Что такое сервоуправление и как оно работает. Какие компоненты входят в систему сервоуправления. Как сервоприводы обеспечивают точный контроль движения. Где применяются системы сервоуправления.
Что такое сервоуправление и зачем оно нужно
Сервоуправление — это система автоматического управления, обеспечивающая точное позиционирование, скорость и момент электродвигателя. Основные компоненты системы сервоуправления:
- Сервопривод — электронное устройство управления двигателем
- Серводвигатель — электродвигатель с датчиком обратной связи
- Контроллер — задает команды сервоприводу
- Датчик обратной связи — определяет реальное положение/скорость двигателя
Зачем нужно сервоуправление? Оно позволяет:
- Точно контролировать положение, скорость и момент двигателя
- Быстро реагировать на изменение нагрузки
- Обеспечивать плавное движение без рывков
- Добиваться высокой точности позиционирования
Как работает система сервоуправления
- Контроллер подает команду на сервопривод
- Сервопривод управляет током и напряжением двигателя
- Датчик измеряет реальное положение/скорость двигателя
- Сервопривод сравнивает заданное и реальное значение
- При отклонении вносится корректировка в управление двигателем
Этот цикл повторяется тысячи раз в секунду, обеспечивая точное следование заданной траектории движения.
Ключевые компоненты сервопривода
Сервопривод — основной элемент системы сервоуправления. Он содержит следующие компоненты:
- Силовой преобразователь — управляет током и напряжением двигателя
- Микроконтроллер — реализует алгоритмы управления
- Интерфейсы для подключения датчиков и контроллера
- Схемы защиты и диагностики
Виды и характеристики серводвигателей
В системах сервоуправления применяются специальные серводвигатели. Их особенности:
- Наличие встроенного датчика положения (энкодера)
- Низкая инерция ротора
- Высокая перегрузочная способность
- Широкий диапазон регулирования скорости
Основные типы серводвигателей:
- Коллекторные DC-двигатели
- Бесколлекторные DC-двигатели
- Синхронные AC-двигатели
- Шаговые двигатели
Выбор типа двигателя зависит от требований к динамике, точности и мощности привода.
Принципы настройки сервосистемы
Правильная настройка — ключ к эффективной работе сервосистемы. Основные этапы настройки:
- Идентификация параметров объекта управления
- Настройка регуляторов тока, скорости и положения
- Оптимизация динамических характеристик
- Настройка фильтров для подавления резонансов
- Проверка устойчивости системы
Современные сервоприводы часто имеют функции автонастройки, облегчающие этот процесс. Однако для достижения максимальной производительности может потребоваться ручная доводка параметров.
Области применения сервоуправления
Системы сервоуправления широко используются в различных отраслях:
- Станки с ЧПУ
- Промышленные роботы
- Упаковочное оборудование
- 3D-принтеры
- Системы наведения антенн
- Медицинское оборудование
- Авиационная и космическая техника
Везде, где требуется точное управление движением, сервосистемы находят свое применение.
Преимущества и недостатки сервоуправления
Основные преимущества сервоуправления:
- Высокая точность позиционирования
- Широкий диапазон регулирования скорости
- Хорошие динамические характеристики
- Возможность работы в четырех квадрантах
- Высокий КПД
Недостатки сервоуправления:
- Относительно высокая стоимость
- Необходимость настройки системы
- Чувствительность к внешним помехам
- Сложность конструкции
Несмотря на недостатки, преимущества сервоуправления делают его незаменимым во многих приложениях.
Тенденции развития сервоприводов
Основные направления совершенствования сервоприводов:
- Повышение удельной мощности
- Улучшение динамических характеристик
- Интеграция функций безопасности
- Развитие коммуникационных интерфейсов
- Упрощение процессов настройки и ввода в эксплуатацию
Перспективные технологии включают применение новых алгоритмов управления на основе искусственного интеллекта, использование SiC и GaN силовых полупроводников, интеграцию сервоприводов в концепцию «Индустрии 4.0».
