„Servo“ disko sistema

„Servo Drive“ sistemos yra svarbiausios pramoninių robotų veiklos rezultatams, o „Servo Drive“ technologija tapo pagrindine pramoninės automatikos technologija. „Servo“ diskai ir pramoninis eternetas tapo pagrindiniais šiuolaikinės gamybos komponentais. CC - saitas, ethercat ir „DeviceNet“ šiuo metu yra įprasti lauko ruošiniai, naudojami pramoniniuose robotuose.

Sparčiai plėtojant galios elektroniką ir šiuolaikinę kontrolės teoriją, „Tonghang Servo“ diskų sistemos taip pat juda skaitmenizacijos link, o visiškai skaitmeninės servo disko sistemos tampa pagrindinėmis. Tobulėjant intelektualiam gamybai, „Tonghang Servo“ diskai taip pat juda link aukšto tikslumo, aukšto našumo ir integracijos.

Tonghango inžinerijos komanda susidūrė su didele rinkos disko sistemų paklausa, „Tonghang“ inžinerijos komanda sukūrė aukštą - našumo autobusą - pagrindu sukurtą servo diską su puikiu dinaminiu atsakymu, dideliu pastoviu - būsenos tikslumu ir paprastu veikimu. Tai pagreitina pramonės gamybos skaitmeninę transformaciją ir atnaujinimą, skatinant gamybos pramonę tinklų kūrimo, žvalgybos ir duomenų - skatinamos plėtros link.

Servo disko kontrolės strategijų kūrimas

Servo disko kontrolės strategijų plėtrą galima atsekti iki XX amžiaus vidurio -. Sparčiai plėtojant galios elektronikos technologiją ir šiuolaikinę valdymo teoriją, „Servo“ disko valdymo strategijos ir toliau tobulėjo, pradedant nuo pradinės pastovaus įtampos ir dažnio santykio valdymo ir šiuo metu plačiai naudojamo vektoriaus valdymo ir tiesioginio sukimo momento valdymo, o po to-intelektualią valdymą, kurį siūlo intelektualūs valdymo algoritmai.

Pastovi įtampa - dažnio santykio valdymas

Pastovi įtampa - dažnio santykio valdymas, dar žinomas kaip pastovi įtampa vienam dažnio valdymui (CVF), yra ankstyvos kintamos srovės variklio pavaros sistemų valdymo strategija. Pagrindinis jo principas yra išlaikyti pastovią įtampą - dažnio santykį, kad būtų išlaikytas pastovus variklio magnetinis srautas. Todėl CVF valdymas taip pat vadinamas nuolatiniu srauto valdymu.

Konstanto V/F valdymo metu variklio veikimo įtampa yra proporcinga įvesties dažniui. Tai reiškia, kad didėjant dažniui, variklio įvesties įtampa taip pat didėja, palaikant proporcingą įtampos/dažnio santykį, užtikrinant, kad variklis pasiektų tinkamą elektromagnetinį sukimo momentą visais dažniais. Išlaikydamas šį proporcingą ryšį tarp įtampos ir dažnio, nuolatinis V/F valdymas palaiko stabilų variklio srautą skirtingais dažniais. Tai padeda užtikrinti, kad būtų sukurtas pakankamas magnetinis laukas visais variklio greičiais, išlaikant stabilias veikimo charakteristikas.

Palyginti su kitomis pažangiomis valdymo strategijomis, nuolatinė V/F valdymas yra gana paprastas, žemas - išlaidos ir labai patikimos. Dėl to jis plačiai naudojamas daugelyje laukų, ypač kai reikia mažų - kainų ir santykinai paprasto valdymo. Nuolatinis V/F valdymas yra taikomas daugelio tipų kintamos srovės varikliams, įskaitant indukcinius variklius ir nuolatinius magneto sinchroninius variklius. Pastovi įtampos/dažnio santykio valdymas yra atidarytas {- kilpos valdymas ir nereikalauja grįžtamojo ryšio signalų, tokių kaip įtampa, srovė, greitis ir padėtis. Tačiau jis taip pat negali valdyti variklio sukimo momento. Dėl grįžtamojo ryšio grandinės trūkumo trūksta realaus - laiko tikslumo ir turi mažą valdymo tikslumą, prastą dinaminį našumą ir nepatenkinamą valdymo rezultatą.

