Postoje tri načina upravljanja servo motorom: impulsno, analogno i komunikacijsko upravljanje. Kako odabrati način upravljanja servo motorom u različitim scenarijima primjene?
1. Način kontrole impulsa servo motora
U nekoj maloj samostalnoj opremi, upotreba pulsne kontrole za postizanje pozicioniranja motora, trebala bi biti najčešća primjena, ovaj način upravljanja je jednostavan, lako razumljiv. Osnovna ideja upravljanja: ukupni impuls određuje pomak motora, frekvencija impulsa određuje brzinu motora. Impuls se bira da bi se ostvarila kontrola servo motora. Otvorite korisnički priručnik servo motora, pojavit će se tabela kako slijedi:
Oba su pulsno kontrolirana, ali implementacija je drugačija:
Prvo, vozač prima dva impulsa velike brzine (A, B) i određuje smjer rotacije motora kroz faznu razliku između dva impulsa. Na gornjoj slici, ako je B 90 stepeni brže od faze A, to je pozitivno. Ako je B 90 stepeni sporiji od A, on je obrnut. U radu se dva fazna impulsa ovog upravljanja izmjenjuju, pa ovaj način upravljanja nazivamo i diferencijalnim upravljanjem. Ima karakteristiku razlike, koja takođe pokazuje da ovaj način upravljanja, kontrolni impuls ima veću sposobnost protiv smetnji, u nekim scenarijima primjene sa jakim smetnjama, ovaj način je poželjniji. Ali na ovaj način, osovina motora treba da zauzme dva pulsna porta velike brzine, što je nezgodno za napetu situaciju pulsnog porta velike brzine.
Drugo, vozač i dalje prima dva impulsa velike brzine, ali dva brza impulsa ne postoje u isto vrijeme. Kada je jedan impuls u izlaznom stanju, drugi mora biti u neispravnom stanju. Prilikom odabira ovog načina upravljanja, važno je osigurati da se istovremeno emitira samo jedan impuls. Dva impulsa, jedan izlaz za pozitivan smjer, drugi za negativan smjer. Kao iu gore navedenom slučaju, ovaj način rada je također osovina motora koja treba zauzeti dva pulsna porta velike brzine.
Treće, vozaču je potrebno dati samo jedan impulsni signal, a pozitivan i negativan rad motora je određen IO signalom u jednom smjeru. Ovaj način upravljanja je jednostavniji i zauzima najmanje resursa pulsnog porta velike brzine. U tipičnom malom sistemu, ovo je poželjno.
2. Način upravljanja simulacijom servo motora
U scenariju aplikacije koji treba koristiti servo motor za realizaciju kontrole brzine, možemo odabrati analognu količinu za realizaciju kontrole brzine motora, vrijednost analogne količine određuje brzinu rada motora. Analogna veličina se može odabrati na dva načina, struja ili napon. Naponski način, potrebno je samo dodati određenu količinu napona na kraju upravljačkog signala. Implementacija je jednostavna, u nekim scenarijima se koristi potenciometar za postizanje kontrole. Međutim, kada se napon koristi kao kontrolni signal, napon se lako interferira u složenom okruženju, što rezultira nestabilnom kontrolom. Trenutni način rada: Potreban je odgovarajući strujni izlazni modul. Ali trenutni signal ima snažnu sposobnost protiv ometanja i može se koristiti u složenim scenama.
3. Način kontrole komunikacije servo motora
CAN, EtherCAT, Modbus i Profibus su uobičajeni načini za realizaciju kontrole servo motora putem komunikacije. Kontrola motora putem komunikacije je poželjna metoda upravljanja u nekim složenim i velikim scenarijima primjene sistema. Koristeći način komunikacije, veličina sistema, broj osovina motora se lako režu, bez složenog kontrolnog ožičenja. Izgrađeni sistem je izuzetno fleksibilan.
Kontrola brzine i okretnog momenta servo motora se kontrolira analognom količinom. Kontrola položaja se kontroliše slanjem impulsa. Specifičan način upravljanja treba odabrati prema zahtjevima kupaca i zadovoljiti funkciju kretanja. Ako nemate zahtjeve za brzinu i položaj motora, sve dok je izlaz konstantnog momenta, naravno, mod zakretnog momenta.
Ako položaj i brzina imaju određene zahtjeve za preciznošću, a obrtni moment u realnom vremenu nije previše zabrinut, režim obrtnog momenta nije baš prikladan, brzina ili položaj je bolji. Ako gornji kontroler ima dobru kontrolnu funkciju zatvorene petlje, učinak kontrole brzine će biti bolji. Ako zahtjevi nisu jako visoki, ili nema zahtjeva u realnom vremenu, režim kontrole položaja nema visoke zahtjeve na gornjem kontroleru.
U smislu brzine odziva servo drajvera, režim obrtnog momenta zahteva najmanje proračuna, a vozač najbrže reaguje na kontrolni signal. Režim položaja ima najviše proračuna, a vozačev odgovor na kontrolni signal je najsporiji.
Potrebno je podesiti motor u realnom vremenu kada su potrebne dinamičke performanse u pokretu. Dakle, ako je sam kontroler spor (kao što je PLC ili low-end kontroler pokreta), koristite kontrolu položaja. Ako kontroler ima veliku brzinu računara, pozicioni prsten se može pomeriti sa vozača na kontroler na brz način kako bi se smanjilo opterećenje vozača i poboljšala efikasnost (kao što je većina kontrolera kretanja srednjeg i visokog kvaliteta); Ako imate bolji gornji kontroler, možete koristiti i kontrolu zakretnog momenta, petlja brzine je također uklonjena iz pogona, ovo općenito može samo vrhunski namjenski kontroler i, u ovom trenutku, ne morate koristiti servo motor.