Сервоприводы и сервоуправление Mitsubishi Electric: новое, снятое с производства
Купить Сервоприводы и сервоуправление Mitsubishi Electric в компании Олниса можно оптом или в розницу. Доставим Сервоприводы и сервоуправление Mitsubishi Electric в любой регион России. Можем предложить точный аналог. Работаем напрямую с производителем, не используя посредников.
Компания Митсубиси разработала достаточно недорогие, но функциональные платы управления для сервосистем. При этом, если не серводвигатель оказывается единственным узлом, то данных контроллеров будет достаточно. Система сможет обойтись без ПЛК. Сервоуправление с высокой чувствительностью достигается в комбинации контроллера C и интерфейсного модуля или персонального компьютера и платы позиционирования.
Плата управления движением MR-EM340GF
Многочисленные функции настройки движения, такие как позиционирование, синхронное управление скоростью-крутящим моментом, выполняются встроенной в ПК Simple Motion, которая поддерживает PCI Express.
- Различные полевые устройства, такие как сервоусилители, модули ввода/вывода (в/в) и модули высокоскоростных счетчиков, гибко подключаются к одной и той же сети.
- Simple Motion функционирует как ведущая станция полевой IE CC-Link.
- Функция прерывания через PCI Express позволяет создавать управляемую событиями программу с помощью Visual C ++.
Полевая CC-Link IE представляет собой единую сеть, которая сочетает в себе универсальность Ethernet и высокоточную синхронную работу для контроля движением. С единой сетью различные полевые устройства, такие как сервоусилители, модули (в/в) и блоки высокоскоростных счетчиков, подключаются без ограничений.
Для удовлетворения потребностей клиентов, таких как простое программирование, запуск и обслуживание, предлагается программное обеспечение All-in-One в качестве инструмента простого манипулирования с различными новыми функциями и технологиями. Различные задачи, такие как настройка параметров Simple Motion, настройка сервопривода и отладка, выполняются только с помощью этого программного обеспечения All-in-One.
В одной сети входы/выходы синхронизируются с циклом передачи команд сервоусилителя. Например, вход от синхронного кодера и выход на печатную машину синхронизируются в одной сети. Полевая CC-Link IE предоставляет широкий спектр приложений для контроля движением.
Смешанные топологии звезда, линия и звезда/линия доступны для конфигурации сети с использованием коммутатора. Простая топология, создаваемая только кабелем, подключенным к свободному порту коммутатора, позволяет более гибко добавлять полевые устройства в систему. Особенности:
- Для удовлетворения различных потребностей приложений плата Simple Motion предлагает различные функции контроля, такие как линейная интерполяция, двухосевая круговая интерполяция, подача с фиксированным шагом и поддержание непрерывной траектории.
- Автоматический контроль может быть легко выполнен путем установки адресов позиционирования, скоростей и других элементов настройки с помощью библиотеки API.
- Доступны мощные подфункции, такие как вывод М-кода, пропуск, изменение скорости и изменение целевой позиции.
Усовершенствованный синхронный контроль представляет собой программный синхронный контроль в качестве альтернативы механическому варианту, например, шестерни, вала, сцепления, переключателя скоростей и кулачка. Кроме того, кулачок легко генерируется с помощью функции автоматической генерации. Синхронизация может начинаться и заканчиваться для каждой оси, позволяя оси позиционировать в одной и той же программе.
Контроллеры сервосистем MR-MC341/ MR-MC200
Ключевые особенности данных контроллеров:
- MR-MC341 достигает цикла 0,22 мс (при управлении 32 осями) и максимальных осей управления 64 осей.
- Различные существующие активы, такие как платы и программы для ПК, могут быть эффективно использованы.
- Управляемые событиями программы, которые используют прерывания, могут быть созданы.
- Оснащен функцией позиционирования с использованием таблиц точек.
- Библиотека API доступна для более эффективной разработки программного обеспечения.
- Поддерживается ОС реального времени (INtime, RTX и т.д.).
