Kedua-dua kawalan kelajuan dan kawalan tork untuk motor servo dilaksanakan menggunakan isyarat analog, manakala kawalan kedudukan dicapai dengan menjana denyutan. Mod kawalan khusus yang akan diguna pakai dipilih berdasarkan keperluan pelanggan dan fungsi gerakan khusus yang perlu dipenuhi.
tiga mod kawalan untuk motor servo
- Jika anda tidak mempunyai keperluan khusus mengenai kelajuan atau kedudukan motor-dan hanya perlu mengeluarkan tork malar-Mod Tork ialah pilihan yang jelas.
- Jika anda memerlukan tahap ketepatan tertentu berkenaan kedudukan dan kelajuan, tetapi tidak begitu mengambil berat tentang-nilai tork masa sebenar, menggunakan sama ada Mod Kelajuan atau Mod Kedudukan biasanya lebih disukai.
- Jika pengawal hos anda mempunyai keupayaan kawalan gelung tertutup-teguh, menggunakan Speed Control biasanya akan menghasilkan hasil yang lebih baik. Sebaliknya, jika keperluan anda tidak begitu ketat-atau jika hampir tiada permintaan untuk respons-masa sebenar-menggunakan Kawalan Kedudukan meletakkan permintaan yang lebih sedikit pada pengawal hos.
Dari segi kelajuan tindak balas pemacu servo: Mod Tork melibatkan beban pengiraan yang paling rendah, menghasilkan tindak balas terpantas daripada pemacu untuk mengawal isyarat; sebaliknya, Mod Kedudukan melibatkan beban pengiraan tertinggi, menghasilkan tindak balas paling perlahan daripada pemacu untuk mengawal isyarat.
Apabila prestasi dinamik tinggi diperlukan semasa pergerakan,-masa sebenar pelarasan pada motor menjadi penting.
- Jika pengawal itu sendiri mempunyai kelajuan pemprosesan yang agak perlahan (cth, PLC atau pengawal gerakan akhir-rendah), Kawalan Kedudukan hendaklah digunakan.
- Jika pengawal mempunyai kelajuan pemprosesan yang agak pantas, Kawalan Kelajuan boleh digunakan; ini melibatkan peralihan gelung kedudukan daripada pemacu kepada pengawal, dengan itu mengurangkan beban kerja pemacu dan meningkatkan kecekapan keseluruhan.
- Jika pengawal hos yang lebih maju tersedia, Kawalan Tork boleh digunakan; ini melibatkan peralihan gelung kelajuan-sebagai tambahan kepada gelung kedudukan-dari pemacu. Pendekatan ini biasanya boleh dilaksanakan hanya dengan-tinggi, pengawal khusus.
Secara amnya, metrik yang sangat intuitif untuk menilai kualiti kawalan pemacu dikenali sebagai "lebar lebar tindak balas."
Apabila beroperasi dalam mod Kawalan Tork atau Kawalan Kelajuan, penjana nadi digunakan untuk memasukkan isyarat gelombang-persegi, menyebabkan motor terus bergilir antara putaran ke hadapan dan belakang. Apabila frekuensi isyarat ditingkatkan secara berperingkat, osiloskop memaparkan isyarat frekuensi-sapu. Apabila puncak sampul isyarat menurun kepada 70.7% daripada nilai maksimumnya, ia menunjukkan bahawa sistem telah kehilangan penyegerakan (iaitu, "melangkah keluar"). Kekerapan di mana ini berlaku berfungsi sebagai penunjuk langsung kualiti sistem kawalan; lazimnya, gelung semasa boleh mencapai lebar jalur melebihi 1000 Hz, manakala gelung kelajuan biasanya terhad kepada beberapa puluh Hertz.
Kawalan Tork
Kawalan tork ialah kaedah yang digunakan untuk menetapkan magnitud tork keluaran luar aci motor, dicapai sama ada melalui isyarat input analog luaran atau dengan memberikan nilai secara langsung kepada alamat tertentu. Secara operasi, ini bermakna-contohnya-jika input 10V sepadan dengan tork 5 Nm, maka menetapkan input analog luaran kepada 5V akan menghasilkan output aci motor sebanyak 2.5 Nm. Di bawah keadaan ini: jika beban pada aci motor kurang daripada 2.5 Nm, motor berputar ke arah hadapan; jika beban luaran bersamaan 2.5 Nm, motor kekal pegun; dan jika beban melebihi 2.5 Nm, motor berputar dalam arah songsang (senario yang biasanya ditemui dalam aplikasi yang melibatkan beban graviti). Nilai tork yang ditetapkan boleh dilaraskan dalam masa-sebenar sama ada dengan mengubah isyarat input analog atau dengan mengubah suai nilai berangka alamat yang sepadan melalui antara muka komunikasi.
