Постоје три начина управљања серво мотором: импулсна, аналогна и комуникациона контрола. Како одабрати режим управљања серво мотором у различитим сценаријима примене?
1. Режим контроле импулса серво мотора
У некој малој самосталној опреми, употреба пулсне контроле за постизање позиционирања мотора, требало би да буде најчешћа примена, овај режим контроле је једноставан, лако разумљив. Основна идеја управљања: укупни импулс одређује померање мотора, фреквенција импулса одређује брзину мотора. Импулс се бира да би се реализовала контрола серво мотора. Отворите упутство за употребу серво мотора, појавиће се следећа табела:
Оба се контролишу пулсом, али је имплементација другачија:
Прво, возач прима два импулса велике брзине (А, Б) и одређује смер ротације мотора кроз фазну разлику између два импулса. На горњој слици, ако је Б 90 степени брже од фазе А, то је позитивно. Ако је Б 90 степени спорије од А, он је обрнут. У раду, два фазна импулса овог управљања се смењују, па овај режим управљања називамо и диференцијалним управљањем. Има карактеристику разлике, која такође показује да овај режим контроле, контролни импулс има већу способност против сметњи, у неким сценаријима примене са јаким сметњама, овај режим је пожељнији. Али на овај начин, осовина мотора треба да заузме два пулсна порта велике брзине, што је незгодно за напету ситуацију пулсног порта велике брзине.
Друго, возач и даље прима два импулса велике брзине, али два брза импулса не постоје у исто време. Када је један импулс у излазном стању, други мора бити у неисправном стању. Приликом одабира овог начина управљања, важно је осигурати да се у исто вријеме емитује само један импулс. Два импулса, један излаз за позитиван смер, други за негативан смер. Као иу горе наведеном случају, овај режим је такође осовина мотора која треба да заузме два пулсна порта велике брзине.
Треће, возачу је потребно дати само један импулсни сигнал, а позитиван и негативан рад мотора је одређен ИО сигналом у једном правцу. Овај начин управљања је једноставнији и заузима најмање ресурса пулсног порта велике брзине. У типичном малом систему, ово је пожељније.
2. Режим контроле симулације серво мотора
У сценарију апликације који треба да користи серво мотор за реализацију контроле брзине, можемо изабрати аналогну количину за реализацију контроле брзине мотора, вредност аналогне количине одређује брзину рада мотора. Аналогна величина се може изабрати на два начина, струја или напон. Режим напона, потребно је само додати одређену количину напона на крају контролног сигнала. Имплементација је једноставна, у неким сценаријима се користи потенциометар за постизање контроле. Међутим, када се напон користи као контролни сигнал, напон се лако омета у сложеном окружењу, што резултира нестабилном контролом. Тренутни режим: Потребан је одговарајући струјни излазни модул. Али тренутни сигнал има јаку способност против ометања и може се користити у сложеним сценама.
3. Контролни режим комуникације серво мотора
ЦАН, ЕтхерЦАТ, Модбус и Профибус су уобичајени начини за реализацију контроле серво мотора путем комуникације. Контролисање мотора путем комуникације је пожељна метода управљања у неким сложеним и великим сценаријима примене система. Користећи начин комуникације, величина система, број осовина мотора се лако сече, нема сложених контролних ожичења. Изграђени систем је изузетно флексибилан.
Контрола брзине и обртног момента серво мотора се контролишу аналогном количином. Контрола положаја се контролише слањем импулса. Специфичан начин управљања треба изабрати према захтевима купаца и испунити функцију кретања. Ако немате захтеве за брзину и положај мотора, све док је излаз константног обртног момента, наравно, режим обртног момента.
Ако позиција и брзина имају одређене захтеве за тачност, а обртни момент у реалном времену није много забринут, режим обртног момента није баш згодан, брзина или режим положаја су бољи. Ако горњи контролер има добру контролну функцију затворене петље, ефекат контроле брзине ће бити бољи. Ако захтеви нису веома високи, или нема захтева у реалном времену, режим контроле положаја нема високе захтеве за горњи контролер.
Што се тиче брзине одзива серво драјвера, режим обртног момента захтева најмање прорачуна, а возач најбрже реагује на контролни сигнал. Режим положаја има највише прорачуна, а одговор возача на контролни сигнал је најспорији.
Потребно је подесити мотор у реалном времену када су потребне динамичке перформансе у покрету. Дакле, ако је сам контролер спор (као што је ПЛЦ, или лов-енд контролер покрета), користите контролу положаја. Ако контролер има велику брзину рачунара, позициони прстен се може померити са возача на контролер на брз начин како би се смањило оптерећење возача и побољшала ефикасност (као што је већина контролера кретања средњег и високог квалитета); Ако имате бољи горњи контролер, можете користити и контролу обртног момента, петља брзине је такође уклоњена из драјва, ово генерално може да уради само врхунски наменски контролер и, у овом тренутку, не морате да користите серво мотор.
