impulsų dažnį, kad būtų galima nustatyti sukimosi greičio dydį, per impulsų skaičių nustatyti sukimosi kampą, kai kurie servo įrenginiai taip pat gali būti tiesiogiai per ryšio režimą, skirtą greičio ir poslinkio priskyrimui. Kadangi padėties režimas gali turėti labai griežtą greičio ir padėties kontrolę, todėl dažniausiai naudojamas padėties nustatymo įrenginiuose. Tokios programos kaip CNC staklės, spausdinimo mašinos ir pan.
3. Servo variklio greičio režimas:
Per analoginį įvestį arba impulsų dažnį galima valdyti sukimosi greičiui, viršutiniame išorinės kilpos valdymo įtaise taip pat gali būti nustatytas PID valdymo greičio režimas, tačiau apskaičiuoti variklio padėties signalas arba apkrovos padėties signalas turi būti nukreiptas į viršutinį grįžtamąjį ryšį. Padėties režimas taip pat palaiko tiesioginės apkrovos išorinį žiedą padėties signalui aptikti. Tokiu atveju kodavimo įrenginys variklio veleno gale aptinka tik variklio greitį, o padėties signalą pateikia tiesioginis aptikimo įtaisas galutinėje apkrovos pusėje. Šio režimo pranašumas yra tas, kad galima sumažinti tarpinio perdavimo proceso paklaidą ir padidinti visos sistemos padėties nustatymo tikslumą.
4. Kalbėkite apie 3 žiedus
Servo paprastai valdomas trimis žiedais, o vadinamieji trys žiedai yra trys uždaro ciklo neigiamo grįžtamojo ryšio PID reguliavimo sistemos. Vidinis PID žiedas yra srovės žiedas, kuris yra visiškai atliekamas servo tvarkyklės viduje. Hall įrenginys aptinka kiekvienos tvarkyklės fazės išėjimo srovę į variklį ir pateikia neigiamą grįžtamąjį ryšį į PID reguliavimo srovės nustatymą, kad išėjimo srovė būtų kuo artimesnė nustatytai srovei. Srovės žiedas skirtas valdyti variklio sukimo momentą, todėl vairuotojo darbas sukimo momento režimu yra minimalus.
Dinaminis atsakas yra greičiausias.
Antrasis žiedas yra greičio žiedas, kuris reguliuojamas pagal neigiamą grįžtamąjį ryšį PID per aptiktą variklio kodavimo įrenginio signalą. PID išvestis žiede yra tiesiogiai dabartinio žiedo nustatymas, todėl greičio žiedo valdiklis apima greičio žiedą ir dabartinį žiedą, kitaip tariant, bet koks režimas turi naudoti dabartinį žiedą, dabartinis žiedas yra valdymo šaknis. . Tuo pačiu metu valdant greitį ir padėtį, sistemoje taip pat vykdomas srovės (sukimo momento) valdymas, kad būtų pasiektas atitinkamas greičio ir padėties valdymas.
Trečiasis žiedas yra padėties žiedas, kuris yra atokiausias žiedas ir gali būti pastatytas tarp vairuotojo ir variklio kodavimo įrenginio arba tarp išorinio valdiklio ir variklio kodavimo įrenginio arba galutinės apkrovos, priklausomai nuo situacijos. Kadangi padėties valdymo žiedo vidinis išėjimas yra greičio žiedo nustatymas, sistema atlieka visų trijų žiedų veikimą padėties valdymo režimu, o šiuo metu sistema turi didžiausią skaičiavimo kiekį ir lėčiausią dinaminio atsako greitį. .