从控制原理看伺服控制中各物理量与数字量间的关系 点击:1192 | 回复:20



刘志斌

    
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发表于:2012-12-22 22:03:07
楼主

从控制原理看伺服控制中各物理量与数字量间的关系

刘志斌

点击查看原图

 

1、我来给大家解析这张图,通过解析我们会清楚的看到,伺服的工作原理、结构组成以及各物理量与数字量间的关系;

2、我先讨论,后总结成文;

1、目标位移指令脉冲数是根据运动工件实际目标位移和脉冲当量计算所得:

     运动工件目标位移÷脉冲当量=目标位移指令脉冲数

2、伺服周指令脉冲数=螺距/减速比÷脉冲当量

3、指令脉冲额定频率为位置环计数上限频率,指令脉冲额定频率=伺服周指令脉冲数×电机最大速度,当电机速度超过电机最大速度,位置环脉冲会丢失而位置失控;

4、伺服周指令脉冲数=编码器周反馈脉冲数/电子齿轮比

5、这条指令脉冲频率曲线图是个设定曲线,实际运行中没有指令脉冲以及它的发送问题;

 

1、这个图是伺服运动期间编码器反馈脉冲频率曲线,是可以用示波器观察到的曲线;

2、你完全可以看成伺服实际运行过程的速度曲线图,因为

   编码器反馈脉冲频率=编码器周反馈脉冲数×伺服电机速度(r/s)

3、编码器反馈脉冲数/电子齿轮比=目标位移指令脉冲数,是位置闭环实现位移精确控制的核心原理,如果

编码器反馈脉冲数/电子齿轮比≠目标位移指令脉冲数

就说明控制有误差,控制绝对误差

控制绝对误差=(编码器反馈脉冲数/电子齿轮比 - 目标位移指令脉冲数)×脉冲当量;

4、编码器反馈脉冲最大频率,对应伺服运行最大速度,伺服最大运行速度要小于1图伺服最大速度,或者说 编码器反馈脉冲最大频率/电子齿轮比≤指令脉冲额定频率,否则会出现丢失脉冲控制失败的问题;

5、从曲线可以看出,伺服控制运行的要点,还有起步后有加速、停车前要减速,即编码器反馈脉冲曲线是一个梯形波,特别是停车前减速很重要,只有速度减下来了,才能实现准停

6、伺服实际运行速度要小于1图的最大速度,伺服的运行速度可以在速度环通过给定编码器反馈脉冲频率(或者指令脉冲频率=反馈脉冲频率/电子齿轮比)给定;

 

1、这是伺服速度环输出速度曲线图;

2、速度环给定编码器反馈脉冲频率(或给定指令脉冲频率=编码器反馈脉冲频率/电子齿轮比)就是给定伺服速度

     编码器反馈脉冲频率=编码器周反馈脉冲数×电机速度(r/s)

3、速度环靠编码器检测反馈脉冲频率,即认为是速度的反馈;

4、速度环控制的是交流电机的频率、电压,就控制量交流电机的速度;

5、速度环的工作原理就是变频器工作原理,加、减速设置在速度环上,既可以是频率电压的加、减,也可以是反馈脉冲频率的加、减;

 

点击查看原图

1、此图是伺服编码器反馈脉冲频率的变化率曲线;

2、也就是伺服运行加速加速度和减速加速度曲线;

3、其值为加、减速曲线的斜率,也是编码器反馈脉冲频率曲线梯形波腰的斜率;

4、此图也可以看做电流环的电流波形图,加、减速伺服电流环电流给定,恒电流恒转矩调速过程;

5、电流环可给定电流或给定编码器反馈脉冲频率的变化率,检测反馈运行电流或检测反馈编码器反馈脉冲频率变化率!

