直流电机的智慧它如何通过三种控制方式展现其优缺点

导语:电机控制的三种方式,每一种都有其独特之处,选择哪一种取决于客户的需求和运动功能的要求。

速度控制与转矩控制通常采用模拟量输入进行调节,而位置控制则通过脉冲信号来实现。具体而言,若客户对速度和位置没有特别要求,只需输出恒定转矩,则可采纳转矩模式。如果对位置和速度精度有一定要求,但对实时转矩不太敏感,则应选择速度或位置模式。此外,上位机具备良好闭环控制能力时,使用速度控制效果更佳。而对于性能要求不高或无需实时性强的情况,可采用位置控制,不必对上位机施加过高要求。

从伺服驱动器响应速度来看,转矩模式运算最小,对于信号响应最快;反之,位置模式运算最大,对于信号响应最慢。对于动态性能有较高要求的应用场景需要实时调整,因此如果本身操作速率较低(如PLC或低端运动),则宜采用位置方式;若操作速率较快,可以在上位机中移除环路,将其移到驱动器上减轻工作负载提高效率(如大部分中、高端运动);而对于拥有更先进设备的场合,还可以进一步优化至转矩方式,这一般适用于高端专用产品,并且在这种情况下完全不需要伺服电机。

比较各厂家的驱动器性能的一个直观方法是观察它们在响应带宽上的表现。当使用脉冲发生器产生一个方波信号使电机连续正反转并逐渐增加频率,该过程将在示波器上显示为扫频信号。当包络线顶点达到设定的70.7%以上,即表示失步,此刻频率值可判断出谁提供了更好的产品,一般来说当前流行的大多数电流环能达1000Hz以上,而速度环只能维持几十赫兹左右。

1、转矩控制:这项技术通过外部模拟量设置或直接地址赋值来确定轴输出的力矩大小。例如,如果10V等同5Nm,那么当外部模拟量设定为5V时便会得到2.5Nm力的输出。在负载低于2.5Nm的情况下保持正向旋轉,当负载达到2.5Nm后停止旋轉,并随着负载超过该水平进入反向旋轉状态。这一方法适用于严格限制材料受力环境下的装置,如缠绕装置或者拉光纤设备,以确保材质受力的稳定性。

2、位置控制:此种方式主要依赖外部输入脉冲频率来调整轴旋轉速率,以及通过脉冲数量定义角度。一些伺服系统还允许通讯协议直接指定目标距离。此种精准控件因而广泛应用于数控加工、印刷机械等领域,其所需精确度远超常规标准。

3、速度模式:此种方式支持两种输入形式——模拟量及脉冲频率以进行变速调节,同时它也能够参与PID闭环监测以执行定位任务。不过必须保证主控系统能够接收来自编码器/末端检测机构提供的地标数据以供计算处理,从而减少误差并提升整体系统定位准确性。

4、谈论三重循环结构与伺服系统:典型伺服配置包括三个PID闭回馈循环构成,它们分别称作内层-电流循环、中层-速贯循环以及外层-地标周期。在每个周期内,都存在PID调节过程以保证相关参数接近预期设置。一旦选用其中之一,即自动激活所有其他关联闭回馈-loop,无论是否显式请求开启。在这些不同类型之间,我们可以看到如何根据不同的需求决定何者最佳匹配用户需求:

转圈制由内部编码探针检测并相互比喻,以形成自身力发射设计原理。

仍然要利用电子板中的“姿势”探针作为参考点,但是这个视觉传感工具被置入到全局方向框架中去做出空间估计。

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