Uopšteno govoreći, kontrola drajvera nije dobra, svaki proizvođač kaže da radi najbolje, ali sada postoji intuitivniji način poređenja koji se zove propusni opseg odziva. Prilikom kontrole zakretnog momenta ili kontrole brzine, signal pravokutnog vala se daje generatoru impulsa kako bi se motor neprestano okretao i preokrenuo, te konstantno prilagođavao frekvenciju. Ono što se prikazuje na osciloskopu je signal frekvencije pomeranja. Kada vrh omotača dostigne 70,7 posto najveće vrijednosti, to znači da je korak otišao van koraka. Prosječna strujna petlja može raditi na više od 1000 Hz, dok petlja brzine može raditi samo na desetinama Herca.
Da to izrazim na tehnički način:
1. Kontrola momenta servo motora
Način kontrole momenta je postavljanje izlaznog momenta osovine motora preko ulaza eksterne analogne ili direktne adrese. Specifične performanse su sljedeće: na primjer, ako 10V odgovara 5Nm, kada je eksterni analogni podešen na 5V, izlaz vratila motora je
2,5 Nm: Ako je opterećenje osovine motora manje od 2,5 Nm, motor će postati pozitivan; ako je vanjsko opterećenje jednako 2,5 Nm, motor se neće okretati; ako je motor veći od 2,5 Nm, motor će se preokrenuti (obično se stvara kada postoji gravitacijsko opterećenje). Moment se može promijeniti trenutnim promjenom postavke analogne veličine, a odgovarajuća vrijednost adrese može se promijeniti i putem komunikacije.
Uglavnom se koristi u uređajima za namotavanje i odmotavanje koji imaju stroge zahtjeve u pogledu sile materijala, kao što su žičani uređaji ili oprema za povlačenje vlakana. Podešavanje obrtnog momenta treba da se promeni u bilo kom trenutku u skladu sa promjenom radijusa namotaja kako bi se osiguralo da se sila materijala neće promijeniti s promjenom radijusa namotaja.
2. Kontrola položaja servo motora:
Način upravljanja je općenito kroz eksternu ulaznu frekvenciju impulsa za određivanje veličine brzine rotacije, kroz broj impulsa za određivanje kuta rotacije, neki servo također mogu biti direktno putem komunikacijskog načina dodjele brzine i pomaka. Budući da način pozicioniranja može imati vrlo strogu kontrolu brzine i položaja, tako se općenito koristi u uređajima za pozicioniranje. Aplikacije kao što su CNC alatne mašine, mašine za štampanje i tako dalje.
3. Režim brzine servo motora:
Preko analognog ulaza ili frekvencije impulsa može se kontrolisati brzina rotacije, u gornjem upravljačkom uređaju vanjske petlje PID regulacija brzine se također može pozicionirati, ali mora signal položaja motora ili signal položaja opterećenja usmjeriti na gornju povratnu vezu za proračun. Način položaja također podržava vanjski prsten direktnog opterećenja za detekciju signala položaja. U ovom slučaju, enkoder na kraju osovine motora detektuje samo brzinu motora, a signal položaja osigurava uređaj za direktnu detekciju na kraju krajnjeg opterećenja. Prednost ovog načina rada je što se greška u međuprocesu prijenosa može smanjiti i povećati preciznost pozicioniranja cijelog sistema.
4. Razgovarajte o 3 zvona
Servo uglavnom kontrolišu tri prstena, a takozvana tri prstena su tri PID regulaciona sistema sa negativnom povratnom spregom zatvorene petlje. Najnutarnji PID prsten je trenutni prsten, koji je u potpunosti izveden unutar servo drajvera. Hall uređaj detektuje izlaznu struju svake faze drajvera prema motoru, i daje negativnu povratnu spregu na podešavanje struje za PID regulaciju, kako bi se postigla izlazna struja što je moguće bliža zadatoj struji. Trenutni prsten je za kontrolu obrtnog momenta motora, tako da je rad drajvera u režimu obrtnog momenta minimalan.
Dinamički odgovor je najbrži.
Drugi prsten je prsten brzine, koji se podešava negativnom povratnom spregom PID preko signala detektiranog enkodera motora. PID izlaz u prstenu je direktno podešavanje trenutnog prstena, tako da kontrola prstena brzine uključuje prsten brzine i trenutni prsten, drugim riječima, bilo koji način rada mora koristiti trenutni prsten, trenutni prsten je korijen kontrole . U isto vrijeme kontrole brzine i položaja, u sistemu se vrši i kontrola struje (momenta) kako bi se postigla odgovarajuća kontrola brzine i položaja.
Treći prsten je pozicijski prsten, koji je najudaljeniji prsten i može se izgraditi između vozača i enkodera motora ili između vanjskog kontrolera i enkodera motora ili konačnog opterećenja ovisno o situaciji. Budući da je interni izlaz prstena za kontrolu položaja podešavanje prstena brzine, sistem obavlja operaciju sva tri prstena u režimu kontrole položaja, a u ovom trenutku sistem ima najveću količinu proračuna i najsporiju brzinu dinamičkog odziva .