Der er tre servomotorstyringstilstande: puls, analog og kommunikationsstyring. Hvordan vælger man servomotorstyringstilstand i forskellige applikationsscenarier?
1. Servomotor pulsstyringstilstand
I nogle små enkeltstående udstyr bør brugen af pulsstyring til at opnå motorpositionering være den mest almindelige anvendelse, denne kontroltilstand er enkel, let at forstå. Grundlæggende kontrolidé: Den samlede puls bestemmer motorens forskydning, pulsfrekvensen bestemmer motorhastigheden. Pulsen vælges til at realisere styringen af servomotoren. Åbn servomotorens brugermanual, der vil være en tabel som følger:
Begge er pulsstyret, men implementeringen er anderledes:
Først modtager driveren to højhastighedsimpulser (A, B) og bestemmer motorens rotationsretning gennem faseforskellen mellem de to impulser. I figuren ovenfor, hvis B er 90 grader hurtigere end fase A, er det positivt. Hvis B er 90 grader langsommere end A, vendes den om. I drift veksler de to faseimpulser af denne styring, så vi kalder også denne reguleringstilstand differentialstyring. Den har differenskarakteristikken, som også viser, at denne kontroltilstand, kontrolimpulsen har højere anti-interferensevne, i nogle applikationsscenarier med stærk interferens foretrækkes denne tilstand. Men på denne måde skal en motoraksel optage to højhastigheds pulsporte, hvilket er akavet for den spændte situation med højhastigheds pulsport.
For det andet modtager chaufføren stadig to højhastighedsimpulser, men de to højhastighedsimpulser eksisterer ikke på samme tid. Når en impuls er i udgangstilstand, skal den anden være i ugyldig tilstand. Når du vælger denne kontroltilstand, er det vigtigt at sikre, at der kun udsendes én impuls ad gangen. To impulser, den ene udgang til den positive retning, den anden til den negative retning. Som i ovenstående tilfælde er denne tilstand også en motoraksel, der skal optage to højhastigheds pulsporte.
For det tredje skal der kun gives et pulssignal til føreren, og motorens positive og negative drift bestemmes af IO-signalet i én retning. Denne kontroltilstand er enklere og optager de mindste ressourcer af højhastigheds pulsport. I et typisk lille system foretrækkes dette.
2. Servomotorsimuleringsstyringstilstand
I applikationsscenariet, der skal bruge servomotor til at realisere hastighedskontrol, kan vi vælge den analoge mængde for at realisere hastighedsstyring af motoren, værdien af den analoge mængde bestemmer motorens kørehastighed. Den analoge størrelse kan vælges på to måder, strøm eller spænding. Spændingstilstand, behøver kun at tilføje en vis mængde spænding i styresignalets ende. Implementeringen er enkel, i nogle scenarier bruger man et potentiometer til at opnå kontrol. Men når spændingen bruges som styresignal, er spændingen let at blive forstyrret i det komplekse miljø, hvilket resulterer i ustabil kontrol. Strømtilstand: Det tilsvarende strømudgangsmodul er påkrævet. Men det aktuelle signal har en stærk anti-jamming-evne og kan bruges i komplekse scener.
3. Styretilstand for servomotorkommunikation
CAN, EtherCAT, Modbus og Profibus er almindelige måder at realisere servomotorstyring ved hjælp af kommunikation. At styre motoren ved hjælp af kommunikation er den foretrukne kontrolmetode i nogle komplekse og store systemapplikationsscenarier. Ved hjælp af kommunikationstilstand er størrelsen af systemet, antallet af motoraksler nemme at skære, ingen kompleks kontrolledning. Det byggede system er ekstremt fleksibelt.
Hastighedskontrol og momentstyring af servomotor styres af analog mængde. Positionskontrol styres ved at sende impulser. Den specifikke kontroltilstand skal vælges i henhold til kundernes krav og opfylde bevægelsesfunktionen. Hvis du ikke har nogen krav til motorens hastighed og position, så længe outputtet af et konstant drejningsmoment, selvfølgelig, er momenttilstanden.
Hvis positionen og hastigheden har visse nøjagtighedskrav, og realtidsmomentet ikke er meget bekymret, er momenttilstanden ikke særlig bekvem, hastigheds- eller positionstilstanden er bedre. Hvis den øverste styreenhed har en god lukket sløjfe kontrolfunktion, vil effekten af hastighedskontrol være bedre. Hvis kravene ikke er meget høje, eller der ikke er et realtidskrav, stiller positionskontroltilstanden ikke høje krav til den øverste styreenhed.
Med hensyn til servodriverens reaktionshastighed kræver momenttilstanden den mindste beregning, og føreren reagerer hurtigst på styresignalet. Positionstilstanden har mest beregning, og førerens reaktion på styresignalet er den langsomste.
Det er nødvendigt at justere motoren i realtid, når den dynamiske ydeevne i bevægelse er påkrævet. Så hvis selve controlleren er langsom (såsom PLC eller low-end motion controller), skal du bruge positionskontrol. Hvis controlleren har en høj beregningshastighed, kan positionsringen flyttes fra føreren til controlleren på en hastighedsmåde for at reducere førerens arbejdsbyrde og forbedre effektiviteten (såsom de fleste mellem- og high-end bevægelsescontrollere); Hvis du har en bedre øvre controller, kan du også bruge momentkontrol, hastighedsløkken er også fjernet fra drevet, dette er generelt kun high-end dedikeret controller, der kan gøre dette, og på nuværende tidspunkt behøver du ikke bruge en servo motor.
