Obstajajo trije načini krmiljenja servo motorja: impulzno, analogno in komunikacijsko krmiljenje. Kako izbrati način krmiljenja servo motorja v različnih scenarijih uporabe?
1. Način impulznega krmiljenja servo motorja
V nekaterih majhnih samostojnih napravah bi morala biti najpogostejša uporaba krmiljenja impulzov za doseganje pozicioniranja motorja, ta način krmiljenja je preprost in lahko razumljiv. Osnovna krmilna ideja: skupni impulz določa premik motorja, frekvenca impulza določa hitrost motorja. Impulz je izbran za realizacijo krmiljenja servo motorja. Odprite uporabniški priročnik servo motorja, tam bo tabela, kot sledi:
Oba sta impulzno krmiljena, vendar je izvedba drugačna:
Najprej gonilnik prejme dva hitra impulza (A, B) in določi smer vrtenja motorja s fazno razliko med obema impulzoma. Če je B na zgornji sliki za 90 stopinj hitrejši od faze A, je to pozitivno. Če je B 90 stopinj počasnejši od A, je obrnjen. Med delovanjem se fazna impulza tega krmiljenja izmenjujeta, zato ta način krmiljenja imenujemo tudi diferencialno krmiljenje. Ima razlikovalno značilnost, ki prav tako kaže, da ima ta način krmiljenja krmilni impulz večjo sposobnost proti motnjam, v nekaterih scenarijih uporabe z močnimi motnjami je ta način prednosten. Toda na ta način mora gred motorja zasesti dva priključka za visokohitrostni impulz, kar je nerodno za napeto situacijo priključka za visokohitrostni impulz.
Drugič, voznik še vedno prejme dva impulza visoke hitrosti, vendar dva impulza visoke hitrosti ne obstajata hkrati. Ko je en impulz v izhodnem stanju, mora biti drugi v neveljavnem stanju. Pri izbiri tega načina krmiljenja je pomembno zagotoviti, da je naenkrat oddan samo en impulz. Dva impulza, en izhod za pozitivno smer, drugi za negativno smer. Tako kot v zgornjem primeru je tudi ta način gred motorja, ki mora zavzeti dve impulzni vrati visoke hitrosti.
Tretjič, vozniku je treba dati samo en impulzni signal, pozitivno in negativno delovanje motorja pa določa signal IO v eno smer. Ta način krmiljenja je enostavnejši in zasede najmanj virov hitrih impulznih vrat. V tipičnem majhnem sistemu je to zaželeno.
2. Način krmiljenja simulacije servo motorja
V scenariju aplikacije, ki mora uporabiti servo motor za uresničitev nadzora hitrosti, lahko izberemo analogno količino za uresničitev nadzora hitrosti motorja, vrednost analogne količine določa hitrost delovanja motorja. Analogno količino je mogoče izbrati na dva načina, tok ali napetost. Napetostni način, dodati morate le določeno količino napetosti na koncu krmilnega signala. Izvedba je preprosta, v nekaterih scenarijih se za doseganje nadzora uporablja potenciometer. Ko pa se napetost uporablja kot krmilni signal, je napetost zlahka motena v kompleksnem okolju, kar povzroči nestabilno krmiljenje. Trenutni način: Potreben je ustrezen tokovni izhodni modul. Toda trenutni signal ima močno sposobnost za preprečevanje motenj in se lahko uporablja v zapletenih prizorih.
3. Način krmiljenja komunikacije servo motorja
CAN, EtherCAT, Modbus in Profibus so pogosti načini za realizacijo krmiljenja servo motorja s pomočjo komunikacije. Krmiljenje motorja s komunikacijskimi sredstvi je prednostna metoda krmiljenja v nekaterih zapletenih in velikih sistemskih aplikacijskih scenarijih. Z uporabo komunikacijskega načina je velikost sistema, število gredi motorja enostavno rezati, brez zapletenega krmilnega ožičenja. Zgrajeni sistem je izjemno prilagodljiv.
Nadzor hitrosti in navora servo motorja se krmili z analogno količino. Nadzor položaja se krmili s pošiljanjem impulzov. Poseben način krmiljenja je treba izbrati glede na zahteve strank in izpolnjevati funkcijo gibanja. Če nimate zahtev glede hitrosti in položaja motorja, dokler je izhod konstantnega navora seveda način navora.
Če imata položaj in hitrost določene zahteve glede natančnosti in navor v realnem času ni zelo zaskrbljen, način navora ni zelo priročen, način hitrosti ali položaja je boljši. Če ima zgornji krmilnik dobro krmilno funkcijo zaprte zanke, bo učinek krmiljenja hitrosti boljši. Če zahteve niso zelo visoke ali ni zahteve v realnem času, način krmiljenja položaja nima visokih zahtev na zgornjem krmilniku.
Kar zadeva hitrost odziva servo gonilnika, način navora zahteva najmanj izračuna in voznik se najhitreje odzove na krmilni signal. Način položaja ima največ računanja in voznikov odziv na krmilni signal je najpočasnejši.
Ko je potrebna dinamična zmogljivost v gibanju, je potrebno prilagoditi motor v realnem času. Torej, če je sam krmilnik počasen (na primer PLC ali nizkocenovni krmilnik gibanja), uporabite nadzor položaja. Če ima krmilnik visoko hitrost računanja, se lahko položajni obroč premakne z gonilnika na krmilnik na hitrostni način, da se zmanjša delovna obremenitev gonilnika in izboljša učinkovitost (kot je večina krmilnikov gibanja srednjega in višjega razreda); Če imate boljši zgornji krmilnik, lahko uporabite tudi nadzor navora, zanka hitrosti je prav tako odstranjena iz pogona, to lahko na splošno naredi samo namenski krmilnik višjega razreda in trenutno vam ni treba uporabljati servo motor.