Уопштено говорећи, контрола драјвера није добра, сваки произвођач каже да ради најбоље, али сада постоји интуитивнији начин поређења који се зове пропусни опсег одзива. Приликом контроле обртног момента или контроле брзине, сигнал правокутног таласа се даје генератору импулса како би се мотор непрекидно окретао и уназад, и константно подешавао фреквенцију. Оно што се приказује на осцилоскопу је сигнал фреквенције померања. Када врх коверте достигне 70,7 процената највеће вредности, то указује да је корак отишао ван корака. Просечна струјна петља може да ради на више од 1000 Хз, док петља брзине може да ради само на десетинама Херца.
Да то кажем на технички начин:
1. Контрола обртног момента серво мотора
Режим контроле обртног момента је подешавање излазног обртног момента вратила мотора преко улаза екстерне аналогне или директне адресе. Специфичне перформансе су следеће: на пример, ако 10В одговара 5Нм, када је екстерни аналогни подешен на 5В, излаз вратила мотора је
2,5 Нм: Ако је оптерећење осовине мотора мање од 2,5 Нм, мотор ће постати позитиван; ако је спољно оптерећење једнако 2,5 Нм, мотор се неће окретати; ако је мотор већи од 2,5 Нм, мотор ће се преокренути (обично се генерише када постоји гравитационо оптерећење). Обртни моменат се може променити одмах променом подешавања аналогне количине, а одговарајућа вредност адресе може се променити и путем комуникације.
Углавном се користи у уређајима за намотавање и одмотавање који имају строге захтеве у погледу силе материјала, као што су жичани уређај или опрема за повлачење влакана. Подешавање обртног момента треба да се промени у било ком тренутку у складу са променом радијуса намотаја како би се осигурало да се сила материјала неће променити са променом радијуса намотаја.
2. Контрола положаја серво мотора:
Режим управљања је генерално кроз екстерну улазну фреквенцију импулса за одређивање величине брзине ротације, кроз број импулса за одређивање угла ротације, неки серво такође може бити директно кроз комуникациони начин доделе брзине и померања. Пошто режим положаја може имати врло строгу контролу брзине и положаја, тако да се генерално користи у уређајима за позиционирање. Апликације као што су ЦНЦ алатне машине, машине за штампање и тако даље.
3. Режим брзине серво мотора:
Преко аналогног улаза или фреквенције импулса може се контролисати брзина ротације, у горњем контролном уређају спољне петље ПИД регулација брзине се такође може позиционирати, али мора сигнал положаја мотора или сигнал положаја оптерећења усмерити на горњу повратну спрегу за прорачун. Режим положаја такође подржава спољни прстен директног оптерећења да детектује сигнал положаја. У овом случају, енкодер на крају осовине мотора детектује само брзину мотора, а сигнал положаја обезбеђује уређај за директну детекцију на крају крајњег оптерећења. Предност овог режима је што се грешка у процесу међупреноса може смањити и повећати тачност позиционирања целог система.
4. Разговарајте о 3 прстена
Серво се генерално контролише са три прстена, а такозвана три прстена су три ПИД регулациона система са негативном повратном спрегом затворене петље. Најдубљи ПИД прстен је тренутни прстен, који је у потпуности изведен унутар серво драјвера. Халл уређај детектује излазну струју сваке фазе драјвера према мотору, и даје негативну повратну спрегу на подешавање струје за ПИД регулацију, како би се постигла излазна струја што је ближе могуће подешеној струји. Тренутни прстен је за контролу обртног момента мотора, тако да је рад драјвера у режиму обртног момента минималан.
Динамички одговор је најбржи.
Други прстен је прстен брзине, који се подешава негативном повратном спрегом ПИД преко сигнала детектованог енкодера мотора. ПИД излаз у прстену је директно подешавање тренутног прстена, тако да контрола прстена брзине укључује прстен брзине и тренутни прстен, другим речима, било који режим мора да користи тренутни прстен, тренутни прстен је корен контроле . Истовремено са контролом брзине и положаја, у систему се врши и контрола струје (момента) како би се постигла одговарајућа контрола брзине и положаја.
Трећи прстен је позициони прстен, који је најудаљенији прстен и може се изградити између возача и енкодера мотора или између екстерног контролера и енкодера мотора или коначног оптерећења у зависности од ситуације. Пошто је унутрашњи излаз прстена за контролу положаја подешавање прстена брзине, систем обавља операцију сва три прстена у режиму контроле положаја, а у овом тренутку систем има највећу количину прорачуна и најспорију брзину динамичког одзива .