Servo Motors adalah jenis motor kontrol, dikategorikan sebagai DC Servo Motors dan AC Servo Motors. Karena keunggulannya, seperti ukuran kecil, bobot ringan, output torsi tinggi, inersia rendah, dan kinerja kontrol yang sangat baik, motor servo AC banyak digunakan dalam sistem kontrol otomatis dan sistem inspeksi otomatis sebagai aktuator, mengubah sinyal listrik kontrol menjadi rotasi mekanis poros.
Karena akurasi posisi yang tinggi dari motor servo, sistem kontrol posisi modern semakin menggunakan motor servo sebagai komponen utama mereka. Tonghang, sebagai produsen motor dan pengemudi AC servo, menggunakan sistem drive servo motor + bola putar pada pusat pengukuran gigi untuk mencapai parameter kontrol yang diinginkan untuk driver sistem servo AC.
Motor dan pengemudi servo acStruktur sistem
Pusat pengukuran gigi terdiri dari empat sumbu gerak: tiga sumbu linier dan satu sumbu putar. Untuk pengaturan parameter ini, sistem servo motor servo AC digunakan pada sumbu linier dengan inersia sekitar 250 kg.
Unit Deteksi Posisi Sistem menggunakan kisi -kisi panjang bertahap Renishaw. Sinyal output adalah sinyal tegangan gelombang persegi, dengan 2500 pulsa per 1 mm. Setelah empat -} sirkuit resolusi dimensi, resolusi 0,1 μm (10.000 pulsa per 1 mm) dapat dicapai.
Seri Tonghang Seri AC Motor Servo (indikator kinerja utamanya adalah: tegangan catu daya adalah tiga - fase 200V, daya pengenal motor yang diadaptasi adalah 400W, tipe encoder adalah 2500p/r, resolusi LIVER, Posisi Lipatan, Posisi Fitur, dan Fitur Posisi Posisi Posisi Ekspondasi, dan Fitur Posisi Lingkar. Kontrol, dan Kontrol Loop Tertutup-.
Rentang tegangan analog input: -10v -+10 v;
Frekuensi pulsa input maksimum: 2mpps.
Bergantung pada aplikasi, drive dapat dikonfigurasi untuk kontrol perintah posisi, kontrol perintah posisi pulsa, kontrol perintah kecepatan, atau kontrol perintah torsi. Kontrol perintah posisi pulsa digunakan dalam makalah ini.
Drive servo menerima sinyal perintah posisi (pulsa/arah) dari kartu kontrol servo dan memasukkannya ke dalam kereta pulsa. Setelah penggandaan frekuensi dengan gigi elektronik, dibandingkan dengan sinyal pulsa umpan balik dalam penghitung deviasi reversibel untuk menghasilkan sinyal deviasi.
Pulsa umpan balik dihasilkan oleh enkoder yang mendeteksi jumlah aktual pulsa yang dihasilkan oleh motor dan kemudian dikalikan dengan empat. Sinyal deviasi posisi disesuaikan dengan pengontrol feedforward komposit dalam loop posisi untuk menghasilkan sinyal perintah kecepatan.
Sinyal penyimpangan, yang dihasilkan dari perbandingan antara sinyal perintah kecepatan dan sinyal umpan balik kecepatan, disesuaikan dengan pengontrol integral - proporsional dalam loop kecepatan untuk menghasilkan sinyal perintah saat ini. Sinyal ini mengalami konversi vektor dalam loop saat ini dan kemudian dikonversi oleh loop saat ini. Output SPWM Torsi dan arus untuk mengontrol pengoperasian motor servo AC.
Akurasi kontrol posisi ditentukan oleh jumlah pulsa yang dihasilkan per revolusi oleh enkoder fotolektrik. Encoder fotoelektrik diklasifikasikan menjadi tipe tambahan dan absolut.
Artikel ini menggunakan driver servo dengan enkoder fotoelektrik tambahan. Konstruksi sederhana, kemudahan penggunaan, umur panjang, resolusi tinggi, dan berbagai aplikasi praktis adalah fitur utama. Kabel driver servo adalah sebagai berikut: puls1 dan puls2 sambungkan ke sinyal pulsa output kartu kontrol, tanda1 dan tanda2 sambungan ke sinyal arah, com+ dan com - Sambungkan ke +24 v catu daya (terminal positif dan negatif), dan srv on connect ke com {11}. Ini melengkapi kabel dasar untuk mode kontrol posisi. Motor dan driver membentuk sistem kontrol servo loop tertutup, dan pengguna dapat menyesuaikan parameter driver untuk menyesuaikan kinerja sistem servo.