Существует возможность создать пользовательскую программу, добавив библиотеку API для настройки позиционирования в проект Microsoft Visual Studio, который выполняется на ПК с ОС Windows. Утилита для интерфейсного контроллера C/Board Position включает программное обеспечение, необходимое для разработки приложений. Этот инструмент поддерживает параметры данных и точек для создания приложений, проверки работы, такой как настройка сервопривода и анализ ошибок. MR Configurator2 может быть запущен с помощью тестового инструмента, поэтому регулировка сервопривода выполняется легко.
Сенсорный модуль серии MR-MT2000 состоит из одного головного модуля и четырех типов модулей расширения: (в/в), импульсного (в/в), аналогового (в/в) и (в/в) энкодера. Необходимые блоки расширения могут быть выбраны в соответствии с приложением.
Каждый сигнал ввода/вывода, подключенный к сенсорному модулю, синхронизируется с циклом управления, что позволяет производить обработку с небольшими изменениями для достижения высокой скорости и точности оборудования.
Функция режима интерфейса передает команды положения, полученные от пользовательской программы, на сервоусилители каждый рабочий цикл. Это позволяет оперировать сервоусилителем с помощью пользовательской программы. В этом методе также доступны регуляторы скорости и крутящего момента. Таким образом, MR-J4-B может управляться на основе пользовательских программ, созданных с ноу-хау пользователя программирования команд положения, скорости, крутящего момента, при этом используя преимущества синхронной сети сервосистемы SSCNETIII/H.
- Интерфейсный модуль контроллера C или плата позиционирования управляет обработкой SSCNETIII/H. Это позволяет стороне программы пользователя сосредоточиться на обработке информации, человеко-машинном интерфейсе и контроле движением.
- Персональный компьютер с операционной системой реального времени может выполнять настройку движения с фиксированным циклом, используя прерывания на каждом рабочем цикле.
- Благодаря буферам команд положения до 64 фаз, даже операционная система не в реальном времени (только для Windows) может выполнять командную операцию цикла за 0,22 мс (самая быстрая скорость), что позволяет дополнительно повысить точность контроля траектории.
Головной блок SSCNETIII/H позволяет контроллеру удаленно подключаться к различным узлам (ввод-вывод, аналоговый, высокоскоростной счетчик и т.д.) Эти удаленно подключенные элементы служат удаленными станциями контроллера, передавая входы/выходы. Это приводит к уменьшению проводки, поскольку контроллер получает сигналы ввода/вывода и аналоговые сигналы ввода/вывода непосредственно со стороны сервоусилителя.
Гарантия и доставка
Компания Олниса, как мультибрендовый поставщик, предлагает сервоприводы и боки сервоуправления (платы и ПО) от Mitsubishi-electric На сайте можно найти любой брендов промышленной электроники с полной гарантийной поддержкой на всю продукцию (некоторые товары получили пролонгированную гарантию до 18 месяцев).
Компания Олниса является продавцом промышленной электроники от многих именитых производителей. Преимущество площадки — возможность подобрать и приобрести весь необходимый набор продукции на одном ресурсе. Доставка осуществляется по всей территории РФ и в страны СНГ. Минимальная стоимость заказа – от 50 евро. Срок доставки заказа – от 1 суток.
