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伺服電動(dòng)缸的三種控制形式

2020-06-02 10:14:18 574

1、轉矩控制: 轉矩控制方式是通過(guò)外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來(lái)設定電機軸對外的輸出轉 矩的大小,具體表現為例如 10V 對應 5Nm的話(huà),當外部模擬量設定為 5V時(shí)電機軸輸出為 2.5Nm:如果電機 軸負載低于 2.5Nm 時(shí)電機正轉, 外部負載等于 2.5Nm時(shí)電機不轉, 大于 2.5Nm時(shí)電機反轉 ( 通常在有重力負 載情況下產(chǎn)生 ) ??梢酝ㄟ^(guò)即時(shí)的改變模擬量的設定來(lái)改變設定的力矩大小, 也可通過(guò)通訊方式改變對應的 地址的數值來(lái)實(shí)現。 應用主要在對材質(zhì)的受力有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中, 例如饒線(xiàn)裝置或拉光纖 設備,轉矩的設定要根據纏繞的半徑的變化隨時(shí)更改以確保材質(zhì)的受力不會(huì )隨著(zhù)纏繞半徑的變化而改變。 

2、位置控制: 位置控制模式一般是通過(guò)外部輸入的脈沖的頻率來(lái)確定轉動(dòng)速度的大小,通過(guò)脈沖的個(gè) 數來(lái)確定轉動(dòng)的角度,也有些伺服可以通過(guò)通訊方式直接對速度和位移進(jìn)行賦值。由于位置模式可以對速 度和位置都有很?chē)栏竦目刂?,所以一般應用于定位裝置。 應用領(lǐng)域如數控機床、印刷機械等等。 

3、速度模式: 通過(guò)模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉動(dòng)速度的控制,在有上位控制裝置的外環(huán) PID 控制時(shí)速度模式也可以進(jìn)行定位,但必須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反饋以做運 算用。位置模式也支持直接負載外環(huán)檢測位置信號,此時(shí)的電機軸端的編碼器只檢測電機轉速,位置信號 就由直接的最終負載端的檢測裝置來(lái)提供了,這樣的優(yōu)點(diǎn)在于可以減少中間傳動(dòng)過(guò)程中的誤差,增加了整 個(gè)系統的定位精度。 

4、談?wù)?3 環(huán),伺服一般為三個(gè)環(huán)控制,所謂三環(huán)就是 3 個(gè)閉環(huán)負反饋 PID 調節系統。最內的 PID 環(huán)就 是電流環(huán),此環(huán)完全在伺服驅動(dòng)器內部進(jìn)行,通過(guò)霍爾裝置檢測驅動(dòng)器給電機的各相的輸出電流,負反饋 給電流的設定進(jìn)行 PID 調節,從而達到輸出電流盡量接近等于設定電流,電流環(huán)就是控制電機轉矩的,所 以在轉矩模式下驅動(dòng)器的運算最小, 動(dòng)態(tài)響應最快。 第 2 環(huán)是速度環(huán), 通過(guò)檢測的電機編碼器的信號來(lái)進(jìn) 行負反饋 PID 調節,它的環(huán)內 PID 輸出直接就是電流環(huán)的設定,所以速度環(huán)控制時(shí)就包含了速度環(huán)和電流 環(huán),換句話(huà)說(shuō)任何模式都必須使用電流環(huán),電流環(huán)是控制的根本,在速度和位置控制的同時(shí)系統實(shí)際也在 進(jìn)行電流 ( 轉矩 ) 的控制以達到對速度和位置的相應控制。 

第 3 環(huán)是位置環(huán),它是最外環(huán),可以在驅動(dòng)器和電機編碼器間構建也可以在外部控制器和電機編碼器 或最終負載間構建,要根據實(shí)際情況來(lái)定。由于位置控制環(huán)內部輸出就是速度環(huán)的設定,位置控制模式下 系統進(jìn)行了所有 3 個(gè)環(huán)的運算,此時(shí)的系統運算量最大,動(dòng)態(tài)響應速度也最慢。


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