Pastovi V/F valdymo valdymas užtikrina, kad variklis galėtų išlaikyti stabilias veikimo charakteristikas skirtingu greičiu, išlaikydamas proporcingą ryšį tarp įtampos ir dažnio. Tai paprasta ir efektyvi kintamos srovės variklio pavaros valdymo strategija.

Tiesioginis sukimo momento valdymas

Tiesioginis sukimo momento valdymas (DTC) yra servo valdymo technologija, kurią devintajame dešimtmetyje pasiūlė vokiečių ir japonų tyrėjai. Ja siekiama tiksliai pasiekti variklių sukimo momentą ir greičio valdymą. Skirtingai nuo „Vector Control“, kuris atskiria srovę, DTC tiesiogiai kontroliuoja sukimo momentą, sumažindamas priklausomybę nuo variklio parametrų ir taip pagerinti sistemos dinaminį našumą ir stabilumą. DTC naudoja erdvės vektoriaus analizę, kad tiesiogiai valdytų statoriaus srauto jungtį ir elektromagnetinį sukimo momentą statoriaus lauke - orientuotą.

DTC sistemą paprastai sudaro du pagrindiniai komponentai: sukimo momento valdiklis ir srauto valdiklis. S? Palyginus reikiamą sukimo momentą su faktiniu sukimo momentu, sukimo momento valdiklis sukuria tinkamą įtampos vektorių, kad būtų galima valdyti variklio išvesties sukimo momentą. Šis tiesioginio sukimo momento valdymo metodas leidžia sistemai greičiau reaguoti į sukimo momento poreikius. Srauto valdikliai stebi variklio magnetinį srautą ir prireikus sureguliuoja jo dydį. Kontroliuojant variklio magnetinį srautą, galima pasiekti greičio valdymą. Srauto valdikliai paprastai naudoja erdvės vektoriaus moduliaciją (SVM), kad būtų galima sureguliuoti variklio magnetinį srautą, kad pasiektų norimą greitį. Tiesioginis sukimo momento valdymas (DTC) pašalina sudėtingus koordinačių skaičiavimus ir suteikia privalumų, tokių kaip greito sukimo momento valdymo atsako laikas ir tvirtumas. Kadangi DTC sistemoms nereikia variklio srovės matavimo ir skaičiavimo, jos gali sumažinti valdymo sistemos sudėtingumą ir sąnaudas. Tačiau jie kenčia nuo prasto našumo mažu greičiu, sukimo momento virpėjimu ir nestabiliu perjungimo dažniu.

Tiesioginis sukimo momento valdymas (DTC) yra pažangi variklio valdymo technologija, kuri pasiekia tikslų sukimo momentą ir greičio valdymą, tiesiogiai valdant variklio sukimo momentą ir magnetinį srautą. Greitas dinamiškas atsakas ir efektyvūs rezultatai paskatino plačiai pritaikyti pramonės programas.

Vektoriaus valdymas

Laukas - orientuota valdymas (FOC), dar žinomas kaip laukas - orientuota valdymas, yra servo valdymo teorija, pasiūlyta aštuntajame dešimtmetyje. Jame naudojami koordinačių transformacijos principai, naudojant parko ir Clarko transformacijas, kad statoriaus srovę transformuotų trijose - fazės stacionarios koordinačių sistemoje į DC komponentą dviejuose - fazės besisukančios koordinačių sistemoje. Tada fazės srovės atsiejamos, kad būtų gauta sužadinimo srovė I ir besisukanti srovės ID, pasiekiant valdymo efektyvumą, panašų į DC variklio. Gavus reikiamą valdymo kintamąjį, atvirkštinio parko transformacija ir SVPWM algoritmas naudojamas norint jį paversti trimis - fazės kintama kintamajame kintamajame.

