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机器人关节伺服电机三环控制方式

伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。

伺服电机可以控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转换为扭矩和速度来驱动控制对象。伺服电机转子转速由输入信号控制,反应迅速。它被用作自动控制系统中的执行元件,具有机电时间常数小、线性度高的特点。它分为直流和交流伺服电机两类,其主要特点是当信号电压为零时,速度随扭矩的增加而均匀下降。

传感器反馈强,采样时间符合性能要求(Task建议使用周期)

若无传感器或传感器响应不能满足要求,建议采用力矩限幅或力矩模式。

  1. 位置或速度模式 力矩限幅:控制相对简单
  2. 扭矩模式:做好保护。

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伺服电机的速度控制和转矩控制均采用通过发送控制位置控制来控制。

伺服电机是控制伺服系统机械部件运行的发动机,是辅助电机间接变速设备。

在一些小型单机设备上,使用脉冲控制来确定电动机的位置应该是最常用的应用方法。这种控制方法简单易懂,基本控制思路:脉冲总量决定电机位移,脉冲频率决定电机速度。

在需要伺服电机实现速度控制的应用场景中,电机的速度控制可以通过模拟量来实现,这决定了电机的工作速度。有两种选择:电流或电压。电压方法只需在控制信号的末端添加一定大小的电压。很容易实现。电位器控制可用于某些场景。但是,如果选择电压作为控制信号,在复杂的环境场景中,电压容易受到干扰,导致控制不稳定。电流模式需要相应的电流输出模块。但电流信号具有较强的抗干扰能力,可用于复杂场景。

伺服电机通信控制的常用方法是CAN、EtherCAT、Modbus和Profibus。采用通信控制电机是将场景应用于复杂大型系统的首选控制方法。采用通信方式,可轻松切割系统尺寸和电机轴量,无复杂控制接线,系统非常灵活。伺服电机的速度控制和扭矩控制由模拟量控制,位置控制由脉冲控制。根据客户的要求,如果不需要电机的速度和位置,只要输出一定的扭矩,就可以使用扭矩模式。

1.转矩控制,转速自由(随负载变化) 扭矩控制是我们通常使用更多的控制方法,我们通过外部模拟量或直接地址值设置输出扭矩的大小,所以相应的速度不一定,因为设备老化摩擦系数、负载变化,会影响速度输出,使用我们不需要调整速度,因为它是自动调整,我们需要系统的稳定性,长扭矩稳定性。 可以通过立即改变模拟量的设置来改变设置的扭矩大小,也可以通过通信方式改变相应地址的值来实现。该应用程序主要用于缠绕和滚动装置,如绕组装置或拉光纤设备,以防止缠绕材料的变化。 2.严格控制位置控制、精确定位、速度和扭矩 位置控制模式通常通过外部输入脉冲的频率来确定旋转速度,并通过脉冲的数量来确定旋转角度。一些伺服可以通过通信直接赋予速度和位移。 由于位置模式可以严格控制速度和位置,一般用于定位装置。数控机床、印刷机械等应用领域。 我们在使用中需要理解PLC或者其他脉冲额定发送频率是多少?KHz,100KHz,200KHz,我们可以计算伺服移动到指定位置的上限运行速度和时间。 必须计算伺服上线速度,只有选择合适的伺服型号才能满足现场使用要求。伺服在线运行速度=指示脉冲额定频率×伺服上限速度伺服控制器一般配备编码器,可接收编码器接收反馈脉冲设置编码器反馈脉冲频率,设置编码器反馈脉冲频率=脉冲数在编码器周反馈×伺服电机设定速度(r/s)由于指示脉冲频率=编码器反馈脉冲频率/电子齿轮比,因此也可以设置指令脉冲频率,设置伺服电机的速度。 3.在速度模式下,扭矩是自由的(随负载变化) 旋转速度可以通过模拟量的输入或脉冲频率来控制,并且可以在外环中控制上位控制装置PID也可以定位控制时的速度模式,但必须将电机的位置信号或直接负载的位置信号反馈到上位进行操作。 速度模式对应于位置模式,位置信号误差。位置模式的信号由终端负载检测装置提供,减少了中间传输误差,相对提高了整个系统的定位精度。 我们的速度控制模式主要使用0-10电压信号来控制电机转速,模拟范围的大小决定了给定速度的大小,正负电机关系取决于速度指令增益,在负载惯性大的情况下使用速度模式,我们需要设置速度环增益,使系统响应更快。调整时,应考虑设备的振动,不得因响应速度而产生系统振动。 当我们使用速度控制时,我们还需要注意加速和减速的设置。如果没有闭环控制,我们需要通过零钳位或比例控制完全停止电机。当使用上位机作为位置闭环时,模拟量不能自动调整为零。 通过控制系统给伺服驱动器发送 /-10V模拟电压指令控制速度的优点是伺服响应快,但缺点是对现场干扰敏感,调试稍复杂。速度控制应用广泛:需要快速响应座椅的连续调速系统;上闭环定位系统;需要快速切换的系统。

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1.伺服电机脉冲控制模式

在一些小型单机设备中,选择脉冲控制来实现电机的定位应该是最常见的应用方法,这种控制方法简单易懂。基本控制理念:脉冲总量确定电机位移,脉冲频率确定电机速度。

2.伺服电机模拟量控制模式

在需要伺服电机实现速度控制的应用场景中,我们可以选择模拟量来实现电机的速度控制,模拟量的值决定了电机的运行速度。有两种方法可以选择模拟量,电流或电压。只需在控制信号端添加一定大小的电压即可。在某些情况下,使用电位器可以实现简单的控制。但选择电压作为控制信号,在复杂的环境中,电压容易受到干扰,导致控制不稳定;电流模式,需要相应的电流输出模块。但电流信号具有较强的抗干扰能力,可用于复杂场景。

3.伺服电机通信控制模式

伺服电机实现伺服电机控制的常用方法有CAN、、Modbus、Profibus。使用通信控制电机是一些复杂和大型系统应用场景的首选。通信方式,系统尺寸和电机轴容易切割,没有复杂的控制接线。系统具有很高的灵活性。

伺服电机的速度控制和扭矩控制由模拟量控制。位置控制由发脉冲控制。根据客户的要求选择具体的控制方法,以满足哪些运动功能。如果您对电机的速度和位置没有要求,只要输出恒定的扭矩,当然扭矩模式。

如果对位置和速度有一定的精度要求,而对实时转矩不是很关心,用转矩模式不太方便,用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的闭环控制功能,用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高,或者,基本没有实时性的要求,用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。

标签: 901扭矩转速角度传感器

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