
伺服系(xi)統大(da)致上可分為下列幾項:
1、指令部分:動作指令(ling)信號的(de)輸出裝置;
2、驅動(dong)部分(fen):接收指(zhi)令(ling)部分的輸(shu)出(chu),并(bing)驅動執行機(ji)構(比如電(dian)機(ji))動作的裝置;
3、反饋(kui)部分:檢測(ce)執行結構或者負載狀態的裝(zhuang)置;
4、執行機(ji)構:接(jie)收(shou)驅動部分的(de)輸(shu)出信號產生轉力矩、位置(zhi)等狀態。
一般(ban)伺服都有三種控制方式:速度(du)控(kong)制方式(shi),轉矩控(kong)制方式(shi),位置(zhi)控(kong)制方式(shi)。
1、速度(du)控制
速度環(huan)框(kuang)圖:
(1)速度(du)制即電(dian)機按(an)照給定的速度(du)指令進行運轉(zhuan)。
(2)速度控制的(de)應用場(chang)合(he)相當廣涇(jing)用場(chang)合(he)有:需要快速(su)響座的連(lian)續調速(su)系統; 由上位閉環的定位系統;需要多欄速(su)度(du)進(jin)行快速(su)切換的系統。
(3)通(tong)常伺(si)服(fu)的(de)速(su)度給定(ding)為模(mo)擬量,即(ji)模(mo)擬量幅值的(de)大小決(jue)(jue)定(ding)了(le)給定(ding)速(su)度的(de)大小,正負(fu)決(jue)(jue)定(ding)電(dian)機應關系取(qu)決(jue)(jue)于速(su)度指(zhi)令增(zeng)益(yi)(Pn300)。
注意(yi)事項:
(1)速度環增益(yi)Pn102,通常是設定(ding)高(gao)一些以(yi)使得整(zheng)個系統響(xiang)應快一些,電機剛性(xing)也(ye)會增強。但是(shi)增益大(da)了可(ke)能導致系統(tong)振動。 一(yi)般(ban)負載慣量(liang)大的場合該參數設(she)得大一(yi)些。
(2)速度環積分時(shi)間(jian)Pn103,它的(de)作(zuo)用是消除靜差,數值設得越大響應越慢,到達指令時(shi)間(jian)越長。通常負載慣量(liang)越(yue)大,積分時間應設定得越(yue)大。
(3)上(shang)位機(ji)作閉環時,應盡量不要設置軟(ruan)起動減速時間(jian)參數(shu)Pn306、Pn307。
(4)若沒有上位機(ji)作閉環,希望(wang)通過模擬(ni)量來使(shi)得電機(ji)完全(quan)停止(zhi),則(ze)必(bi)須采用(yong)零鉗(qian)位或比例控制。
(5)用(yong)上位機作位置閉環(huan)時,模擬量不能自動調零(ling)。
2、轉矩控制(zhi)
(1)非速度控(kong)制,控(kong)制輸岀的轉矩即為典(dian)型轉矩控(kong)制。
(2)常(chang)使用(yong)于張(zhang)力控制等場(chang)合
(3)輸入為模(mo)擬量(liang),模(mo)擬量(liang)大小(xiao)與轉矩(ju)大小(xiao)的關系取決(jue)于(yu)轉矩(ju)指令增益。
(4)舉例:假定用戶設定Pn400是100,則表(biao)明若(ruo)輸(shu)(shu)入10ν的模擬量時電機輸(shu)(shu)出轉矩可以達(da)到其額定轉矩的100%。
注意事項:
(1)轉矩控制首先應(ying)注意(yi)限制電機(ji)轉速(su),電機(ji)轉速(su)可以用模(mo)擬(ni)量進行限制,也可以通過(guo)設置參數來限制轉速(su)。
(2)轉(zhuan)矩指令(ling)增益Pn400數值設定越小,相同模擬量對(dui)應的轉(zhuan)矩越大。
3、位置控制
位置(zhi)控制普遍應(ying)用在各種定位場合,可以直接替(ti)換各種步進傳(chuan)動系統。一般(ban)情況下伺服通過接(jie)受(shou)脈沖來進行位(wei)置(zhi)控制,脈沖的(de)(de)個數決(jue)定了位(wei)置(zhi),脈沖的(de)(de)頻率決(jue)定了電機運行的(de)(de)速度。 一個脈(mo)沖(chong)對應的位置當量,取決于(yu)機械結構(gou)和(he)電子(zi)齒輪。
注(zhu)意事項:
(1)每(mei)一個點位(wei)(wei)的(de)(de)位(wei)(wei)移由兩個參數(shu)組成,實(shi)際編程的(de)(de)位(wei)(wei)移是由兩個參數(shu)的(de)(de)代數(shu)和組成,注(zhu)意(yi)兩個參數(shu)的(de)(de)單位(wei)(wei)。
(2)注意搜索參考點(dian)的(de)速(su)度,若速(su)度過大可以設定(ding)軟起動加減(jian)速(su),以減(jian)小對機械的(de)沖擊(ji)。
(3)點位控制中,1CN可(ke)以(yi)不接任(ren)何(he)輸入、輸岀即(ji)可(ke)實(shi)現。
(4)目前只(zhi)能順(shun)序(xu)換步。
(5)用(yong)戶可以通過(guo)觸(chu)摸屏和伺服(fu)通過(guo) Modbus協議進(jin)行通訊,進(jin)而可以通過(guo)觸(chu)摸屏修改位置、速度等(deng)。
四、三種控(kong)制方式對比
(1)如果對電機的速度(du)、位(wei)置(zhi)都沒有要求,只要輸出一(yi)個(ge)恒轉(zhuan)矩,當然是(shi)用轉(zhuan)矩模式。
(2)如果對(dui)(dui)位置和速度(du)(du)有一定的精度(du)(du)要求,而(er)對(dui)(dui)實時轉(zhuan)矩不是很關心,用轉(zhuan)矩模(mo)式不太方(fang)便,用速度(du)(du)或位置模(mo)式比較好(hao)。如果(guo)上位控(kong)制(zhi)器有比較(jiao)好的閉環控(kong)制(zhi)功能(neng),用速度控(kong)制(zhi)效果(guo)會好一點(dian)。 如(ru)果本(ben)身要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)不是很高,或者,基本(ben)沒有實時(shi)性的要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu),用位置(zhi)控制方式(shi)對上(shang)位控制器沒有很高的要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)。
(3)就(jiu)伺服(fu)驅動器(qi)的響(xiang)應(ying)(ying)速度來看,轉矩(ju)模(mo)式(shi)運算量(liang)最(zui)小,驅動器(qi)對(dui)控(kong)制信號(hao)的響(xiang)應(ying)(ying)最(zui)快(kuai);位置(zhi)模(mo)式(shi)運算量(liang)最(zui)大(da),驅動器(qi)對(dui)控(kong)制信號(hao)的響(xiang)應(ying)(ying)最(zui)慢。
(4)對運動中的動態性能有比較高的要求時,需要實時對電機進行調整。那么如果控制器本身的運算速度很慢(比如PLC,或低端運動控制器),就用位置方式控制。如果控制器運算速度比較快,可以用速度方式,把位置環從驅動器移到控制器上,減少驅動器的工作量,提高效率(比如大部分中高端運動控制器);如果有更好的上位控制器,還可以用轉矩方式控制,把速度環也從驅動器上移開,這一般只是高端專用控制器才能這么干,而且,這時完全不需要使用。
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