Existem três modos de controle do servo motor: pulso, analógico e comunicação.Como devemos escolher o modo de controle do servo motor em diferentes cenários de aplicação?
1. Modo de controle de pulso do servo motor
Em alguns pequenos equipamentos autônomos, o uso de controle de pulso para realizar o posicionamento do motor deve ser o método de aplicação mais comum.Este método de controle é simples e fácil de entender.
A ideia básica de controle: a quantidade total de pulsos determina o deslocamento do motor e a frequência do pulso determina a velocidade do motor.O pulso é selecionado para realizar o controle do servo motor, abra o manual do servo motor, e geralmente haverá uma tabela como a seguinte:
Ambos são controle de pulso, mas a implementação é diferente:
A primeira é que o driver recebe dois pulsos de alta velocidade (A e B), e determina o sentido de rotação do motor através da diferença de fase entre os dois pulsos.Conforme mostrado na figura acima, se a fase B for 90 graus mais rápida que a fase A, é uma rotação para frente;então a fase B é 90 graus mais lenta que a fase A, é a rotação reversa.
Durante a operação, os pulsos bifásicos deste controle são alternados, então também chamamos este método de controle de controle diferencial.Tem as características do diferencial, o que também mostra que este método de controle, o pulso de controle tem maior capacidade anti-interferência, em alguns cenários de aplicação com forte interferência, este método é preferido.No entanto, desta forma, um eixo do motor precisa ocupar duas portas de pulso de alta velocidade, o que não é adequado para a situação em que as portas de pulso de alta velocidade são apertadas
Em segundo lugar, o motorista ainda recebe dois pulsos de alta velocidade, mas os dois pulsos de alta velocidade não existem ao mesmo tempo.Quando um pulso está no estado de saída, o outro deve estar em um estado inválido.Quando este método de controle é selecionado, deve-se garantir que haja apenas uma saída de pulso ao mesmo tempo.Dois pulsos, uma saída funciona na direção positiva e a outra na direção negativa.Como no caso acima, este método também requer duas portas de pulso de alta velocidade para um eixo do motor.
O terceiro tipo é que apenas um sinal de pulso precisa ser dado ao driver, e a operação de avanço e reversão do motor é determinada por um sinal IO de direção.Este método de controle é mais simples de controlar e a ocupação de recursos da porta de pulso de alta velocidade também é a menor.Em sistemas geralmente pequenos, este método pode ser preferido.
Em segundo lugar, o método de controle analógico do servo motor
No cenário de aplicação que precisa usar o servo motor para realizar o controle de velocidade, podemos escolher o valor analógico para realizar o controle de velocidade do motor, e o valor do valor analógico determina a velocidade de operação do motor.
Existem duas maneiras de escolher a quantidade analógica, corrente ou tensão.
Modo de tensão: Você só precisa adicionar uma certa tensão ao terminal de sinal de controle.Em alguns cenários, você pode até usar um potenciômetro para obter o controle, o que é muito simples.No entanto, a tensão é selecionada como o sinal de controle.Em um ambiente complexo, a tensão é facilmente perturbada, resultando em controle instável.
Modo atual: O módulo de saída atual correspondente é necessário, mas o sinal atual tem forte capacidade anti-interferência e pode ser usado em cenários complexos.
3. Modo de controle de comunicação do servo motor
Formas comuns de realizar o controle do servo motor por comunicação são CAN, EtherCAT, Modbus e Profibus.Usar o método de comunicação para controlar o motor é o método de controle preferido para alguns cenários de aplicação de sistemas grandes e complexos.Desta forma, o tamanho do sistema e o número de eixos do motor podem ser facilmente ajustados sem fiação de controle complicada.O sistema construído é extremamente flexível.
