关于伺服的三种控制方式 点击:762 | 回复:6



路人某

    
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发表于:2010-08-21 14:35:47
楼主

速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。位置控制是通过发脉冲来控制的。具体采用什么控制方式要根据客户的要求,满足何种运动功能来选择。

如果您对电机的速度、位置都没有要求,只要输出一个恒转矩,当然是用转矩模式。
如果对位置和速度有一定的精度要求,而对实时转矩不是很关心,用转矩模式不太方便,用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的闭环控制功能,用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高,或者,基本没有实时性的要求,用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。
就伺服驱动器的响应速度来看,转矩模式运算量最小,驱动器对控制信号的响应最快;位置模式运算量最大,驱动器对控制信号的响应最慢。
对运动中的动态性能有比较高的要求时,需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢(比如PLC,或低端运动控制器),就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快,可以用速度方式,把位置环从驱动器移到控制器上,减少驱动器的工作量,提高效率(比如大部分中高端运动控制器);如果有更好的上位控制器,还可以用转矩方式控制,把速度环也从驱动器上移开,这一般只是高端专用控制器才能这么干,而且,这时完全不需要使用伺服电机。

一般说驱动器控制的好不好,每个厂家的都说自己做的最好,但是现在有个比较直观的比较方式,叫响应带宽。当转矩控制或者速度控制时,通过脉冲发生器给他一个方波信号,使电机不断的正转、反转,不断的调高频率,示波器上显示的是个扫频信号,当包络线的顶点到达最高值的70.7%时,表示已经失步,此时的频率的高低,就能显示出谁的产品牛了,一般的电流环能作到1000Hz 以上,而速度环只能作到几十赫兹。

换一种比较专业的说法:

1、转矩控制:转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小,具体表现为例如10V对应5Nm的话,当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转,外部负载等于2.5Nm时电机不转,大于2.5Nm时电机反转(通常在有重力负载情况下产生)。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小,也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。
应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中,例如饶线装置或拉光纤设备,转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。
2、位置控制:位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的个数来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。
应用领域如数控机床、印刷机械等等。
3、速度模式:通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制,在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位,但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号,此时的电机轴端的编码器只检测电机转速,位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了,这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差,增加了整个系统的定位精度。
4、谈谈3环,伺服一般为三个环控制,所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。最内的PID环就是电流环,此环完全在伺服驱动器内部进行,通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流,负反馈给电流的设定进行PID调节,从而达到输出电流尽量接近等于设定电流,电流环就是控制电机转矩的,所以在转矩模式下驱动器的运算最小,动态响应最快。
第2环是速度环,通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈PID调节,它的环内PID输出直接就是电流环的设定,所以速度环控制时就包含了速度环和电流环,换句话说任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的根本,在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流(转矩)的控制以达到对速度和位置的相应控制。
第3环是位置环,它是最外环,可以在驱动器和电机编码器间构建也可以在外部控制器和电机编码器或最终负载间构建,要根据实际情况来定。由于位置控制环内部输出就是速度环的设定,位置控制模式下系统进行了所有3个环的运算,此时的系统运算量最大,动态响应速度也最慢。




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发表于:2011-01-13 10:20:23
1楼
加入‘中国工控技术部’,里面有很多技术人员,qq群号:58619518,本人对伺服,传动负载,扭矩和惯量计算非常熟悉,私人QQ1421930469刘工

baishan

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发表于:2011-12-28 10:54:17
2楼
很好的文章,学习了,谢谢您,懂了一些。

断崖独坐

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3楼
很好的文章,学习了,谢谢您

dubangsheng

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发表于:2012-01-07 11:57:02
4楼

确实不错、、、希望能继续加载

迷茫工控路

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发表于:2012-01-11 14:00:47
5楼
收藏帖子来的,学习学习

kingservo京伺服

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发表于:2012-01-30 13:55:41
6楼
深圳市京伺服科技有限公司为台湾合丰自动化股份有限公司在大陆第一家分公司,创立于1996年,主要营业项目为整厂自动化生产设备设计整合,合京伺服科技(深圳)有限公司是台湾合丰自动化股份有限公司在大陆第二家分公司,主要营业项目为DC伺服马达的大陆销售以及售后。
  1998年开发远程遥控器,运用于化纤厂之自动化设备,因功能及价钱远优于意大利原厂,获得国内化纤厂支持爱用,更甚之国外原厂亦转而向本公司购买。
  2000年将业务重心转移到电子产业,开始针对内存(D-RAMMODULE)及记忆卡(FLASHMEMORYCARD)等消费性电子产品开发一系列组装及测试等自动化设备,受到国内外客户的认可,如南亚科技已经将本公司生产D-RAMMODULE之自动化设备列为标准配备,要求南亚科技公司下游配合厂商使用本公司生产之设备。
  
  客户群:南亚科技、远东金士顿、福懋科技、品安、华东科技、联测科技、
   威刚、勤茂、创见、坤远、互亿、铼德..等。
  美 国:资科国际(WINTEC)
  新加坡:联合科技
  大 陆:协创立科、新义半导体、震坤科技、普天茂德
  
  2002年与士林电机合作开发AiPlasma(TFT面板自动离子洗净设备)使用于AUO友达龙潭M1厂,获得友达的认可,因此本公司继续研发COG生产线,包含Wipping自动擦拭机、LOADER/UNLOADER、自动贴标及检测机等其它有关于面板产业使用设备。
  
  2004年着手开发DC伺服马达趋动控制器,并与国内马达厂合作开发DC伺服马达,2006年开发完成并进行量产,已广泛运用于自动化设备上,但鉴于马达效率一直无法提高至理想目标,同时市场因素,于当年(2006年)转而投入AC伺服马达及趋动控制器之开发,2007年完成AC400W之研发,已于2008年正式投入量产。已认证通过客户有:富士康科技、亿立自动化、胜乔科技、世宗自动化、精马自动化、辉科自动化等设备厂商
  

  目前主力产品:
  AC伺服马达&驱动器:
  200W,400W、750W,1KW,1.5KW,2KW
  TFT面板产线机台:
  Autolabling/Loader/Unloader/Wicleaning/Aiplasma
  内存产线机台:
  D-RAMmodule/CFcard/SDcard/MMCcard等...自动贴标、组装、压合、测试、收料等自动化生产线。
  
  
  深圳市合京伺服科技有限公司秉承“顾客至上,锐意进取”的经营理念,坚持“客户第一”的原 则为广大客户提供优质的服务,技术的支持。欢迎广大客户惠顾!
  
  大陆联系人:张广泽 Mb:13590499067
  TEL:0755-27710341 FAX:0755-27718902
  Website:www.hofo.com.tw E-mail:kingservo@126.com

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