Синонимы к слову «Сервоуправление»
Наиболее часто употребимыми синонимами слова сервоуправление являются слова:
- управление
Всего найдено синонимов: 1
Всего найдено похожих слов: 48
| Слово | Синонимы | |
контроль автоконтроль,… | [Подробнее] | |
регулирование авторегулирование,… | [Подробнее] | |
руководство авторуководство,… | [Подробнее] | |
телеуправление автотелеуправление,. | [Подробнее] | |
отдел адмотдел, гидроотдел,… | [Подробнее] | |
заведывание ведание, заведование,… | [Подробнее] | |
заведование ведание, заведывание,… | [Подробнее] | |
начальствование верховенство, главенство,… | [Подробнее] | |
координация взаимосвязь,… | [Подробнее] | |
правление властвование, власть,… | [Подробнее] | |
пилотирование вождение, пилотаж,… | [Подробнее] | |
администрация горадминистрация,… | [Подробнее] | |
координирование координация, организация,… | [Подробнее] | |
пилотаж маневрирование,… | [Подробнее] | |
кру народ, управление, язык | [Подробнее] | |
вождение пилотирование,. | [Подробнее] | |
руководительство пособие, руководство,… | [Подробнее] | |
менеджмент руководство, управление | [Подробнее] | |
техуправление техупр, управление | [Подробнее] | |
автоуправление управление | [Подробнее] | |
администрирование управление | [Подробнее] | |
бергколлегия управление | [Подробнее] | |
биоуправление управление | [Подробнее] | |
блокуправление управление | [Подробнее] | |
видеоуправление управление | [Подробнее] | |
геологоуправление управление | [Подробнее] | |
гидроуправление управление | [Подробнее] | |
горжилуправление управление | [Подробнее] | |
дау управление | [Подробнее] | |
дирижирование управление | [Подробнее] | |
домоуправление управление | [Подробнее] | |
ду управление | [Подробнее] | |
жилуправление управление | [Подробнее] | |
жэу управление | [Подробнее] | |
каналоуправление управление | [Подробнее] | |
квестура управление | [Подробнее] | |
пневмоуправление управление | [Подробнее] | |
политуправление управление | [Подробнее] | |
пультуправление управление | [Подробнее] | |
радиотелеуправление управление | [Подробнее] | |
радиоуправление управление | [Подробнее] | |
стройуправление управление | [Подробнее] | |
фотоуправление управление | [Подробнее] | |
хозяйствование управление | [Подробнее] | |
чпу управление | [Подробнее] | |
электроуправление управление | [Подробнее] | |
телетайпсеттер управление, устройство | [Подробнее] | |
хозуправление управление, хозу | [Подробнее] | |
..
..ОШИБКА — 404 — НЕ НАЙДЕНА
- Главная
- Вупси-Дейзи
Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.
Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.
Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?
Сервопривод Hitec HS-425BB (стандартный размер)
Осталось всего 8! РОБ-11883
23,50 $
Избранное Любимый 7
Список желаний
Комплект персонального компьютера Raspberry Pi 400
Нет в наличии КОМПЛЕКТ-17377
100,00 $
32
Избранное Любимый 31
Список желаний
MIKROE Piezo Accel Click
Нет в наличии SEN-19240
109,95 $
Избранное Любимый 0
Список желаний
МИКРОЭ Skywire Click
Нет в наличии CEL-20297
19,95 $
Избранное Любимый 0
Список желаний
Проверка печатных плат с помощью SparkFun и inspectAR
25 марта 2020 г.
InspectAR присоединяется к нам сегодня, чтобы взглянуть на их простой инструмент для проектирования печатных плат.
Избранное Любимый 1
День Пи: Программирование с Raspberry Pi
14 марта 2021 г.
Ознакомьтесь с некоторыми из наших последних руководств по Pi, чтобы начать работу с Raspberry Pi, RP2040, Qwiic и другими!
Избранное Любимый 0
Свет
7 февраля 2013 г.
Свет — полезный инструмент для инженера-электрика. Понимание того, как свет связан с электроникой, является фундаментальным навыком для многих проектов.
Избранное Любимый 23
- Электроника SparkFun®
- 6333 Dry Creek Parkway, Niwot, Colorado 80503
- Настольный сайт
- Ваш счет
- Авторизоваться
- регистр
Основы сервопривода — РАСШИРЕННЫЕ средства управления движением
«Мы проектируем и производим сервоприводы для систем управления движением».
Это ответ, который мы могли бы дать, когда кто-то спрашивает: «Что делают ADVANCED Motion Controls?»
Для некоторых людей это все, что им нужно знать. Для других это может вызвать больше вопросов, чем ответов. Мы должны помнить, что не у всех есть опыт в области управления движением, электроники или даже науки и техники, если уж на то пошло.
Итак, мы собираемся пройтись по основам сервоприводов на разных технических уровнях, чтобы все и каждый могли иметь некоторое представление о том, что мы делаем. Вы можете остановиться, когда вам удобно.