Em quarto lugar, a parte de expansão
1. Controle de torque do servo motor
O método de controle de torque é definir o torque de saída externo do eixo do motor através da entrada da grandeza analógica externa ou da atribuição do endereço direto.O desempenho específico é que, por exemplo, se 10V corresponde a 5Nm, quando a quantidade analógica externa é definida como 5V, o eixo do motor é A saída é 2,5Nm.Se a carga do eixo do motor for inferior a 2,5 Nm, o motor está no estado de aceleração;quando a carga externa é igual a 2,5Nm, o motor está em velocidade constante ou estado parado;quando a carga externa é superior a 2,5 Nm, o motor está em um estado de desaceleração ou aceleração reversa.O torque definido pode ser alterado alterando a configuração da grandeza analógica em tempo real ou o valor do endereço correspondente pode ser alterado por meio de comunicação.
É usado principalmente em dispositivos de enrolamento e desenrolamento que possuem requisitos estritos sobre a força do material, como dispositivos de enrolamento ou equipamentos de tração de fibra óptica.A configuração do torque deve ser alterada a qualquer momento de acordo com a alteração do raio do enrolamento para garantir que a força do material não mude com a alteração do raio do enrolamento.muda com o raio do enrolamento.
2. Controle de posição do servo motor
No modo de controle de posição, a velocidade de rotação é geralmente determinada pela frequência de pulsos de entrada externos e o ângulo de rotação é determinado pelo número de pulsos.Alguns servos podem atribuir velocidade e deslocamento diretamente através da comunicação.Uma vez que o modo de posição pode ter um controle muito rigoroso sobre a velocidade e a posição, geralmente é usado em dispositivos de posicionamento, máquinas-ferramenta CNC, máquinas de impressão e assim por diante.
3. Modo de velocidade do servo motor
A velocidade de rotação pode ser controlada através da entrada de grandeza analógica ou frequência de pulso.O modo de velocidade também pode ser usado para posicionamento quando o controle PID de loop externo do dispositivo de controle superior é fornecido, mas o sinal de posição do motor ou o sinal de posição da carga direta deve ser enviado para o computador superior.Feedback para uso operacional.O modo de posição também suporta o loop externo de carga direta para detectar o sinal de posição.Neste momento, o codificador na extremidade do eixo do motor detecta apenas a velocidade do motor e o sinal de posição é fornecido pelo dispositivo de detecção direta da carga final.A vantagem disso é que pode reduzir o processo de transmissão intermediária.O erro aumenta a precisão de posicionamento de todo o sistema.
4. Fale sobre os três anéis
O servo é geralmente controlado por três loops.Os chamados três loops são três sistemas de ajuste PID de feedback negativo em loop fechado.
O loop PID mais interno é o loop de corrente, que é totalmente executado dentro do servo driver.A corrente de saída de cada fase do motor para o motor é detectada pelo dispositivo Hall, e o feedback negativo é usado para ajustar a configuração de corrente para ajuste do PID, de modo a atingir a corrente de saída o mais próximo possível.Igual à corrente definida, o loop de corrente controla o torque do motor, portanto, no modo de torque, o driver tem a menor operação e a resposta dinâmica mais rápida.
O segundo loop é o loop de velocidade.O ajuste do feedback negativo do PID é realizado através do sinal detectado do encoder do motor.A saída do PID em seu loop é diretamente a configuração do loop de corrente, portanto, o controle do loop de velocidade inclui o loop de velocidade e o loop de corrente.Em outras palavras, qualquer modo deve usar o loop atual.O loop de corrente é a base do controle.Enquanto a velocidade e a posição são controladas, o sistema está realmente controlando a corrente (torque) para obter o controle correspondente da velocidade e da posição.
O terceiro loop é o loop de posição, que é o loop mais externo.Pode ser construído entre o driver e o encoder do motor ou entre o controlador externo e o encoder do motor ou a carga final, dependendo da situação real.Como a saída interna do loop de controle de posição é a configuração do loop de velocidade, no modo de controle de posição, o sistema executa as operações de todos os três loops.Neste momento, o sistema tem a maior quantidade de cálculo e a velocidade de resposta dinâmica mais lenta.
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Horário de postagem: 31 de maio de 2022