 

 

 




刘志斌

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发表于:2012-12-22 22:05:31
1楼

1、主楼的图,是伺服位置环的给定指令脉冲频率曲线,其频率为额定频率,是由位置换的计数器的频率上限计算出来的,它对应着伺服电机的最大限定速度;

2、主楼的图,是伺服运行期间编码器反馈脉冲频率曲线,是一个实际脉冲频率的可以观察到的波形曲线;

 

刘志斌

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发表于:2012-12-22 22:06:55
2楼

3、楼上的曲线也是伺服实时运行的速度曲线,因为

编码器反馈脉冲频率=编码器周反馈脉冲×电机速度(r/s)

电机速度=编码器反馈脉冲频率÷编码器周反馈脉冲数

4、这个速度曲线图,就是伺服运行的梯形波!

5、伺服要实现准起、准停,关键是启动要从零速加速运行,停车前要减速到缓慢运行时停车!

6、伺服的运行速度最大不能超过2楼的指令脉冲曲线额定频率对应的最大速度;

刘志斌

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发表于:2012-12-22 22:07:48
3楼

1、伺服控制的原理就是

      指令脉冲数=编码器反馈脉冲数/电子齿轮比

2、这个比较在位置环中进行,通过实时计数的方法,比较结果发出相应的开关信号,伺服启动、加速、匀速、减速、停车!

3、这个位置环一般就是PLC的计数器功能;

笨鳥慢飛

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发表于:2012-12-22 22:51:40
4楼

老劉拜託你 不要在瞎搞了 通訊網放個屁 你又把它當寶拿來大做文章 你真的把自己當成小丑在雜耍 我替你難過

PLC要做上面的圖形的控制 很難 尤其加減速(還是S曲線)

PLC不是運動控制

計數器只是PLC一個擴充的模組(正確叫高速技術器) 你可以把他想成是個高速的PLC 掃描週期在2ms 重要的他不是位置環 他只做高速中斷的功能(計數器一般多與光學尺搭配 他多數顯示位置 高階具有倍頻的功能 )

 

刘志斌

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发表于:2012-12-22 23:30:33
5楼

引用 笨鳥慢飛 的回复内容:

……PLC要做上面的圖形的控制 很難 尤其加減速(還是S曲線) ……


1、你还是不懂,S曲線怎么能是PLC做的?

2、傻子都知道S曲線是变频器做的!就是速度环+电流环做的!

刘志斌

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发表于:2012-12-22 23:35:50
6楼

引用 笨鳥慢飛 的回复内容:

…… 通訊網放個屁 你又把它當寶拿來大做文章 ……


1、通訊網给了一个图,我只是分析这个图而已;

2、从中真正理出了运动控制的物理量与数字控制量之间的基本关系;

笨鳥慢飛

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发表于:2012-12-22 23:48:50
7楼
2、傻子都知道S曲線是变频器做的!就是速度环+电流环做的!
你很聰明 那請問怎麼做 參數是什麼

刘志斌

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发表于:2012-12-22 23:48:55
8楼

引用 笨鳥慢飛 的回复内容:

……PLC不是運動控制計數器只是PLC一個擴充的模組(正確叫高速技術器) 你可以把他想成是個高速的PLC 掃描週期在2ms 重要的他不是位置環 他只做高速中斷的功能(計數器一般多與光學尺搭配 他多數顯示位置 高階具有倍頻的功能 ) 


1、“PLC……重要的他不是位置環 ,他只做高速中斷的功能”,不同意笨鸟的说法,看来笨鸟对伺服并不真正了解;

2、PLC的重要功能就是位置环计数器,他要根据 “指令脉冲数=编码器反馈脉冲数/电子齿轮比”输出停车指令;

3、指令脉冲频率曲线是位置环的给定曲线,编码器的反馈脉冲曲线是位置环的实时反馈曲线,也是位置环的输出位置曲线;

 

刘志斌

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9楼

4、不说了,你太差!