Основы сервопривода для 5-летнего ребенка
Сервоприводы похожи на маленькие компьютеры, которые посылают электричество на двигатели и заставляют их вращаться.
Основы сервопривода объяснены 12-летнему ребенку
До сих пор читаете? Я бы на это надеялся. Давайте углубимся в детали.
Сервоприводы представляют собой электронные устройства, состоящие из печатных плат, микросхем, проводов и разъемов.
Они подключены к электродвигателям для управления вращением двигателя. Они могут заставить двигатель ускоряться, замедляться, останавливаться или даже двигаться назад в любое время.
Они достигают этого, контролируя и направляя поток электричества по проводам двигателя. Без сервопривода двигатель может просто неконтролируемо вращаться или вообще не вращаться.
Некоторые сервоприводы управляют небольшими двигателями, например, в локтевом суставе руки робота. Другие сервоприводы управляют большими двигателями, например, в тяжелой технике или колесе электромобиля. Более мощные двигатели нуждаются в более мощных сервоприводах.
Объяснение основ сервопривода школьнику-физику
Надеюсь, вы все еще с нами, но здесь начинается более техническая часть.
Как работают сервоприводы и что заставляет двигатель вращаться?
Управление двигателем
Как крутится двигатель?
Электродвигатель состоит из двух основных частей: вращающегося ротора, прикрепленного к валу, и неподвижного статора, прикрепленного к раме.
Один из этих компонентов будет иметь обычные магниты, а другой — проволочные обмотки или «электромагниты», которые можно включить, пропуская через них электрический ток.
Включая и выключая последовательно разные обмотки, можно получить вращающийся магнитный эффект. Это давит на обычные магниты и заставляет ротор вращаться.
Коллекторные двигатели имеют обмотки в роторе и магниты в статоре, а бесщеточные двигатели имеют обмотки в статоре и магниты в роторе.
В любом случае величина тока через обмотки определяет величину крутящего момента (насколько сильно он вращается), а напряжение определяет скорость двигателя (насколько быстро он вращается). Регулируя подаваемый ток и напряжение, сервопривод управляет крутящим моментом, скоростью и положением вала двигателя.
В бесщеточном двигателе электромагниты в статоре включаются и выключаются для вращения магнитного ротора.
Система управления и контроля
Большой контроллер
Но как сообщить сервоприводу, к какому крутящему моменту, скорости и положению нужно стремиться? Легкий.
Вы просто используете контроллер, который может быть как простым, как циферблат, так и сложным, как компьютер.
Контроллер подает сигнал (небольшой, но характерный импульс напряжения) на командный вход сервопривода. Затем сервопривод по существу усиливает сигнал до желаемого тока или напряжения для двигателя.
Пример блока питания, который подключается к настенной розетке.
Конечно, закон сохранения энергии говорит нам, что энергия не может быть создана из ниоткуда.
Так откуда взялась эта усиленная сила?
Сервопривод подключен к какому-либо источнику питания (аккумулятор или подключаемое устройство), обеспечивающему постоянное напряжение. Затем сервопривод принимает это напряжение питания и подает питание на двигатель по мере необходимости на основе командного сигнала.
Обратная связь
Если вы отслеживаете, до сих пор мы говорили о 3 основных компонентах, к которым подключены сервоприводы: обмотки двигателя, контроллер и источник питания.
Но есть четвертый элемент, к которому подключены сервоприводы, что делает их такими эффективными: устройство обратной связи двигателя.
Водители используют спидометр для обратной связи во время движения… или, по крайней мере, ответственные водители.
Люди постоянно используют устройства обратной связи. Спидометр на нашей машине сообщает нам, насколько быстро мы едем, чтобы мы знали, следует ли ускориться или замедлиться. Кухонный термометр сообщает нам, когда мясо будет готово. Манометр позволяет нам узнать, когда шине на велосипеде нужно больше воздуха или меньше. Опрос отзывов клиентов сообщает компании, где им необходимо внести коррективы. Обратная связь значительно облегчает принятие корректирующих действий.
