伺服电机心中的三位好友步进电机的温柔PWM控制的细腻和矢量控制的精准
导语:电机控制的三种方式,每一种都有其独特之处,选择哪一种取决于客户的需求和运动功能的要求。速度控制和转矩控制通常通过模拟量来实现,而位置控制则是通过脉冲信号来调节。具体采用何种控制方式,需要根据客户的具体要求进行选择。
在没有对速度、位置有特别要求,只需输出恒定转矩的情况下,转矩模式将是首选。如果对精度有一定的要求,但对实时转矩不太敏感,那么使用速度或位置模式会更为合适。而如果上位系统具有较好的闭环控制能力,使用速度控制效果会更佳。
从伺服驱动器响应速度来看,转矩模式下的运算量最小,对于输入信号的响应也最快;而位置模式下的运算量最大,对于输入信号的响应最慢。在动态性能高且需要实时调整的情况下,如果上位系统运算速度较慢,可以采用位置方式;如果操作快速,可以选择速度方式,将位置环移至上位系统,以减轻驱动器负担并提高效率。此外,如果条件允许,还可以考虑使用转短方式,使得整个系统更加精细化。
在评价驱动器性能时,现在有一个比较直观的方法,即响应带宽。当以脉冲发生器提供方波信号给电机时,由示波器显示出的扫频信号包络线顶点到达最高值70.7%即表示失步,此时频率高低能反映出不同产品间差异,一般电流环可达1000Hz,而速控环仅能达到几十赫兹。
转矩控制:该模式通过外部模拟量设定电机轴输出力矩大小,如10V等价5Nm,当设定为5V时输出2.5Nm,这样可以实现即刻改变力矩大小,或通过通讯修改地址数值实现。此应用主要在受力严格要求如缠绕放卷装置中,如饶线装置或拉光纤设备,以确保材质受力稳定。
位置控制:此种模式利用外部脉冲频率确定旋转速率及个数确定角度,有些伺服可直接赋值通讯进行赋值。由于精确性强,因此用于定位装置,如数控机床、印刷机械等。
速控模式:既可用模拟量亦可用脉冲频率进行速率调节,在拥有闭环PID支持下,可用于简单的地方内置PID,但必须反馈给上位以做计算。这类似于直接负载检测,其优点在于减少误差增加整体精度。
三环谈论伺服一般由三个循环构成,即三个闭环反馈PID调节系统,最内层是当前流(HALL)这层完全内部完成,从而达到与设置相近流量,这就是真正意义上的输出流量,所以当是在运行状态下的时候这个部分操作非常迅速,不管是多少型式中的任何情况都会包含当前流作为核心的一部分,因为它是一个根本性的角色,无论是在任何类型中的工作都是基于这个基础上建立起来的。第二个圈叫做“Speed”圈,它们检查编码仪产生的一个数据来创建一个反馈关闭循环,他们处理的是“Speed”所以他们已经包含了“Current”的所有内容,所以无论你想让你的设备运行多久,“Current”总是在那里工作着。而第三个圈就叫做“Position”,它们可以存在两种形式,一种是在开关里形成另外一种是在外部与编码仪或终端负载形成依据实际情况决定。这第三个圆形因为他的最后一项指令来自电脑或者其他设备他本身并不是固定的,他可能位于开关之间也可能位于开关之外。他提供的是两个不同的东西,那就是两次指导信息一次来自电脑一次来自加载末端这是我们所说的全部环境影响力的源头,这意味着我们正在寻找使我们的过程尽可能完美地执行它自己任务的一个工具。