笨鳥慢飛

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发表于:2012-12-23 00:05:48
10楼

位置环计数器,這又是什麼 硬件還是軟件

不同意笨鸟的说法 呵呵 你還真自認大師 可否解釋什麼是PLC

3、这个位置环一般就是PLC的计数器功能; 請問一下 這功能是什麼 是計算指令脈衝 還是編碼器的脈衝數

老劉你敢跟我談運動控制 哈哈哈

刘志斌

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发表于:2012-12-23 13:23:23
11楼

引用 笨鳥慢飛 的回复内容:

位置环计数器,這又是什麼 硬件還是軟件不同意笨鸟的说法 呵呵 你還真自認大師 可否解釋什麼是PLC3、这个位置环一般就是PLC的计数器功能; 請問一下 這功能是什麼 是計算指令脈衝 還是編碼器的脈衝數老劉你敢跟我談運動控制 哈哈哈


1、你只要说清楚伺服位置环的结构组成和原理就行!

2、你敢说吗?

MOULDING5

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发表于:2012-12-24 15:08:04
12楼
一楼的图有点问题,第一个图是指令频率,第三个图是速度,速度居然在指令频率尚未结束的时候就已经变成0了,说明系统有未卜先知的能力,真是很神奇!

刘志斌

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发表于:2012-12-24 15:33:29
13楼

引用 MOULDING5 的回复内容:一楼的图有点问题,第一个图是指令频率,第三个图是速度,速度居然在指令频率尚未结束的时候就已经变成0了,说明系统有未卜先知的能力,真是很神奇!


1、3、4图,速度曲线、加速度曲线在时间轴上是对应关系;

2、3、4图,与1、2图的时间轴没有对应关系;

 

MOULDING5

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发表于:2012-12-24 16:17:18
14楼
引用 刘志斌 的回复内容: 引用 MOULDING5 的回复内容:一楼的图有点问题,第一个图是指令频率,第三个图是速度,速度居然在指令频率尚未结束的时候就已经变成0了,说明系统有未卜先知的能力,真是很神奇! 1、3、4图,速度曲线、加速度曲线在时间轴上是对应关系;2、3、4图,与1、2图的时间轴没有对应关系; 

应该说1图与其它所有图在时间轴上都没有对应关系,2、3、4图都是时间轴完全对应的,图上的垂直虚线画得有问题。

刘志斌

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发表于:2012-12-24 17:29:08
15楼

引用 MOULDING5 的回复内容:

……图上的垂直虚线画得有问题。


1、3、4图,速度曲线、加速度曲线在这个图时间轴上是对应关系,其他没有对应关系,各是各的时间轴;

2、图上的垂直虚线画得有问题!

刘志斌

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发表于:2012-12-24 17:40:16
16楼
3、2、3、4曲线本应该都是时间轴完全对应的关系,但是图上2和3、4的时间轴是分开的;

刘志斌

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发表于:2012-12-25 12:03:37
17楼

点击查看原图

1、这是伺服运行期间,编码器反馈脉冲频率的变化率曲线图;

2、由于

编码器反馈脉冲频率变化率=d编码器反馈脉冲频率/dt

                                          =d编码器周反馈脉冲数×电机速度(r/s)/dt

                                          =编码器周反馈脉冲数×d电机速度/dt

                                          =编码器周反馈脉冲数×电机加速度

所以,上述曲线也是电机加速度曲线图;

刘志斌

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发表于:2012-12-25 12:09:47
18楼

3、由于

    电机转矩T∝电机电流I

    电机转矩T∝电机运行加速度

    电机电流I∝电机运行加速度

所以上述曲线也是电机电流曲线,也是电机转矩曲线;

刘志斌

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发表于:2012-12-25 12:16:20
19楼

4、伺服电机电流环(转矩环),电流的给定、反馈就是编码器的反馈脉冲频率的变化率;

5、伺服电机电流环的输出,控制的是电机电源的频率、电压,从而控制电机的电流!

刘志斌

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发表于:2012-12-25 12:19:02
20楼
6、例如电机加速度大时→编码器反馈脉冲频率增大→电流环输出调节电源频率、电压增大→电流增大→力矩增大!

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