Pagrindiniai vektorių valdymo tipai yra atviri - kilpos vektoriaus valdymas (be jutiklių vektoriaus valdymas) ir uždaryti - kilpos vektoriaus valdiklį (jutiklinis vektoriaus valdymas). Atidaryti - kilpos vektoriaus valdiklį nereikia grįžtamojo ryšio apie variklio greitį ar padėtį. Šis metodas yra paprastas ir žemas - išlaidos, tačiau jo valdymo tikslumas ir dinaminis našumas yra prastesnis už uždarą - kilpos valdymą. Uždaryti - kilpos vektoriaus valdiklį reikalingas variklio greitis arba grįžtamasis ryšys, kad būtų galima tiksliai valdyti srautą ir sukimo momentą. Tai suteikia labai tikslų valdymo našumą ir yra tinkamas programoms, kurioms reikalingas didelis dinaminis našumas. Vektorių valdymo strategijose pirmiausia apima ID =0 valdymą, galios faktoriaus vienybės valdymą, maksimalų sukimo momentą - iki - dabartinio santykio valdymo ir lauko - silpnėjančios valdymo. ID =0 valdymas, dėl savo paprastumo, minimalių skaičiavimo pastangų, puikaus sukimo momento našumo ir plataus greičio reguliavimo diapazono, plačiai naudojamas aukštai - našumo valdymo programose. Tačiau vektoriaus valdymas turi trūkumų: tai apima rotoriaus srauto ir sudėtingų koordinačių transformacijų nustatymą, įveda netiesinius veiksnius, tokius kaip du - ašies srovės sujungimas, ir yra tiesiogiai paveiktas variklio parametrų, todėl sistema yra jautri parametrų variacijoms ir išoriniams trukdžiams veikimo metu, todėl sumažėja valdymo tikslumas.

„Vector Control“ technologija tapo esmine šiuolaikinio kintamosios srovės variklio valdymo komponentu ir yra plačiai naudojama įvairiose pramoninėse ir komercinėse programose, įskaitant elektrines transporto priemones, pramoninius robotus, liftus ir įvairias greičio valdymo sistemas. Pateikdamas aukštą - tikslumą ir aukštą - efektyvumo valdymą, vektorių valdymo technologija žymiai pagerina variklių pavaros sistemų veikimą.

Intelektuali kontrolė

Pažangi kontrolė skiriasi nuo ankstesnių kontrolės strategijų. Tai visiškai nesiremia matematiniu valdymo objekto modeliu, bet optimizuoja valdymą gaudamas atsiliepimų apie našumą. Netiesiniam, daugiamatėms kintamos srovės servo varikliams intelektualusis valdymas yra tinkamas pasirinkimas. Intelektualioji kontrolė yra ne viena valdymo strategija, o bendras terminas, skirtas strategijų klasei, daugiausia įskaitant neaiškų valdymą, slydimo režimo valdymą, nervų tinklo valdymą ir genetinius algoritmus.

(1) Apytikslė kontrolė, dar žinoma kaip neaiški loginė kontrolė, kyla iš neaiškios matematikos ir yra kompiuterio valdymo technologija, susidedanti iš miglotos rinkinio teorijos, miglotos kalbos ir miglotos logikos. Apytikslė kontrolė imituoja neaiškų samprotavimus ir sprendimą - žmonių kūrimo procesą ir priklauso intelektualiam kontrolės metodui. Šis metodas paverčia operatorių ar ekspertų patirtį neaiškiomis taisyklėmis, apsimeskite realius - jutiklių laiko signalus, o po to atlieka miglotus samprotavimus ir galiausiai integruoja rezultatus į pavarą. Apytiksliai valdikliui nereikia nustatyti tikslaus kontroliuojamo objekto matematinio modelio. Šis metodas palengvina valdymo mechanizmą ir strategiją, kurį lengviau priimti ir suprasti, paprastas dizainas ir lengvai pritaikyti. Apytiksliai valdymo sistemos turi puikų tvirtumą ir gali efektyviai sumažinti trukdžių ir parametrų pokyčių poveikį valdymo efektui. Tai ypač tinka netiesinėms, laiko - valdymui skirtingiems ir grynai atsilikimo sistemoms ir turi tvirtus pranašumus realiame - laiko našume. Tačiau neryškios kontrolės dizainas vis dar susiduria su iššūkiais sisteminant, ypač kontroliuojant sudėtingas sistemas. Šiuo metu nebuvo sukurta visiška neaiški kontrolės teorinė sistema, siekiant išspręsti neaiškių valdymo mechanizmo, stabilumo analizės, sisteminio projekto ir kt. Problemas, todėl norint išvengti patikimos neryškios taisyklės ir narystės funkcijų projektavimo metodą, kad būtų išvengta visiškai pasikliaudami empiriniu dizainu, yra viena iš problemų, į kurias reikia atkreipti dėmesį, kad būtų galima atkreipti dėmesį į miglotus kontrolės tyrimus.

