Có ba chế độ điều khiển của động cơ servo: xung, tương tự và giao tiếp.Chúng ta nên chọn chế độ điều khiển của động cơ servo như thế nào trong các tình huống ứng dụng khác nhau?
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 xác định vị trí của động cơ nên 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 thì khác nhau:
Đầu tiên là trình điều khiển nhận hai xung tốc độ cao (A và B), đồng thời xác định chiều quay của động cơ thông qua độ lệch pha giữa hai xung.Như thể hiện trong hình trên, nếu pha B nhanh hơn 90 độ so với pha A, thì đó là chuyển động quay thuận;thì pha B chậm pha 90o so với pha A là quay ngược chiều.
Trong quá trình hoạt động, các xung hai pha của điều khiển này xen kẽ nhau nên chúng ta còn gọi phương pháp điều khiển này là điều khiển vi sai.Nó có các đặc tính của vi sai, 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, phương pháp này được ưu tiên hơn.Tuy nhiên, theo cách này, một trục động cơ cần chiếm hai cổng xung tốc độ cao, không phù hợp với tình huống các cổng xung tốc độ cao bị chật
Thứ hai, trình điều khiển vẫn nhận được hai xung tốc độ cao, nhưng hai xung tốc độ cao không tồn tại cùng một lúc.Khi một xung ở trạng thái đầu ra, xung kia phải ở trạng thái không hợp lệ.Khi chọn phương pháp điều khiển này, phải đảm bảo rằng chỉ có một đầu ra xung tại cùng một thời điểm.Hai xung, một đầu ra chạy theo chiều dương và đầu ra chạy theo chiều âm.Như trong 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 trình điều khiển và hoạt động tiến và lùi của động cơ được xác định bởi tín hiệu IO một hướng.Phương pháp điều khiển này đơn giản hơn để điều khiển và việc 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 analog để thực hiện điều khiển tốc độ của động cơ và giá trị của giá trị analog 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 đầu tín hiệu điều khiển.Trong một số trường hợp, bạn thậm chí có thể sử dụng chiết áp để đạt được quyền kiểm soát, điều này rất đơn giản.Tuy nhiên, điện áp được chọn làm tín hiệu điều khiển.Trong môi trường phức tạp, điện áp dễ bị xáo trộn dẫn đến khả năng 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 giao tiếp 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 pháp giao tiếp để điều khiển động cơ là phương pháp điều khiển ưa thích 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 đi dây điều khiển phức tạp.Hệ thống được xây dựng cực kỳ linh hoạt.
Thứ tư, phần mở rộng
1. Điều khiển mô-men xoắn động cơ servo
Phương pháp điều khiển mô-men xoắn là đặt mô-men xoắn 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 tương tự bên ngoài được đặt thành 5V, trục động cơ là Đầu ra là 2,5Nm.Nếu tải trục động cơ thấp hơn 2,5Nm, thì động cơ đang ở trạng thái tăng tốc;khi tải ngoài bằng 2,5Nm, động cơ ở trạng thái dừng hoặc tốc độ không đổi;khi tải ngoài cao hơn 2,5Nm, động cơ ở trạng thái giảm tốc hoặc tăng tốc ngược.Có thể thay đổi mô-men xoắn đã đặt bằng cách thay đổi cài đặt của đại lượng tương tự trong thời gian thực hoặc giá trị của địa chỉ tương ứng có thể được thay đổi thông qua giao tiếp.
Nó chủ yếu được sử dụng trong các thiết bị cuộn và tháo cuộn có yêu cầu nghiêm ngặt về lực của vật liệu, chẳng hạn như thiết bị cuộn hoặc thiết bị kéo sợi quang.Cài đặt mô-men xoắn nên 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 của các xung đầu vào bên ngoài và góc quay được xác định bởi số lượng xung.Một số động cơ servo có thể chỉ định trực tiếp tốc độ và độ dịch chuyển 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 để 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.Ưu điểm của việc này là có thể giảm quá trình truyền dẫn trung gian.Lỗi làm tăng độ chính xác định vị của toàn bộ hệ thống.
4. Nói về tam nhẫn
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 đối với động cơ được phát hiện bởi thiết bị Hall và phản hồi âm được sử dụng để điều chỉnh cài đặt dòng điện cho điều chỉnh PID, sao cho đạt được dòng điện đầu ra càng gần càng tốt.Bằng với dòng điện đã đặt, vòng lặp hiện tại sẽ điều khiển mô-men xoắn của động cơ, vì vậy ở chế độ mô-men xoắn, trình điều khiển có thao tác nhỏ nhất và đáp ứng động nhanh nhất.
Vòng lặp thứ hai là vòng lặp 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 điều khiển tốc độ và vị trí tương ứng.
Vòng lặp thứ ba là vòng lặp vị trí, là vòng lặp ngoài cùng.Nó có thể được xây dựng giữa trình 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 cài đặt của vòng lặp tốc độ nên ở chế độ điều khiển vị trí, hệ thống thực hiện các hoạt động của cả ba vòng.Lúc này hệ thống có lượng tính toán lớn nhất và tốc độ đáp ứng động chậm nhất.
Trên đến từ Tin tức Thành Châu
Thời gian đăng: 31-05-2022