Servo variklių greičio ir sukimo momento valdymas įgyvendinamas naudojant analoginius signalus, o padėties valdymas pasiekiamas generuojant impulsus. Konkretus valdymo režimas parenkamas atsižvelgiant į kliento reikalavimus ir konkrečias judėjimo funkcijas, kurias reikia atlikti.
trys valdymo režimai servo varikliams
- Jei neturite konkrečių reikalavimų dėl variklio greičio ar padėties-ir tiesiog reikia išvesti pastovų sukimo momentą-, sukimo momento režimas yra akivaizdus pasirinkimas.
- Jei jums reikalingas tam tikras padėties ir greičio tikslumas, bet nesate ypač susirūpinęs dėl realiojo laiko -sukimo momento vertės, paprastai pageidautina naudoti greičio režimą arba padėties režimą.
- Jei jūsų pagrindinio kompiuterio valdiklis turi tvirtas uždarojo{0}}ciklo valdymo galimybes, naudojant Speed Control paprastai gaunami geresni rezultatai. Ir atvirkščiai, jei jūsų reikalavimai nėra itin griežti-arba jei praktiškai nereikalaujama -reagavimo realiuoju laiku-, naudojant pozicijos valdymą pagrindinio kompiuterio valdikliui keliami mažiau reikalavimai.
Kalbant apie servo pavaros reakcijos greitį: sukimo momento režimas apima mažiausią skaičiavimo apkrovą, todėl pavaros reakcija į valdymo signalus yra greičiausia; Ir atvirkščiai, padėties režimas apima didžiausią skaičiavimo apkrovą, todėl pavaros atsakas į valdymo signalus yra lėčiausias.
Kai judant reikalingas didelis dinaminis našumas, būtina{0}}sureguliuoti variklį realiuoju laiku.
- Jei pats valdiklis turi santykinai lėtą apdorojimo greitį (pvz., PLC arba žemos -galybės judesio valdiklis), reikia naudoti padėties valdymą.
- Jei valdiklis turi gana greitą apdorojimo greitį, galima naudoti Speed Control; Tai apima padėties kilpos perkėlimą iš pavaros į valdiklį, taip sumažinant pavaros darbo krūvį ir padidinant bendrą efektyvumą.
- Jei yra dar pažangesnis pagrindinis valdiklis, galima naudoti sukimo momento valdymą; tai reiškia, kad greičio kilpa -ne tik padėties kilpa-pastumiama nuo pavaros. Šis metodas paprastai įmanomas tik naudojant aukščiausios klasės{3}}specializuotus valdiklius.
Paprastai labai intuityvi pavaros valdymo kokybės vertinimo metrika yra žinoma kaip „atsakymo pralaidumas“.
Kai dirbate sukimo momento valdymo arba greičio valdymo režimais, impulsų generatorius naudojamas kvadratinės{0}}bangos signalui įvesti, todėl variklis nuolat sukasi pirmyn ir atgal. Laipsniškai didėjant signalo dažniui, osciloskopas rodo slinkto{2}}dažnio signalą. Kai signalo gaubto smailė nukrenta iki 70,7% didžiausios vertės, tai rodo, kad sistema prarado sinchronizaciją (ty „išėjo“). Dažnumas, kuriuo tai įvyksta, yra tiesioginis valdymo sistemos kokybės rodiklis; Paprastai srovės kilpa gali pasiekti pralaidumą, viršijantį 1000 Hz, o greičio kilpa paprastai ribojama iki kelių dešimčių hercų.
Sukimo momento valdymas
Sukimo momento valdymas yra metodas, naudojamas variklio veleno išorinio išėjimo sukimo momento dydžiui nustatyti, pasiekiamam naudojant išorinį analoginį įvesties signalą arba tiesiogiai priskiriant vertę konkrečiam adresui. Eksploataciniu požiūriu tai reiškia,-pavyzdžiui-, kad jei 10 V įvestis atitinka 5 Nm sukimo momentą, išorinę analoginę įvestį nustačius į 5 V, variklio veleno išėjimas bus 2,5 Nm. Esant šioms sąlygoms: jei variklio veleno apkrova mažesnė nei 2,5 Nm, variklis sukasi į priekį; jei išorinė apkrova lygi 2,5 Nm, variklis nejuda; ir jei apkrova viršija 2,5 Nm, variklis sukasi atvirkštine kryptimi (scenarijus, paprastai pasitaikantis naudojant gravitacines apkrovas). Nustatyta sukimo momento vertė gali būti koreguojama realiuoju laiku keičiant analoginį įvesties signalą arba keičiant atitinkamo adreso skaitinę reikšmę per ryšio sąsają.
