Hi ha tres modes de control del servomotor: control de pols, analògic i de comunicació. Com triar el mode de control del servomotor en diferents escenaris d'aplicació?
1. Mode de control de pols del servomotor
En alguns equips autònoms petits, l'ús del control de pols per aconseguir el posicionament del motor hauria de ser l'aplicació més habitual, aquest mode de control és senzill i fàcil d'entendre. Idea bàsica de control: el pols total determina el desplaçament del motor, la freqüència del pols determina la velocitat del motor. El pols es selecciona per realitzar el control del servomotor. Obriu el manual d'usuari del servomotor, hi haurà una taula de la següent manera:
Tots dos estan controlats per pols, però la implementació és diferent:
En primer lloc, el controlador rep dos polsos d'alta velocitat (A, B) i determina la direcció de rotació del motor mitjançant la diferència de fase entre els dos polsos. A la figura anterior, si B és 90 graus més ràpid que la fase A, és positiu. Si B és 90 graus més lent que A, s'inverteix. En funcionament, els dos polsos de fase d'aquest control s'alternen, per la qual cosa també anomenem control diferencial a aquest mode de control. Té la característica de diferència, que també demostra que aquest mode de control, el pols de control té una capacitat anti-interferència més alta, en alguns escenaris d'aplicació amb fortes interferències, aquest mode es prefereix. Però d'aquesta manera, un eix del motor ha d'ocupar dos ports de pols d'alta velocitat, cosa que és incòmode per a la tensa situació del port de pols d'alta velocitat.
En segon lloc, el conductor encara rep dos polsos d'alta velocitat, però els dos polsos d'alta velocitat no existeixen al mateix temps. Quan un pols està en estat de sortida, l'altre ha d'estar en estat no vàlid. Quan escolliu aquest mode de control, és important assegurar-vos que només s'emet un pols alhora. Dos polsos, una sortida per a la direcció positiva i l'altra per a la direcció negativa. Com en el cas anterior, aquest mode també és un eix del motor que necessita ocupar dos ports de pols d'alta velocitat.
En tercer lloc, només cal donar un senyal de pols al controlador i el funcionament positiu i negatiu del motor està determinat pel senyal IO en una direcció. Aquest mode de control és més senzill i ocupa menys recursos del port de pols d'alta velocitat. En un sistema petit típic, això és preferible.
2. Mode de control de simulació de servomotors
En l'escenari d'aplicació que necessita utilitzar un servomotor per realitzar el control de velocitat, podem triar la quantitat analògica per realitzar el control de velocitat del motor, el valor de la quantitat analògica determina la velocitat de funcionament del motor. La quantitat analògica es pot seleccionar de dues maneres, corrent o tensió. Mode de tensió, només cal afegir una certa quantitat de tensió al final del senyal de control. La implementació és senzilla, en alguns escenaris utilitzant un potenciòmetre per aconseguir el control. Tanmateix, quan s'utilitza la tensió com a senyal de control, la tensió és fàcil d'interferir en l'entorn complex, donant lloc a un control inestable. Mode actual: es requereix el mòdul de sortida de corrent corresponent. Però el senyal actual té una forta capacitat anti-jamming i es pot utilitzar en escenes complexes.
3. Mode de control de comunicació del servomotor
CAN, EtherCAT, Modbus i Profibus són maneres habituals de realitzar el control del servomotor mitjançant la comunicació. Controlar el motor mitjançant comunicació és el mètode de control preferit en alguns escenaris d'aplicació de sistemes complexos i grans. Utilitzant el mode de comunicació, la mida del sistema, el nombre d'eix del motor són fàcils de tallar, sense cablejat de control complex. El sistema construït és extremadament flexible.
El control de velocitat i el control del parell del servomotor es controlen per quantitat analògica. El control de posició es controla enviant polsos. El mode de control específic s'ha de seleccionar segons els requisits dels clients i complir la funció de moviment. Si no teniu requisits sobre la velocitat i la posició del motor, sempre que la sortida d'un parell constant, per descomptat, sigui el mode de parell.
Si la posició i la velocitat tenen determinats requisits de precisió i el parell en temps real no està molt preocupat, el mode de parell no és molt convenient, el mode de velocitat o posició és millor. Si el controlador superior té una bona funció de control de llaç tancat, l'efecte del control de velocitat serà millor. Si els requisits no són molt elevats o no hi ha cap requisit en temps real, el mode de control de posició no té requisits elevats al controlador superior.
Pel que fa a la velocitat de resposta del servocontrolador, el mode de parell requereix el menor càlcul i el controlador respon més ràpidament al senyal de control. El mode de posició té més càlcul i la resposta del conductor al senyal de control és la més lenta.
Cal ajustar el motor en temps real quan es requereix el rendiment dinàmic en moviment. Per tant, si el controlador en si és lent (com ara un PLC o un controlador de moviment de gamma baixa), utilitzeu el control de posició. Si el controlador té una velocitat de càlcul ràpida, l'anell de posició es pot moure del controlador al controlador d'una manera ràpida per reduir la càrrega de treball del controlador i millorar l'eficiència (com la majoria dels controladors de moviment de gamma mitjana i alta); Si teniu un controlador superior millor, també podeu utilitzar el control de parell, el bucle de velocitat també s'elimina de la unitat, generalment només el controlador dedicat de gamma alta pot fer-ho i, en aquest moment, no cal que utilitzeu un controlador. servomotor.