Na splošno nadzor voznika ni dober, vsak proizvajalec trdi, da je najboljši, zdaj pa obstaja bolj intuitiven način primerjave, imenovan odzivna pasovna širina. Pri krmiljenju navora ali krmiljenju hitrosti se generatorju impulzov posreduje pravokotni valovni signal, da se motor neprekinjeno vrti in vzvratno vrti ter nenehno prilagaja frekvenco. Kar je prikazano na osciloskopu, je signal frekvence premikanja. Ko vrh ovojnice doseže 70,7 odstotka najvišje vrednosti, to pomeni, da je korak zašel v korak. Povprečna tokovna zanka lahko deluje pri več kot 1000 Hz, medtem ko lahko zanka hitrosti deluje le pri desetinah Hertzov.
Povedano bolj tehnično:
1. Krmiljenje navora servo motorja
Način krmiljenja navora je nastavitev izhodnega navora gredi motorja prek vhoda zunanjega analognega ali neposrednega dodelitve naslova. Specifična zmogljivost je naslednja: na primer, če 10 V ustreza 5 Nm, ko je zunanji analog nastavljen na 5 V, je izhodna moč gredi motorja
2,5 Nm: če je obremenitev gredi motorja manjša od 2,5 Nm, bo motor obrnil pozitivno; če je zunanja obremenitev enaka 2,5 Nm, se motor ne vrti; če je motor večji od 2,5 Nm, se bo motor obrnil (običajno nastane, ko je gravitacijska obremenitev). Vrtilni moment je mogoče spremeniti s takojšnjo spremembo nastavitve analogne količine, pripadajočo vrednost naslova pa tudi s komunikacijskim sredstvom.
Uporablja se predvsem v napravah za navijanje in odvijanje, ki imajo stroge zahteve glede sile materiala, kot so žične naprave ali oprema za vlečenje vlaken. Nastavitev navora je treba kadar koli spremeniti glede na spremembo polmera navitja, da se zagotovi, da se sila materiala ne spremeni s spremembo polmera navitja.
2. Nadzor položaja servo motorja:
Način krmiljenja je na splošno preko zunanje vhodne impulzne frekvence za določitev velikosti hitrosti vrtenja, s številom impulzov za določitev kota vrtenja, nekateri servo lahko tudi neposredno prek komunikacijskega načina dodelitve hitrosti in premika. Ker ima način položaja lahko zelo strog nadzor nad hitrostjo in položajem, se na splošno uporablja v napravah za določanje položaja. Aplikacije, kot so CNC obdelovalni stroji, tiskarski stroji itd.
3. Način hitrosti servo motorja:
Prek analognega vhoda ali impulzne frekvence je mogoče krmiliti hitrost vrtenja, v zgornji krmilni napravi zunanje zanke PID krmilni način hitrosti je mogoče namestiti tudi, vendar mora signal položaja motorja ali neposredni signal položaja obremenitve zgornjo povratno informacijo za izračun. Način položaja podpira tudi zunanji obroč neposredne obremenitve za zaznavanje signala položaja. V tem primeru kodirnik na koncu gredi motorja zazna samo hitrost motorja, signal položaja pa zagotovi naprava za neposredno zaznavanje na koncu končne obremenitve. Prednost tega načina je, da je mogoče zmanjšati napako v procesu vmesnega prenosa in povečati natančnost pozicioniranja celotnega sistema.
4. Govorite o 3 zvonjenjih
Servo na splošno krmilijo trije obroči, tako imenovani trije obroči pa so trije PID regulacijski sistemi z negativno povratno zanko. Najbolj notranji PID obroč je trenutni obroč, ki je v celoti izveden znotraj servo gonilnika. Hallova naprava zazna izhodni tok vsake faze gonilnika do motorja in daje negativno povratno informacijo nastavitvi toka za regulacijo PID, tako da doseže izhodni tok čim bližje enakemu nastavljenemu toku. Trenutni obroč je namenjen krmiljenju navora motorja, zato je delovanje gonilnika v načinu navora minimalno.
Dinamični odziv je najhitrejši.
Drugi obroč je obroč hitrosti, ki se prilagodi z negativno povratno zanko PID prek zaznanega signala dajalnika motorja. Izhod PID v obroču je neposredno nastavitev trenutnega obroča, tako da nadzor obroča hitrosti vključuje obroč hitrosti in trenutni obroč, z drugimi besedami, kateri koli način mora uporabljati trenutni obroč, trenutni obroč je koren nadzora . Hkrati s krmiljenjem hitrosti in položaja se v sistemu izvaja tudi krmiljenje toka (navora), da se doseže ustrezen nadzor hitrosti in položaja.
Tretji obroč je pozicijski obroč, ki je najbolj oddaljen obroč in se lahko vgradi med gonilnik in dajalnik motorja ali med zunanji krmilnik in dajalnik motorja ali končno obremenitev, odvisno od situacije. Ker je notranji izhod obroča za nadzor položaja nastavitev obroča za hitrost, sistem izvaja delovanje vseh treh obročev v načinu za nadzor položaja in ima v tem času največjo količino računanja in najnižjo hitrost dinamičnega odziva .