Có ba chế độ điều khiển của động cơ servo: xung, analog và truyền thông.Chúng ta nên chọn chế độ điều khiển của động cơ servo trong các tình huống ứng dụng khác nhau như thế nào?
1. Chế độ điều khiển xung của động cơ servo
Trong một số thiết bị độc lập nhỏ, việc sử dụng điều khiển xung để nhận biết vị trí của động cơ phải là phương pháp ứng dụng phổ biến nhất.Phương pháp điều khiển này đơn giản và dễ hiểu.
Ý tưởng điều khiển cơ bản: tổng lượng xung xác định độ dịch chuyển của động cơ và tần số xung xác định tốc độ động cơ.Xung được chọn để thực hiện điều khiển mô tơ servo, mở hướng dẫn sử dụng mô tơ servo và nhìn chung sẽ có một bảng như sau:
Cả hai đều là điều khiển xung, nhưng cách thực hiện khác nhau:
Đầu tiên là người lái nhận hai xung tốc độ cao (A và B) và xác định hướng quay của động cơ thông qua độ lệch pha giữa hai xung.Như thể hiện trong hình trên, nếu pha B nhanh hơn pha A 90 độ thì đó là chuyển động quay thuận;thì pha B chậm hơn pha A 90 độ nên quay ngược.
Trong quá trình hoạt động, các xung hai pha của điều khiển này luân phiên nhau nên chúng ta còn gọi phương pháp điều khiển này là điều khiển vi sai.Nó có đặc tính vi phân, điều này cũng cho thấy phương pháp điều khiển này, xung điều khiển có khả năng chống nhiễu cao hơn, trong một số tình huống ứng dụng có nhiễu mạnh thì phương pháp này được ưa chuộng hơn.Tuy nhiên, theo cách này, một trục động cơ cần chiếm hai cổng xung tốc độ cao, điều này không phù hợp với tình huống các cổng xung tốc độ cao bị chật.
Thứ hai, người lái vẫn nhận được hai xung tốc độ cao nhưng hai xung tốc độ cao đó không tồn tại cùng lúc.Khi một xung ở trạng thái đầu ra thì xung kia phải ở trạng thái không hợp lệ.Khi chọn phương pháp điều khiển này phải đảm bảo chỉ có một đầu ra xung tại cùng một thời điểm.Hai xung, một đầu ra chạy theo hướng dương và đầu ra kia chạy theo hướng âm.Như trường hợp trên, phương pháp này cũng yêu cầu hai cổng xung tốc độ cao cho một trục động cơ.
Loại thứ ba là chỉ cần cung cấp một tín hiệu xung cho người lái và hoạt động tiến và lùi của động cơ được xác định bởi tín hiệu IO một hướng.Phương pháp điều khiển này điều khiển đơn giản hơn và chiếm dụng tài nguyên của cổng xung tốc độ cao cũng ít nhất.Trong các hệ thống nhỏ nói chung, phương pháp này có thể được ưa thích hơn.
Thứ hai, phương pháp điều khiển tương tự động cơ servo
Trong kịch bản ứng dụng cần sử dụng mô tơ servo để thực hiện điều khiển tốc độ, chúng ta có thể chọn giá trị tương tự để thực hiện điều khiển tốc độ của động cơ và giá trị của giá trị tương tự xác định tốc độ chạy của động cơ.
Có hai cách để chọn đại lượng tương tự, dòng điện hoặc điện áp.
Chế độ điện áp: Bạn chỉ cần thêm một điện áp nhất định vào cực tín hiệu điều khiển.Trong một số trường hợp, bạn thậm chí có thể sử dụng chiết áp để đạt được khả năng kiểm soát, việc này rất đơn giản.Tuy nhiên, điện áp được chọn làm tín hiệu điều khiển.Trong môi trường phức tạp, điện áp dễ bị nhiễu dẫn đến điều khiển không ổn định.
Chế độ hiện tại: Cần có mô-đun đầu ra hiện tại tương ứng, nhưng tín hiệu hiện tại có khả năng chống nhiễu mạnh và có thể được sử dụng trong các tình huống phức tạp.
3. Chế độ điều khiển truyền thông của động cơ servo
Các cách phổ biến để thực hiện điều khiển động cơ servo bằng giao tiếp là CAN, EtherCAT, Modbus và Profibus.Sử dụng phương thức giao tiếp để điều khiển động cơ là phương pháp điều khiển được ưu tiên cho một số tình huống ứng dụng hệ thống lớn và phức tạp.Bằng cách này, kích thước của hệ thống và số lượng trục động cơ có thể được điều chỉnh dễ dàng mà không cần nối dây điều khiển phức tạp.Hệ thống được xây dựng cực kỳ linh hoạt.