Большинство серводвигателей оснащены каким-либо устройством обратной связи, например энкодером, которое можно напрямую подключить к сервоприводу.
Наличие контура обратной связи позволяет сервоприводу в реальном времени корректировать ток и напряжение, которые он отправляет на двигатель.
Это гарантирует, что двигатель вращается с требуемым крутящим моментом, с желаемой скоростью и в желаемом положении независимо от помех.
Инкрементальный энкодер — обычное устройство обратной связи, используемое в двигателях для отслеживания вращательного движения.
Например, допустим, внешняя сила начинает действовать на вал двигателя, заставляя его замедляться с желаемой скорости. Сигнал обратной связи от двигателя указывает реальную скорость двигателя. Затем сервопривод сравнивает истинную скорость с заданной скоростью и увеличивает мощность, подаваемую на двигатель для компенсации, пока он не достигнет нужной скорости.
Это аналогично тому, когда вы используете круиз-контроль в автомобиле и начинаете подниматься в гору. Ничего не трогая, ваш автомобильный компьютер вносит все необходимые изменения, чтобы ваш автомобиль двигался с той же скоростью, несмотря на уклон. В сервоприводе все это происходит быстрее, чем может воспринять человек, с тысячами регулировок в секунду.
Вы из тех, кто никогда не перестает учиться?
Повышайте свои знания в области управления движением каждый месяц бесплатно!
Объяснение основ сервопривода студенту инженерного факультета колледжа
Хорошо, умник, хочешь хороших вещей? Ну вот.
До сих пор мы смотрели на сервоприводы как на маленькие волшебные коробки с электричеством и проводами, входящими и выходящими из них. Мы знаем, что они делают, но не знаем, как они это делают. Давайте посмотрим, что на самом деле происходит внутри.
Контуры отрицательной обратной связи
Сервоприводы часто называют сервоусилителями, потому что по своей сути они делают именно это. Они усиливают командный сигнал. Но именно развитие управления на основе обратной связи делает их более сложными и полезными устройствами.
Как мы уже упоминали, сервоприводы используют контуры обратной связи для исправления ошибок.
В управлении движением и большинстве других процессов управления ошибки исправляются с помощью контуров отрицательной обратной связи.
В контуре отрицательной обратной связи выходной сигнал системы (из измеренного значения) вычитается из входного опорного значения системы (целевое значение), чтобы создать новое входное значение (сигнал ошибки).
Взгляните на эту простую блок-схему.
Простая петля отрицательной обратной связи.
Предположим, ваша цель равна 5, а измеренное значение равно 3. В конечном итоге сигнал ошибки будет равен +2. Если ваша цель равна 5, а измеренное значение равно 7, то сигнал ошибки равен -2.
Таким образом, если выход системы слишком высок, сигнал ошибки будет отрицательным, и система отреагирует в отрицательном направлении, чтобы снизить выход. Если выход системы слишком низкий, ошибка будет положительной, и система отреагирует в положительном направлении, чтобы увеличить выход.
Этот процесс выполняется непрерывно, максимально приближая ошибку к нулю.
Этот отрицательный отзыв необходим. Если бы обратная связь была положительной (другими словами, если бы вы прибавляли измеренное значение к цели, а не вычитали ее), система, работающая слишком быстро, компенсировала бы это, работая еще быстрее, или система, работающая слишком медленно, останавливалась или, в конце концов, работала.
задом наперед.
Почти все сервоприводы способны замыкать контур тока, но другие также могут замыкать контур скорости и даже контур положения. Если в системе есть сервопривод, который может замыкать только токовую петлю, но машина должна также замыкать петли скорости и положения, то эти дополнительные петли должны быть закрыты контроллером.
Усиление
Сигнал ошибки проходит через «усиление» системы, также называемое ступенью усиления, которая преобразует входные данные системы для получения выходных данных системы. В некоторых системах это простое пропорциональное усиление.
