Контрола кретања је једна од језгри у области индустријске контроле, која игра огромну улогу у штампању, паковању, склапању и другим индустријским сценаријима. Контрола кретања потиче од контроле мотора, задатак контроле мотора је да контролише један обртни момент мотора, брзину, позицију и друге параметре, тако да мотор доврши наведену акцију. Контрола кретања је заснована на контроли мотора да би се реализовала контрола више мотора, контролни систем аутоматски координира више мотора да доврши одређено кретање. Примена сложеног и прецизног система контроле кретања у великој мери смањује трошкове производње и смањује појаву грешака у обради и побољшава квалитет производа. Данас, са брзим развојем технологије аутоматизације индустријске производње, различити системи за контролу кретања се широко користе у логистичкој индустрији и великим монтажним линијама.
Механичка рука која се често појављује у нашој визији је најкритичнија карика система контроле кретања која помаже индустријској производњи. Тренутно, најнапреднија механичка рука на свету има 7 зглобова без зупчаника, а сваки мотор покреће зглоб. Када је манипулатор у нормалном раду, систем контроле кретања координира истовремено седам мотора, тако да манипулатор може лако да ухвати објекат на било којој позицији у простору. Не само то, може обављати и друге сложене функције, чак може помоћи људима да очисте или свирају неки инструмент.
Пре неколико година, роботи за чишћење експлодирали су на Интернету као микрокосмос контроле кретања. Када робот за чишћење формулише руту кретања, систем за контролу покрета ће покретати мотор да изврши различите радње, тако да робот за чишћење може ефикасно да изврши задатак. У фабрици, роботска рука се широко користи у монтажној линији, у производној линији за производњу аутомобила, роботска рука може лако подићи десетине килограма или чак стотине килограма делова да заврши заваривање и монтажу. Као што видимо, системи за контролу кретања се не користе само у индустрији, већ се налазе иу онима који су нам најближи.
Да би се разумео систем управљања кретањем, важно је разумети извршиоце команде покрета – моторе. Већина мотора који се користе у систему контроле кретања су корачни мотори и серво мотори. Следећи Ксиаобиан ће укратко представити две врсте мотора.
1 корак мотор
Корачни мотор може трансформисати улазни импулсни сигнал у угаони померај. У нормалном раду корачног мотора, брзина, положај, брзина и успоравање мотора зависе само од фреквенције и броја импулсних сигнала и на њих не утиче промена оптерећења. Када драјвер корачног мотора прими импулсни сигнал, он покреће корачни мотор да ротира фиксни угао у подешеном правцу. Зове се „угао корака“ и ротира се корак по корак, корак по корак, и одатле је мотор за намочење добио име.
2 Серво мотор
Серво мотор претвара примљени електрични сигнал у излаз угаоног померања на осовини мотора, а драјвер серво мотора контролише трофазну струју да формира електромагнетно поље, а ротор се ротира под дејством магнетног поља. Енкодер серво мотора враћа сигнал возачу, а возач подешава угао ротације ротора у складу са поређењем између повратне вредности и циљне вредности.
Поређење два мотора
1. Различите методе контроле
Корачни мотор усваја контролу отворене петље, а серво мотор усваја контролу затворене петље. Разлика између ове две методе контроле је у томе што ће контрола затворене петље упоредити циљну вредност са стварном вредношћу и подесити положај мотора. Насупрот томе, тачност контроле серво мотора је боља од оне код корачног мотора.
2 Различита прецизност контроле
Што више фаза има корачни мотор, то ће бити већа његова прецизност. Цена {{0}}фазног мотора је ниска, али је вибрација велика при малој брзини, а обртни момент брзо опада при великој брзини. 5-фазни мотор има мале вибрације и добре перформансе велике брзине, што је 30~50 процената веће од брзине 2-фазног мотора, а може чак и да замени серво мотор у неким приликама. Серво мотор долази са енкодером, а што више скала има енкодер, то је већа тачност. Генерално, тачност серво мотора је еквивалентна корачном мотору са углом корака од 0,036 степени, наравно, не постоји тако мали угао корака корачног мотора, угао корака општег корачног мотора је 1,8, горе наведено је само аналогија, може се видети да у имплементацији прецизне контроле кретања перформансе серво мотора далеко превазилазе корачни мотор.
3 Различите карактеристике ниске фреквенције
За разлику од серво мотора, корачни мотори користе технологију пригушења или технологију поделе да би превазишли феномен вибрација мале брзине при малим брзинама. Корачни мотор при малој брзини је и даље склон вибрацијама, а серво мотор без обзира на велику или малу брзину неће се појавити као феномен вибрације.
4. Различите перформансе покрета
Корачни мотор је контрола отворене петље, превисока стартна фреквенција или оптерећење је лако изазвати феномен изгубљеног корака, превисока брзина при заустављању је лако изазвати феномен прекорачења, серво мотор је контрола затворене петље, серво драјвер може директно узорковати повратни сигнал енкодера мотора, унутрашње петље брзине и петље положаја, генерално се неће појавити као феномен изгубљеног корака или прекорачења.
5 Брзина варира у складу са тим
Корачним моторима су потребне стотине милисекунди да убрзају од статичке до радне брзине, док је серво моторима генерално потребно само неколико милисекунди, што се може користити у контролним ситуацијама које захтевају брзо покретање и заустављање.
Из горњег поређења, серво мотори су бољи од корачних мотора у многим аспектима перформанси. Да ли је у реду да бирамо серво моторе када бирамо моделе мотора? Не, цена серво мотора ће бити много већа од цене корачног мотора, корачни мотор ће бити у погледу перформанси трошкова од серво мотора, након савладавања карактеристика два мотора, према различитим потребама, посебно је важно изабрати прави тип мотора.
Системи за контролу кретања нису само састављени од мотора и актуатора, већ су важнији од њих управљачке шеме или алгоритми који координирају кретање више мотора. На пример, постоји систем кретања у коме је филм омотан око грамофона који покрећу два мотора, тако да се филм може одмотати са једног грамофона на други без ломљења, при задатој брзини намотавања филма. У процесу намотавања филма, пречник намотаја два грамофона ће се стално мењати. Да би се осигурало да се филм не поквари и да испуни задату брзину намотавања филма, брзина два мотора треба стално да се прилагођава, што захтева употребу ПИД алгоритма за контролу затворене петље, тако да контролисани објекат: вредност повратне информације о напетости утиче на брзину мотора. На овај начин, ослањајући се на перформансе брзог одзива серво мотора, брзина се смањује када је напетост превелика, а брзина се убрзава када је напетост премала. Под сталним подешавањем, напетост и брзина намотавања филма достижу захтеве.
Поред ПИД алгоритма, алгоритам разлике у кретању се такође користи у контролном систему манипулатора са 6 степени слободе или чак 7 степени слободе како би се осигурало да манипулатор ради до одређене позиције. Квалитет шеме система за контролу кретања одређује да ли је систем сигуран и поуздан и да ли је ефикасност висока. Одлична способност дизајнирања програма учиниће нас конкурентнијим.