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一、伺服電機的三環控制方式的原理
大家都知道伺服大家有三種控制方式——轉矩、速度、位置,那么這三種控制方式的原理都是什么呢?
1、首先是電流環,此環完全在伺服驅動器內部進行,通過霍爾裝置檢測驅動器給電機的各相的輸出電流,負反饋給電流的設定進行PID調節,從而達到輸出電流盡量接近等于設定電流,電流環就是控制電機轉矩的,所以在轉矩模式下驅動器的運算z小,動態響應z快。
2、第二環是速度環,通過檢測伺服電機編碼器的信號進行負反饋PID調節,它的環內PID輸出直接就是電流環的設定,所以速度環控制時就包含了速度環和電流環,換句話說任何模式都必須使用電流環,電流環是控制的根本,在速度和位置同時控制的系統實際也進行電流(轉矩)控制以達到速度和位置的相應控制。
3、第三環是位置環,它是z外環,可以在驅動器和伺服電機編碼器間構建也可以在外部控制器和電機編碼器或者z終負載間構建,要根據實際情況來定。由于位置環內部輸出就是速度環的設定,位置控制模式下系統進行了所有3個環的運算,此時的系統運算量z大,動態響應也z慢。
二、什么是伺服系統呢?及其三種控制方式。
以物體的位置、方向、速度等為控制量,以跟蹤輸入給定值的任意變化為目的,所構成的自動化閉環控制系統。
伺服系統是具有負反饋的閉環自動化控制系統,由控制器、伺服驅動器、伺服電機和反饋裝置組成。
伺服系統有三種控制方式,即轉矩控制(電流環)、速度控制(電流環、速度環)、位置控制(電流環、速度環、位置環)。
轉矩控制:通過外部模擬量的輸入或者直接的地址的賦值來設定電機軸對外輸出轉矩的大小,主要應用于需要嚴格控制轉矩的場合。
速度控制:通過模擬量的輸入或者脈沖的頻率對轉動的速度進行控制。
位置控制:伺服中z常見的控制,位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉動速度的大小,通過脈沖的個數來確定轉動的角度,所以一般應用于定位裝置。
三、影響控制的因素
1、速度環主要進行PI(比例和積分),比例就是增益,所以我們要對速度增益和速度積分進行合適的調節才能達到理想的效果。
2、位置環主要進行P(比例)調節。對此我們只要設定位置環的比例增益就好了。當進行位置模式需要調節位置環時,z好先調節速度環。位置環、速度環的參數調節沒有什么固定的數值,要根據外部負載的機械傳動連接方式、負載的運動方式、負載慣量、對速度、加速度要求以及電機本身的轉子慣量和輸出慣量等等多條件來決定,調節的簡單方法是在根據外部負載的情況進行大體經驗的范圍內將增益參數從小往大調,積分時間常數從大往小調,以不出現震動超調的穩態值為z佳值進行設定。