(2) Stumdymo režimo valdymas SMC, dar žinomas kaip kintamos struktūros valdymas, yra valdymo schema, pagrįsta šiuolaikine valdymo teorija. Jo matematinis pagrindas daugiausia grindžiamas Lyapunovo funkcija. Pagrindinė slankiojančio režimo valdymo koncepcija yra nustatyti slenkimo režimo paviršių, nukreipti kontroliuojamą sistemą į paviršių ir priversti sistemą judėti išilgai slenkančio paviršiaus. Šis valdymo metodas iš esmės yra netiesinė kontrolės strategija. Jo netiesinės charakteristikos atsispindi kontrolės nepertraukiamumui, kuris pasiekiamas perjungimo funkcijas. Remiantis laipsniu, kuriuo sistemos būsena nukrypsta nuo slenkimo režimo, valdiklio struktūra (valdymo įstatymas arba valdiklio parametrai) sureguliuojama, kad sistema laikytųsi operacijos režimu, nurodytu slydimo režimu. Stumdymo režimo valdymas gali įveikti sistemos neapibrėžtumą ir parodyti tvirtą tvirtumą trukdžių ir nemodifikuotai dinamikai, ypač netiesinės sistemos valdymo srityje [12]. Stumdymo režimo valdymas yra paprastas ir efektyvus, greito reagavimo greitis ir geras tvirtumas išorinio triukšmo trukdžių ir parametrų pokyčiams. Tačiau kai sistemos būsenos trajektorija pasiekia slenkimo režimo paviršių, algoritmui sunku griežtai sekti paviršių iki sistemos pusiausvyros taško. Vietoj to, jis važiuoja pirmyn ir atgal iš abiejų stumdomo paviršiaus pusių ir palaipsniui artėja prie pusiausvyros taško, todėl atsiranda plepėjimas. Šiuo metu pagrindiniai metodai, kaip sumažinti plepėjimo poveikį, yra pagerinti slenkimo režimo artėjimo įstatymą arba naudoti filtravimą, miglotą valdymą, nervų tinklą ir kitus metodus.

(3) Neuroninio tinklo valdymas yra metodas, kuris naudoja neuroninius tinklus, kad apdorotų sudėtingus netiesinius objektus, kuriuos sunku tiksliai apibūdinti. Šioje valdymo sistemoje neuroniniai tinklai gali atlikti kelis vaidmenis, tokius kaip valdikliai, optimizavimo skaičiavimai, samprotavimai ar gedimų diagnozė. Ši neuroninio tinklo valdymo sistema, integruojanti įvairias funkcijas, gali efektyviau susidoroti su sistemos sudėtingumu ir netikrumu. Valdydama nervų tinklo valdymą, sistema gali veikti lanksčiau ir adaptualiai, gerindama sistemos našumą ir tvirtumą. Dirbtiniai neuroniniai tinklai (ANNS) yra sutrumpinti kaip nerviniai tinklai (NN). Anns yra modelis, sukurtas imituojant žmogaus smegenų nervų sistemos mokymosi mechanizmą ir yra padalintas į daugialypį - sluoksnį ir pavienį - sluoksnį. Kiekviename sluoksnyje yra keli neuronai, o neuronai yra sujungti nukreiptomis jungtimis su kintamaisiais svoriais. Pakartotinai mokydamiesi ir mokydami žinomos informacijos ir palaipsniui koreguodami neuronų jungčių svorius, dirbtiniai neuroniniai tinklai gali apdoroti informaciją ir imituoti įvesties - išvesties ryšius. Neuroninio tinklo technologija turi akivaizdžių pranašumų, palyginti su tradiciniais duomenų apdorojimo metodais, apdorojant neaiškius, atsitiktinius ir netiesinius duomenis, ir yra ypač tinkamas sistemoms, turinčioms didelę, sudėtingą struktūrą ir neaiškią informaciją. Neuroniniams tinklams nereikia suprasti tikslaus įvesties ir išvesties ryšio, o reikia tik atsižvelgti į ne - pastovius veiksnius, sukeliančius išvesties pokyčius, tai yra, ne - pastovūs parametrai. Dėl to nerviniai tinklai gerai veikia apdorojant neaiškius duomenis.