En termes generals, el control del conductor no és bo, cada fabricant diu que ho fan millor, però ara hi ha una forma de comparació més intuïtiva anomenada ample de banda de resposta. Quan es controla el parell o la velocitat, es dóna un senyal d'ona quadrada al generador de polsos per fer que el motor giri i s'inverteixi contínuament i ajusti constantment la freqüència. El que es mostra a l'oscil·loscopi és un senyal de freqüència d'escombrat. Quan el vèrtex de l'embolcall arriba al 70,7 per cent del valor més alt, indica que el pas ha sortit de pas. El bucle de corrent mitjà pot funcionar a més de 1000 Hz, mentre que el bucle de velocitat només pot funcionar a desenes d'Hertz.
Per dir-ho d'una manera més tècnica:
1. Control de parell del servomotor
El mode de control de parell és establir el parell de sortida de l'eix del motor mitjançant l'entrada de l'assignació d'adreça directa o analògica externa. El rendiment específic és el següent: per exemple, si 10 V correspon a 5 Nm, quan l'analògic extern s'estableix a 5 V, la sortida de l'eix del motor és
2,5 Nm: si la càrrega de l'eix del motor és inferior a 2,5 Nm, el motor es tornarà positiu; si la càrrega externa és igual a 2,5 Nm, el motor no girarà; si el motor és superior a 2,5 Nm, el motor invertirà (generalment es genera quan hi ha una càrrega de gravetat). El parell es pot canviar canviant immediatament la configuració de la quantitat analògica i també es pot canviar el valor de l'adreça corresponent mitjançant comunicació.
S'utilitza principalment en dispositius de bobinat i desenrotllament que tenen requisits estrictes sobre la força del material, com ara dispositius de filferro o equips d'estirament de fibra. La configuració del parell s'ha de canviar en qualsevol moment segons el canvi de radi de la bobina per assegurar-se que la força del material no canvia amb el canvi de radi de la bobina.
2. Control de posició del servomotor:
El mode de control és generalment a través de la freqüència de pols d'entrada externa per determinar la mida de la velocitat de rotació, mitjançant el nombre de polsos per determinar l'angle de rotació, alguns servos també poden ser directament a través del mode de comunicació d'assignació de velocitat i desplaçament. Com que el mode de posició pot tenir un control molt estricte de velocitat i posició, de manera que s'utilitza generalment en dispositius de posicionament. Aplicacions com ara màquines eina CNC, maquinària d'impressió, etc.
3. Mode de velocitat del servomotor:
Es pot controlar l'entrada analògica o la freqüència de pols per a la velocitat de rotació, al dispositiu de control superior del bucle exterior també es pot col·locar el mode de velocitat de control PID, però cal que el senyal de posició del motor o el senyal de posició de càrrega directe a la retroalimentació superior per al càlcul. El mode de posició també admet l'anell exterior de càrrega directa per detectar el senyal de posició. En aquest cas, el codificador a l'extrem de l'eix del motor només detecta la velocitat del motor i el senyal de posició el proporciona el dispositiu de detecció directa a l'extrem de càrrega final. L'avantatge d'aquest mode és que es pot reduir l'error en el procés de transmissió intermedi i es pot augmentar la precisió de posicionament de tot el sistema.
4. Parla de 3 anells
El servo es controla generalment per tres anells, i els anomenats tres anells són tres sistemes de regulació PID de retroalimentació negativa de bucle tancat. L'anell PID més interior és l'anell actual, que es realitza completament dins del servocontrolador. El dispositiu Hall detecta el corrent de sortida de cada fase del controlador al motor i dóna retroalimentació negativa a la configuració del corrent per a la regulació PID, per tal d'aconseguir el corrent de sortida el més proper possible al corrent establert. L'anell actual és per controlar el parell del motor, de manera que el funcionament del conductor en el mode de parell és mínim.
La resposta dinàmica és la més ràpida.
El segon anell és l'anell de velocitat, que s'ajusta mitjançant un PID de retroalimentació negativa mitjançant el senyal detectat del codificador del motor. La sortida PID de l'anell és directament la configuració de l'anell actual, de manera que el control de l'anell de velocitat inclou l'anell de velocitat i l'anell actual, és a dir, qualsevol mode ha d'utilitzar l'anell actual, l'anell actual és l'arrel del control . Al mateix temps del control de velocitat i posició, el control de corrent (parell) també es realitza al sistema per aconseguir el corresponent control de velocitat i posició.
El tercer anell és l'anell de posició, que és l'anell més exterior i es pot construir entre el controlador i el codificador del motor o entre el controlador extern i el codificador del motor o la càrrega final segons la situació. Com que la sortida interna de l'anell de control de posició és la configuració de l'anell de velocitat, el sistema realitza l'operació dels tres anells en el mode de control de posició, i en aquest moment el sistema té la major quantitat de càlcul i la velocitat de resposta dinàmica més lenta. .