Generelt er førerkontrol ikke god, hver producent siger, at de gør det bedste, men nu er der en mere intuitiv sammenligningsmetode kaldet responsbåndbredde. Ved drejningsmomentkontrol eller hastighedskontrol gives et firkantbølgesignal til impulsgeneratoren for at få motoren til at dreje og vende konstant og konstant justere frekvensen. Det, der vises på oscilloskopet, er et sweep-frekvenssignal. Når spidsen af konvolutten når 70,7 procent af den højeste værdi, indikerer det, at trinnet er gået ud af trit. Den gennemsnitlige strømsløjfe kan fungere ved mere end 1000 Hz, mens hastighedssløjfen kun kan fungere ved titusinder af Hertz.
For at sige det på en mere teknisk måde:
1. Servomotorens momentstyring
Momentstyringstilstanden er at indstille motorakslens udgangsmoment gennem indgangen til den eksterne analoge eller direkte adressetildeling. Den specifikke ydeevne er som følger: for eksempel, hvis 10V svarer til 5Nm, når den eksterne analog er indstillet til 5V, er udgangen af motorakslen
2,5Nm: Hvis motorakselbelastningen er mindre end 2,5Nm, vil motoren blive positiv; hvis den eksterne belastning er lig med 2,5Nm, vil motoren ikke dreje; hvis motoren er større end 2,5Nm, vil motoren vende (genereres normalt, når der er en tyngdekraftsbelastning). Drejningsmomentet kan ændres ved straks at ændre indstillingen af den analoge mængde, og den tilsvarende adresseværdi kan også ændres ved hjælp af kommunikation.
Det bruges hovedsageligt i opviklings- og afviklingsanordninger, der har strenge krav til materialets kraft, såsom trådanordning eller fibertrækudstyr. Indstillingen af drejningsmoment bør til enhver tid ændres i henhold til ændringen af viklingsradius for at sikre, at materialets kraft ikke ændres med ændringen af viklingsradius.
2. Positionskontrol af servomotor:
Kontroltilstanden er generelt gennem den eksterne indgangsimpulsfrekvens for at bestemme størrelsen af rotationshastigheden, gennem antallet af impulser for at bestemme rotationsvinklen, nogle servo kan også være direkte gennem kommunikationstilstanden for hastighed og forskydning tildeling. Fordi positionstilstanden kan have en meget streng kontrol over hastighed og position, så den bruges generelt i positioneringsanordninger. Applikationer såsom CNC-værktøjsmaskiner, trykmaskiner og så videre.
3. Servomotorhastighedstilstand:
Over analog indgang eller pulsfrekvens kan styres for rotationshastighed, i den øvre styreenhed af den ydre sløjfe kan PID-styringshastighedstilstand også placeres, men skal motorpositionssignalet eller direkte belastningspositionssignal til den øvre feedback for beregning. Positionstilstanden understøtter også den ydre ring med direkte belastning til at registrere positionssignalet. I dette tilfælde detekterer koderen ved motorakselenden kun motorhastigheden, og positionssignalet leveres af den direkte detekteringsanordning ved den endelige belastningsende. Fordelen ved denne tilstand er, at fejlen i den mellemliggende transmissionsproces kan reduceres, og positioneringsnøjagtigheden af hele systemet kan øges.
4. Tal om 3 ringe
Servoen styres generelt af tre ringe, og de såkaldte tre ringe er tre PID-reguleringssystemer med negativ feedback med lukket sløjfe. Den inderste PID-ring er strømringen, som er fuldstændig udført inde i servodriveren. Hall-enheden registrerer udgangsstrømmen for hver fase af driveren til motoren og giver negativ feedback til indstillingen af strømmen for PID-regulering, for at opnå udgangsstrømmen så tæt på lig med den indstillede strøm som muligt. Den aktuelle ring skal styre motorens drejningsmoment, så driverens drift i momenttilstanden er minimal.
Dynamisk respons er den hurtigste.
Den anden ring er hastighedsringen, som justeres af negativ feedback PID gennem signalet fra motorencoderen detekteret. PID-outputtet i ringen er direkte indstillingen af den aktuelle ring, så hastighedsringkontrollen inkluderer hastighedsringen og den aktuelle ring, med andre ord, enhver tilstand skal bruge den nuværende ring, den nuværende ring er roden af kontrollen . Samtidig med hastigheds- og positionsstyring udføres også strøm- (drejningsmoment) styring i systemet for at opnå den tilsvarende styring af hastighed og position.
Den tredje ring er positionsringen, som er den yderste ring og kan bygges mellem driveren og motorencoderen eller mellem den eksterne controller og motorencoderen eller den endelige belastning afhængigt af situationen. Da det interne output fra positionskontrolringen er indstillingen af hastighedsringen, udfører systemet driften af alle tre ringe i positionskontroltilstanden, og på dette tidspunkt har systemet den største mængde beregning og den langsomste dynamiske responshastighed .