Давайте подумаем об этом как о настройке микрофона и динамика. Вы говорите в микрофон, ваш голос усиливается. Если вы выступаете перед толпой из 20 человек в школьной аудитории, то у вас может быть небольшое усиление, из-за которого вы звучите в два или три раза громче, чем на самом деле. Но если вы разговариваете с толпой из сотен человек на мероприятии под открытым небом, вам понадобится гораздо большее усиление, чтобы все могли слышать вас, поэтому вы можете заставить систему сделать ваш голос в десять раз громче.
. В любом случае, чем громче вы говорите в микрофон, тем громче будет звук на выходе.
Базовый контур обратной связи в системе управления движением с сервоприводом. Сервопривод собирает сигнал ошибки, а затем «усиливает» его, чтобы получить выходной сигнал сервопривода.
Таким образом, в сервоприводе одного приложения у вас может быть константа пропорционального усиления 5 А/В, где вход 1 В дает выход 5 А, вход 2 В дает выход 10 А и т. д.
В другом приложении у вас может быть пропорциональный коэффициент усиления постоянная 10 А/В, где вход 1 В дает выход 10 А, вход 2 В дает выход 20 А и т. д.
ПИД-регулятор
Для некоторых процессов пропорционального усиления достаточно для управления. Но для большинства процессов, таких как робототехника, требуется более точное управление. Одной из наиболее распространенных схем управления является (Пропорциональное, Интегральное, Производное) управление.
В ПИД у вас есть пропорциональный коэффициент усиления, умноженный на текущее значение ошибки, а также интегральный коэффициент усиления, умноженный на накопление ошибки с течением времени (интегральное) и производное усиление, умноженное на изменение ошибки с течением времени (производное).
. Это почти всегда приводит к гораздо более точной коррекции ошибки, уменьшая такие проблемы, как перерегулирование и колебание.
Базовый контур обратной связи в системе управления движением с сервоприводом с ПИД-регулированием.
Объяснение основ сервопривода системному разработчику
Поздравляем, если вы дошли до этого места. Теперь давайте выйдем за рамки простой комбинации контроллер-привод-двигатель и посмотрим, как сервоприводы вписываются в полноценную систему управления движением.
Уровни мощности
Не все сервоприводы одинаковы. Каждый сервопривод имеет номинальное рабочее напряжение и максимальный пиковый и непрерывный номинальный ток. Несмотря на то, что было сделано много усовершенствований для увеличения удельной мощности (особенно в последние годы с нашим семейством приводов FlexPro), более крупные сервоприводы обычно будут более мощными и имеют более низкое разрешение управления током.
Возможно, 5-летний ребенок мог бы понять это, но на всякий случай не пытайтесь питать крошечный двигатель на 5 ампер с помощью громоздкого сервопривода на 80 ампер и не пытайтесь запустить тяжелый двигатель на 80 ампер с крошечным 5 сервопривод усилителя.
Сервопривод для панельного монтажа
Форм-фактор
Сервоприводы бывают различных форм и размеров, некоторые из которых лучше подходят для различных приложений.
Сервоприводы для панельного монтажа
Сервоприводы для панельного монтажа имеют металлическую опорную плиту и пластиковую или тонкую металлическую крышку, закрывающую печатную плату.
Отверстия или пазы в опорной плите используются для крепления приводов к плоской поверхности с помощью болтов или винтов.
Сервоприводы традиционной формы, обычно используемые в машинах.
Монтаж на печатную плату
Сервопривод для монтажа на печатную плату
Сервопривод для монтажа на печатную плату изготавливается без каких-либо корпусов или покрытий. Они предназначены для монтажа непосредственно на другую печатную плату с помощью штифтов или пайки, аналогично тому, как можно прикрепить подкомпонент.
Они очень компактны и обеспечивают надежную связь, но менее защищены от непогоды.
Они часто используются как в стационарной, так и в мобильной робототехнике.
Приводы для монтажа на печатной плате иногда подключаются к монтажной плате, чтобы обеспечить более традиционные соединения с проводами и кабелями, сохраняя при этом их компактность. Это может избавить разработчика машин от необходимости разрабатывать печатную плату с точным штырьковым разъемом, соответствующим приводу.