Mod kawalan ini digunakan terutamanya dalam sistem penggulungan dan penggulungan di mana terdapat keperluan yang ketat berkenaan ketegangan yang dikenakan pada bahan-seperti dalam-mesin penggulungan atau gentian-peralatan lukisan optik. Dalam aplikasi sedemikian, tetapan tork mesti dilaraskan secara dinamik dalam masa-sebenar untuk mengimbangi perubahan dalam jejari belitan, dengan itu memastikan bahawa ketegangan yang dikenakan pada bahan kekal malar tanpa mengira variasi dalam diameter belitan.
Kawalan Kedudukan
Dalam mod Kawalan Kedudukan, kelajuan putaran biasanya ditentukan oleh kekerapan denyutan input luaran, manakala sudut putaran ditentukan oleh kiraan nadi. Selain itu, sesetengah sistem servo membenarkan penetapan terus nilai kelajuan dan anjakan melalui antara muka komunikasi. Memandangkan mod Kedudukan membolehkan kawalan ketat ke atas kedua-dua kelajuan dan kedudukan, ia biasanya digunakan dalam mekanisme kedudukan.
Bidang aplikasi termasuk alat mesin CNC, mesin cetak dan peralatan yang serupa.
Mod Kawalan Kelajuan
Kelajuan putaran boleh dikawal sama ada melalui input analog atau dengan melaraskan frekuensi nadi. Apabila disepadukan ke dalam sistem kawalan PID-gelung luar yang diuruskan oleh pengawal peringkat-lebih tinggi, mod Kelajuan juga boleh digunakan untuk tugasan kedudukan; walau bagaimanapun, adalah penting untuk memberi suapan semula isyarat kedudukan motor-atau isyarat kedudukan terus daripada beban-ke pengawal tahap-yang lebih tinggi untuk pemprosesan pengiraan. Mod kedudukan juga menyokong pengesanan isyarat kedudukan terus dari gelung luar beban; dalam konfigurasi ini, pengekod yang dipasang pada aci motor hanya memantau kelajuan putaran motor, manakala isyarat kedudukan sebenar disediakan oleh peranti pengesanan yang terletak di hujung beban akhir. Kelebihan utama pendekatan ini ialah ia meminimumkan ralat yang diperkenalkan semasa peringkat penghantaran pertengahan, dengan itu meningkatkan ketepatan kedudukan keseluruhan keseluruhan sistem.
Tiga-Kawalan Gelung
Motor servo biasanya menggunakan tiga-struktur kawalan gelung-khususnya, sistem yang terdiri daripada tiga-gelung negatif-sistem kawalan PID maklum balas tertutup. Gelung PID yang paling dalam ialah "gelung semasa". Gelung ini beroperasi sepenuhnya dalam pemacu servo itu sendiri; ia menggunakan penderia kesan Hall-untuk mengesan arus keluaran yang mengalir daripada pemacu ke setiap fasa motor, dan kemudian menggunakan maklum balas negatif pada titik tetapan semasa untuk melaksanakan peraturan PID. Objektifnya adalah untuk memastikan bahawa arus keluaran sebenar sepadan dengan titik set yang dikehendaki. Pada asasnya, gelung semasa mengawal tork motor; akibatnya, apabila pemacu beroperasi dalam mod tork, beban pengiraan adalah minimum, menghasilkan tindak balas dinamik terpantas.
Gelung kedua ialah "gelung halaju". Ia melaksanakan peraturan PID maklum balas-negatif berdasarkan isyarat yang dikesan oleh pengekod motor. Output PID yang dijana dalam gelung ini berfungsi secara langsung sebagai titik tetapan untuk gelung semasa. Oleh itu, apabila beroperasi dalam mod kawalan halaju, sistem melibatkan kedua-dua gelung halaju dan gelung semasa dengan berkesan. Dalam erti kata lain, gelung semasa sangat diperlukan dalam mana-mana mod operasi; ia membentuk asas asas kawalan. Walaupun semasa operasi kawalan halaju dan kedudukan, sistem secara serentak melaksanakan kawalan arus (tork) untuk mencapai peraturan kelajuan dan kedudukan yang tepat.
Gelung ketiga ialah "gelung kedudukan". Sebagai gelung paling luar, ia boleh dikonfigurasikan sama ada antara pemacu dan pengekod motor, atau antara pengawal luaran dan pengekod motor (atau beban akhir), bergantung pada keperluan aplikasi khusus. Memandangkan output dalaman bagi gelung kawalan kedudukan berfungsi sebagai titik set untuk gelung halaju, operasi dalam mod kawalan kedudukan memerlukan pelaksanaan serentak ketiga-tiga gelung. Akibatnya, mod ini meletakkan beban pengiraan tertinggi pada sistem dan menghasilkan kelajuan tindak balas dinamik yang paling perlahan.