机电一体化的伺服电机三种控制方式让它翱翔伺服电机的灵魂三种控制方式让机电一体化不再难学将伺服电机
导语:电机控制的三种方式,各有千秋。速度和转矩通过模拟量精确调控,而位置则依赖于脉冲信号的准确发放。客户需求是选择标准,运动功能指引方向。
在无特定要求下,只需恒定转矩,自然选择转矩模式;若精度要求较高,但实时转矩不敏感,则速度或位置模式更为合适。上位闭环控制能力强时,使用速度控制效果最佳。而对于简单或实时性不强的应用,可采用位置控制,不对上位设立过高要求。
从伺服驱动器响应速度来看,转矩模式最快,其运算量最少;位置模式最慢,其运算量最大。在追求动态性能极高的情况下,如果系统运算速率缓慢(如PLC或低端运动),宜选用位置方式;反之,如中、高端运动,可选取速度方式,将位置环移至上位减轻驱动器负担提升效率;而具备更先进技术的上位,可以进一步采用转矩方式,使得完全无需伺服电机即可实现。
现代比较专业评价方法之一,是通过响应带宽测试。当模拟输入变频波形使电机连续正反旋,当包络线达70.7%峰值,即失步,此刻频率变化显示产品性能差异,一般电流环可达1000Hz以上,而速度环仅能到几十赫兹。
转矩控制:此法通过模拟输入或地址赋值设置轴输出力矩大小,如10V对应5Nm,当设定5V时输出2.5Nm,对于负载低于2.5Nm正转、等于反向、超出则反转,以适应缠绕装置需要严格受力稳定的环境。
位置控制:脉冲频率决定高速,大、小数确定角度,或通讯直接赋值,这种精密可以用于定位设备,如数控机床、印刷机械等。
速度模式:既可用模拟量又可脉冲频率调整速率,上位PID外环支持定位,但必须将编码器信号回馈以供计算。此外,有些驱动器支持直接负载检测,从而减少误差提高系统精度。
三环谈论:伺服通常包括三个闭环PID系统,最内层为电流环,在驱动器内部进行霍尔检测与PID调节,以接近设定电流并产生最大转矩。第二层为速度环,由编码器检测并与内层共享PID输出以实现同步。这意味着任何操作都至少包含了一个完整的三重循环,其中每个都维持其特定的角色,无论是在何种操作下,都会保持一种形式的一致性和稳健性。此外,还有关于如何利用这些不同类型和优缺点来设计更复杂系统的问题,这些问题往往涉及到具体场景中的决策过程以及可能出现的问题解决方案。