Автомобильный сервопривод
Автомобильный кронштейн
Автомобильный сервопривод плотно закрыт толстой пластиковой оболочкой и тяжелой опорной плитой. Наконечники с винтовыми клеммами используются для обеспечения высокого тока. Как следует из названия, они используются в мобильных приложениях.
Независимо от форм-фактора, с точки зрения производительности все они работают одинаково. Разница больше связана с простотой установки для различных отраслей промышленности и различных приложений.
Сети
В роботах, мобильных транспортных средствах, машинах и других системах управления движением, скорее всего, будет более одной оси движения.
Это означает более одного двигателя, что обычно означает более одного сервопривода. Контроллер должен отправлять команды всем этим сервоприводам.
Контроллер может справиться с этим двумя способами. Для аналоговых сервоприводов необходима схема централизованного управления, при которой контроллер подключается индивидуально к каждому сервоприводу.
Подключение сервоприводов к сети упрощает подключение. Данные и команды могут передаваться по одной сетевой шине к каждому узлу, поэтому контроллеру не требуется прямое подключение к каждому из них.
Однако с цифровыми сервоприводами схема распределенного управления стала возможной благодаря использованию сети. Сеть объединяет сервоприводы вместе. Сообщения или пакеты данных могут отправляться по сети, и сервоприводы будут реагировать на адресованные им данные.
Существует множество различных сетевых протоколов. Сети реального времени, такие как EtherCAT или EtherNet/IP, обеспечивают невероятно быстрое время отклика, отправляя обновления менее чем за миллисекунду.
Другие сети, такие как CANopen или ModBus, не такие быстрые, но их проще и дешевле реализовать.
Каждая модель цифрового сервопривода ADVANCED Motion Controls разработана для определенного сетевого протокола, с множеством доступных опций, включая пользовательские.
Другие типы двигателей
Подобно тому, как сотовые телефоны вышли далеко за пределы просто телефонных звонков, сервоприводы в наши дни могут делать гораздо больше, чем просто управлять серводвигателями.
Помимо стандартных щеточных и бесщеточных серводвигателей, сервоприводы также могут использоваться для управления линейными двигателями, двухфазными и трехфазными шаговыми двигателями, асинхронными двигателями переменного тока, звуковыми катушками и многим другим.
Линейный двигатель электрически аналогичен «развернутому» бесщеточному серводвигателю, поэтому им легко управлять с помощью цифровых сервоприводов.
Даже если ваша система имеет несколько типов двигателей, вполне возможно, что вы сможете управлять ими всеми, используя одинаковые или похожие модели сервоприводов, что упрощает вашу конструкцию.
Ввод/вывод
Ввод/вывод (ввод/вывод) используется в цифровых сервоприводах, чтобы позволить им обмениваться сигналами высокого/низкого уровня с другими устройствами в системе. Этими устройствами могут быть датчики температуры, концевые выключатели, датчики давления или даже другие сервоприводы.
Использование ввода-вывода может быть полезным, поскольку позволяет сервоприводу управлять простыми функциями машины и снимать нагрузку с контроллера и/или сети.
Изоляция
Либо вашим сервоприводам, либо вашему источнику питания потребуется электрическая изоляция. В противном случае вы можете получить плавающую землю, которая поджарит ваши сервоприводы и другие компоненты системы. Вам нужны либо сервоприводы со встроенной оптической изоляцией, либо блоки питания с изолирующим трансформатором. Исключением из этого правила являются системы с батарейным питанием и системы с сервоприводами, предназначенные для прямого питания переменным током.
Бонус: Основы сервопривода для философов
Если сервопривод — это устройство, которое подает ток и напряжение на двигатель, то, если вы отключите его от системы, останется ли он сервоприводом?
Джексон Маккей, инженер по маркетингу
Нравится читать? Вы из тех, кто никогда не перестает учиться?
Повышайте свои знания в области управления движением каждый месяц бесплатно!
Вас также может заинтересовать.
