什么是伺服控制,伺服控制系統(tǒng)的控制方式有哪些?
瀏覽次數(shù):778發(fā)布日期:2021-07-22
伺服控制,即為了滿足某種目的,控制物體的運動和物體的運動。所謂伺服控制是指對物體的位置、速度和加速度的有效控制。這種控制已在各個領(lǐng)域得到推廣。伺服控制系統(tǒng)是用于精確跟蹤或再現(xiàn)某一過程的反饋控制系統(tǒng)。
一、 伺服系統(tǒng)大致可分為以下幾項:
1、指令部分:動作指令信號輸出裝置
2、驅(qū)動部分:接收指令部分輸出并驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)動作的裝置(如電機)
3、反饋部分:檢測執(zhí)行結(jié)構(gòu)或負載狀態(tài)的設(shè)備
4、執(zhí)行器:接收驅(qū)動部分的輸出信號,產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩、位置等狀態(tài)
二、 伺服內(nèi)部結(jié)構(gòu):
三、 控制方式
伺服系統(tǒng)一般有三種控制方式:速度控制、轉(zhuǎn)矩控制和位置控制。
1、速度控制
?。?) 、速度系統(tǒng)是指電動機按照給定的速度指令運行
?。?) 、速度控制的應(yīng)用非常廣泛,包括:需要快速聲音座椅的連續(xù)速度控制系統(tǒng);具有上閉環(huán)的定位系統(tǒng);需要多列速度快速切換的系統(tǒng)。
?。?) 、一般情況下,伺服系統(tǒng)的速度以模擬量的形式給出,即模擬量的幅值決定給定的速度,正、負決定電機的關(guān)系,這取決于速度指令增益(pn300)。
2、轉(zhuǎn)矩控制
?。?) 無速度控制時,輸出轉(zhuǎn)矩控制是典型的轉(zhuǎn)矩控制。
?。?) 常用于張力控制等場合
(3) 輸入為模擬量,模擬量與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系取決于轉(zhuǎn)矩指令增益。
?。?) 例如,如果用戶將pn400設(shè)置為100,則表示如果輸入10ν的模擬量,則電機的輸出轉(zhuǎn)矩可以達到其額定轉(zhuǎn)矩的100%。
3。位置控制
位置控制廣泛應(yīng)用于各種定位場合,可以直接代替各種步進傳動系統(tǒng)。一般來說,伺服通過接收脈沖來控制位置。脈沖數(shù)決定位置,脈沖頻率決定馬達的速度。脈沖的位置當量取決于機械結(jié)構(gòu)和電子齒輪。
四、 三種控制方式比較:
?。?)、 如果不需要電機的轉(zhuǎn)速和位置,只要轉(zhuǎn)矩輸出恒定,當然采用轉(zhuǎn)矩模式。
(2) 、如果對位置和速度有一定的精度要求,但對實時轉(zhuǎn)矩不是很關(guān)心,采用轉(zhuǎn)矩方式不方便,但轉(zhuǎn)速或位置方式更好。如果上層控制器具有較好的閉環(huán)控制功能,速度控制效果會更好。如果要求不是很高,或者沒有實時性要求,那么對于具有位置控制的上位機控制器就沒有很高的要求。
?。?) 、從伺服驅(qū)動器的響應(yīng)速度來看,轉(zhuǎn)矩模式的計算量最小,驅(qū)動器對控制信號的響應(yīng)最快;位置模式的計算量最大,驅(qū)動器對控制信號的響應(yīng)最慢。
?。?)、 當需要運動時的動態(tài)性能時,需要對電機進行實時調(diào)整。然后,如果控制器本身的運行速度很慢(如PLC或低端運動控制器),則采用位置控制。如果控制器的操作速度比較快,可以將位置環(huán)從驅(qū)動器以一種速度的方式移動到控制器上,從而減少駕駛員的工作量,提高效率(例如大多數(shù)中g(shù)ao端運動控制器);如果有更好的上控制器,轉(zhuǎn)矩控制可以用來從驅(qū)動器上去掉速度環(huán),這一般只是gao端專用控制器的能力之外,此時不需要使用伺服電機。