Thứ tư, phần mở rộng
1. Điều khiển mômen động cơ servo
Phương pháp điều khiển mô-men xoắn là thiết lập mô-men đầu ra bên ngoài của trục động cơ thông qua đầu vào của đại lượng tương tự bên ngoài hoặc gán địa chỉ trực tiếp.Hiệu suất cụ thể là, ví dụ: nếu 10V tương ứng với 5Nm, khi đại lượng analog bên ngoài được đặt thành 5V thì trục động cơ là Đầu ra là 2,5Nm.Nếu tải trục động cơ nhỏ hơn 2,5Nm thì động cơ ở trạng thái tăng tốc;khi tải bên ngoài bằng 2,5Nm, động cơ ở tốc độ không đổi hoặc trạng thái dừng;khi tải bên ngoài cao hơn 2,5Nm, động cơ ở trạng thái giảm tốc hoặc tăng tốc ngược.Mô-men xoắn cài đặt có thể được thay đổi bằng cách thay đổi cài đặt của đại lượng tương tự trong thời gian thực hoặc có thể thay đổi giá trị của địa chỉ tương ứng thông qua giao tiếp.
Nó chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị cuộn dây và tháo cuộn có yêu cầu nghiêm ngặt về lực của vật liệu, chẳng hạn như thiết bị cuộn dây hoặc thiết bị kéo sợi quang.Cài đặt mô-men xoắn phải được thay đổi bất cứ lúc nào theo sự thay đổi của bán kính cuộn dây để đảm bảo rằng lực của vật liệu sẽ không thay đổi khi bán kính cuộn dây thay đổi.thay đổi theo bán kính cuộn dây.
2. Điều khiển vị trí động cơ servo
Ở chế độ điều khiển vị trí, tốc độ quay thường được xác định bởi tần số xung đầu vào bên ngoài và góc quay được xác định bởi số lượng xung.Một số servo có thể trực tiếp ấn định tốc độ và chuyển vị thông qua giao tiếp.Vì chế độ vị trí có thể kiểm soát rất chặt chẽ tốc độ và vị trí nên nó thường được sử dụng trong các thiết bị định vị, máy công cụ CNC, máy in, v.v.
3. Chế độ tốc độ động cơ servo
Tốc độ quay có thể được điều khiển thông qua đầu vào của đại lượng tương tự hoặc tần số xung.Chế độ tốc độ cũng có thể được sử dụng để định vị khi điều khiển PID vòng ngoài của thiết bị điều khiển phía trên được cung cấp, nhưng tín hiệu vị trí của động cơ hoặc tín hiệu vị trí của tải trực tiếp phải được gửi đến máy tính phía trên.Phản hồi cho việc sử dụng hoạt động.Chế độ vị trí cũng hỗ trợ vòng ngoài tải trực tiếp để phát hiện tín hiệu vị trí.Tại thời điểm này, bộ mã hóa ở đầu trục động cơ chỉ phát hiện tốc độ động cơ và tín hiệu vị trí được cung cấp bởi thiết bị phát hiện đầu cuối tải trực tiếp cuối cùng.Ưu điểm của việc này là có thể làm giảm quá trình truyền tải trung gian.Lỗi làm tăng độ chính xác định vị của toàn bộ hệ thống.
4. Nói về ba chiếc nhẫn
Các servo thường được điều khiển bởi ba vòng.Cái gọi là ba vòng là ba hệ thống điều chỉnh PID phản hồi âm vòng kín.
Vòng lặp PID trong cùng là vòng lặp hiện tại, được thực hiện hoàn toàn bên trong trình điều khiển servo.Dòng điện đầu ra của từng pha của động cơ đến động cơ được thiết bị Hall phát hiện và phản hồi âm được sử dụng để điều chỉnh cài đặt hiện tại để điều chỉnh PID, sao cho đạt được dòng điện đầu ra càng gần càng tốt.Bằng với dòng điện đặt, vòng dòng điện điều khiển mô-men xoắn của động cơ, do đó ở chế độ mô-men xoắn, trình điều khiển có thao tác nhỏ nhất và phản ứng động nhanh nhất.
Vòng thứ hai là vòng tốc độ.Việc điều chỉnh PID phản hồi âm được thực hiện thông qua tín hiệu được phát hiện của bộ mã hóa động cơ.Đầu ra PID trong vòng lặp của nó trực tiếp là cài đặt của vòng lặp hiện tại, do đó điều khiển vòng lặp tốc độ bao gồm vòng lặp tốc độ và vòng lặp hiện tại.Nói cách khác, bất kỳ chế độ nào cũng phải sử dụng vòng lặp hiện tại.Vòng lặp hiện tại là nền tảng của điều khiển.Trong khi tốc độ và vị trí được điều khiển, hệ thống thực sự đang điều khiển dòng điện (mô-men xoắn) để đạt được sự kiểm soát tương ứng về tốc độ và vị trí.
Vòng lặp thứ ba là vòng lặp vị trí, là vòng lặp ngoài cùng.Nó có thể được xây dựng giữa bộ điều khiển và bộ mã hóa động cơ hoặc giữa bộ điều khiển bên ngoài và bộ mã hóa động cơ hoặc tải cuối cùng, tùy thuộc vào tình hình thực tế.Vì đầu ra bên trong của vòng điều khiển vị trí là thiết lập của vòng lặp tốc độ nên ở chế độ điều khiển vị trí, hệ thống thực hiện các hoạt động của cả ba vòng.Tại thời điểm này, hệ thống có khối lượng tính toán lớn nhất và tốc độ phản hồi động chậm nhất.
Trên đây đến từ Tin tức Thành Châu
Thời gian đăng: 31-05-2022