Šis valdymo režimas pirmiausia naudojamas vyniojimo ir išvyniojimo sistemose, kuriose taikomi griežti reikalavimai dėl medžiagos įtempimo, -pavyzdžiui, vielos-vyniojimo mašinos arba šviesolaidinio{2}}tempimo įranga. Tokiais atvejais sukimo momento nustatymas turi būti dinamiškai koreguojamas realiuoju laiku, kad būtų kompensuojami apvijos spindulio pokyčiai, taip užtikrinant, kad medžiagos įtempimas išliktų pastovus, nepaisant apvijos skersmens pokyčių.
Padėties valdymas
Padėties valdymo režimu sukimosi greitis paprastai nustatomas pagal išorinių įvesties impulsų dažnį, o sukimosi kampas nustatomas pagal impulsų skaičių. Be to, kai kurios servo sistemos leidžia tiesiogiai priskirti greičio ir poslinkio vertes per ryšio sąsajas. Kadangi padėties režimas leidžia tiksliai valdyti greitį ir padėtį, jis dažniausiai naudojamas padėties nustatymo mechanizmuose.
Taikymo sritis apima CNC stakles, spausdinimo mašinas ir panašią įrangą.
Greičio valdymo režimas
Sukimosi greitis gali būti valdomas per analoginius įėjimus arba reguliuojant impulsų dažnį. Integruotas į išorinę -kilpos PID valdymo sistemą, valdomą aukštesnio-lygio valdiklio, greičio režimas taip pat gali būti naudojamas padėties nustatymo užduotims atlikti; tačiau labai svarbu grąžinti variklio padėties signalą-arba padėties signalą tiesiai iš apkrovos-į aukštesnio-lygio valdiklį skaičiavimo apdorojimui. Padėties režimas taip pat palaiko padėties signalų aptikimą tiesiai iš krovinio išorinės kilpos; Šioje konfigūracijoje ant variklio veleno sumontuotas daviklis stebi tik variklio sukimosi greitį, o tikrosios padėties signalą teikia aptikimo įtaisas, esantis galutinėje apkrovos gale. Pagrindinis šio metodo pranašumas yra tai, kad jis sumažina klaidas, atsirandančias tarpiniuose perdavimo etapuose, taip padidindamas bendrą visos sistemos padėties nustatymo tikslumą.
Trijų-ciklų valdymas
Servo varikliuose paprastai naudojama trijų{0}}kilpų valdymo struktūra-konkrečiai, sistema, kurią sudaro trys uždaros-kilpos neigiamos-grįžtamosios PID valdymo sistemos. Vidinė PID kilpa yra "srovės kilpa". Ši kilpa veikia tik pačioje servo pavaroje; jame naudojami Hall-efekto jutikliai, kad aptiktų išėjimo srovę, tekančią iš pavaros į kiekvieną variklio fazę, o tada taiko neigiamą grįžtamąjį ryšį su srovės kontroline verte, kad galėtų reguliuoti PID. Tikslas yra užtikrinti, kad tikroji išėjimo srovė tiksliai atitiktų norimą kontrolinę vertę. Iš esmės srovės kilpa valdo variklio sukimo momentą; todėl, kai pavara veikia sukimo momento režimu, skaičiavimo apkrova yra minimali, todėl dinaminis atsakas yra greičiausias.
Antroji kilpa yra „greičio kilpa“. Jis atlieka neigiamą-grįžtamąjį PID reguliavimą pagal variklio kodavimo įrenginio aptiktus signalus. Šioje kilpoje sugeneruota PID išvestis tiesiogiai naudojama kaip srovės kontūro kontrolinė vertė. Todėl, veikdama greičio valdymo režimu, sistema efektyviai įjungia ir greičio, ir srovės kilpą. Kitaip tariant, srovės kilpa yra būtina bet kuriame darbo režime; tai yra pagrindinis kontrolės pagrindas. Net ir atliekant greičio ir padėties valdymo operacijas, sistema vienu metu vykdo srovės (sukimo momento) valdymą, kad būtų galima tiksliai reguliuoti greitį ir padėtį.
Trečioji kilpa yra „pozicijos kilpa“. Kaip išorinė kilpa, ji gali būti konfigūruojama tarp pavaros ir variklio kodavimo įrenginio arba tarp išorinio valdiklio ir variklio kodavimo įrenginio (arba galutinės apkrovos), atsižvelgiant į konkrečius taikymo reikalavimus. Kadangi padėties valdymo kilpos vidinė išvestis naudojama kaip greičio kilpos kontrolinė vertė, dirbant padėties valdymo režimu, būtina vienu metu vykdyti visas tris kilpas. Todėl šis režimas užkrauna didžiausią skaičiavimo naštą sistemai ir lemia lėčiausią dinaminio atsako greitį.