(4) Genetinis algoritmas (GA) yra lygiagreti atsitiktinės paieškos optimizavimo technika, imituojanti gamtos organizmų genetinius ir evoliucinius procesus. Šis algoritmas veikia dvejetainėmis eilutėmis naudojant kodavimo metodus, imituodamas populiacijos raidą, kad būtų galima ieškoti optimalaus sprendimo. Genetiniai algoritmai naudoja tvarkingą atsitiktinio informacijos mainų mechanizmą, kad būtų galima rekombinuoti labai pritaikomus stygas ir pakeisti tam tikrą stygų segmentus tam tikra tikimybe. Panašiai kaip natūralią atranką, išlaikomos labai pritaikomos stygos ir toliau dauginasi, kol bus pasiektas patenkinamas optimizavimo rezultatas. Genetiniai algoritmai neturi specifinių reikalavimų pačiai problemai ir nereikalauja griežtų matematinių prielaidų. Jie taip pat turi lygiagrečių skaičiavimo galimybes, padidindami skaičiavimo greitį per didelę - skalę lygiagrečią skaičiavimą, todėl jie yra tinkami optimizuoti didelę - skalę, sudėtingas problemas. Algoritmas naudoja tikimybines pereinamojo laikotarpio taisykles, kad vadovautųsi paieškos kryptimi ir parodo save - Organizavimą, adaptyviąsias ir savęs - mokymosi savybes. Dėl savo pranašumų dujos yra plačiai naudojamos parametrų optimizavimui valdiklio dizaine, ypač optimizavimui. Jie taip pat taikomi tokiose srityse kaip kelio optimizavimas, energijos sistemos ir automobilių pramonė.

Paprastai tai sujungia keletą intelektualių kontrolės strategijų, kad būtų pasiektas geresnis kontrolės efektas. Pvz., Siūloma kintamo galios metodo greičio slenkančios plėvelės valdymo strategija, o prie galios metodo greičio pridedamas adaptyviosios slankiojančios plėvelės kintamasis eksponentinis terminas, kuris pagerina stebėjimo tikslumą ir veiksmingai kontroliuoja klaidų amplitudę. Yu Xiaoling ir kt. [16] pasiūlė neryškų adaptyvų trupmeninį - užsisakyti PID valdiklį, derinant neryškų valdymą su trupmenine - užsisakyti PID valdiklį, kuris tam tikru mastu pagerino motorinės reguliavimo sistemos reakcijos greitį ir pagerino stabilumą. Apytikslė kontrolė derinama su genetiniu algoritmu, kad būtų sudarytas genetinis - neaiški kompozicinės valdymo strategija, o genetinis algoritmas naudojamas optimizuoti miglotus PI valdiklio parametrus, kad būtų galima išspręsti didelių klaidų problemą proporcingo faktoriaus derinimo, kurį sukelia neryškūs samprotavimai, sutrumpinti parametrų derinimo laiką ir paklaidą, ir toliau pagerinti variklio kontrolės efektyvumą. Valdymo strategija, sujungianti radialinio pagrindo funkcijos (RBF) nervų tinklą su PID valdikliu, naudoja jautrumo signalą, gautą identifikuojant, kad sureguliuotų PID parametrus, taip pagerindamas anti - trikdžių gebėjimą. RBF neuroniniai tinklai yra neuroniniai tinklai, galintys savavališkai tiksliai suderinti netiesines funkcijas. Jie siūlo vietinio apytikslės pranašumus, stiprią įvestį - išvesties žemėlapių sudarymą ir greitą konvergenciją. Bangos neuroninio tinklo (WNN) sujungimas su PID valdikliu ir panaudojant bangų nervų tinklo PID (WNN -} PID) valdymo strategiją efektyviai pagerina nuolatinių magneto sinchroninių variklių greičio kontrolės tikslumą. „Wavelet“ nervų tinklai yra efektyvus būdas sujungti neuroninių tinklo struktūrinius modelius su kelių - skiriamąja geba ir daugialypė - skalės signalo analizė. Dėl linijinio tinklo svorio koeficientų pasiskirstymo ir išmoktos objektyvios funkcijos išgaubimo tinklo mokymo procesas iš esmės išvengia vietinių optimalumo ir netiesinių optimizavimo problemų.