Penelitian Servo Drive
Before adjusting drive parameters, let's explain in detail the principles of adjusting drive parameters. When adjusting servo drive parameters, follow the order: current loop -> speed loop ->loop posisi. Berikut ini menjelaskan dan menganalisis prinsip -prinsip setiap loop kontrol.
1. Loop saat ini
Dibandingkan dengan motor DC, kontrol loop saat ini dari motor servo AC membutuhkan kontrol vektor. Oleh karena itu, tiga - fase loop perhitungan saat ini termasuk dalam loop saat ini. Tujuannya adalah untuk memastikan bahwa arah medan magnet yang dihasilkan yang dihasilkan oleh tiga arus fase - selalu tegak lurus terhadap medan magnet rotor, mencapai dorongan maksimum, sehingga mencapai efek yang sama dengan motor DC.
Di bawah kontrol vektor yang ideal, model loop saat ini untuk motor AC identik dengan motor DC. Dengan umpan balik negatif arus yang sesuai dan parameter pengontrol arus, tegangan input dan torsi motor proporsional. Dalam pengujian aktual, nilai arus aktual melacak nilai saat ini dengan baik, dan model dapat diperkirakan sebagai tautan proporsional, sehingga loop saat ini tidak memerlukan penyesuaian pengguna.
2. Loop Kecepatan
Metode kontrol loop kecepatan yang digunakan dalam drive servo adalah pi, atau proporsional - kontrol integral.
Gambar tersebut menunjukkan prinsip pengontrol loop kecepatan. Kinerja servo dari loop posisi dapat dimodifikasi dengan menyesuaikan gain proporsional K dan gain integral K. Algoritma PI adalah algoritma pelacakan kesalahan dengan kemampuan pelacakan posisi yang sangat baik. Lingkaran kecepatan sistem servo posisi biasanya menggunakan algoritma PI dan membutuhkan sejumlah overshoot.
3. Loop Posisi
Loop posisi servo drive memiliki mode feedforward feedforward feedforward feedforward yang proporsional, integral, diferensial, kecepatan, dan akselerasi. Seperti yang ditunjukkan pada gambar.
KP, KPI, dan KPD adalah perolehan proporsional, perolehan integral, dan gain diferensial dari kontrol posisi, masing -masing. KPVFN adalah koefisien feedforward kecepatan, dan KPAFR dan KPAFR2 adalah koefisien feedforward akselerasi. Sistem servo ini membutuhkan kesalahan pelacakan kecepatan minimal untuk memastikan akurasi pengukuran dinamis, sehingga pengontrol P dengan feedforward kecepatan digunakan. Karena overshoot tidak diinginkan dalam kontrol posisi, pengontrol I umumnya tidak digunakan. KP, KPN, dan KPVFR masing -masing adalah feedforward proporsional, diferensial, dan kecepatan, dan merupakan parameter yang dapat disesuaikan untuk kontrol posisi. Karena gerakan kecepatan konstan terutama digunakan dalam aplikasi praktis, feedforward akselerasi tidak digunakan.
Eksperimen Sistem Servo
Berdasarkan analisis di atas, parameter drive servo perlu disesuaikan. Parameter pengguna yang perlu diatur adalah sebagai berikut:
PR02: Setel ke "7" untuk memilih kontrol loop tertutup penuh - untuk motor servo.
PR15: diatur ke "100" untuk mengatur nilai feedforward kecepatan. Pengaturan yang lebih tinggi menghasilkan respons yang lebih cepat dengan penyimpangan posisi yang lebih kecil, terutama ketika respon kecepatan - tinggi- tinggi.
PR16: diatur ke "3000" untuk mengatur konstanta waktu dari filter penundaan primer untuk umpan kecepatan.
PR18: diatur ke "200" untuk mengatur gain loop posisi. Meningkatkan nilai gain ini dapat meningkatkan kekakuan servo dari kontrol posisi, tetapi gain yang terlalu tinggi dapat menyebabkan osilasi.
PR19: diatur ke "150" untuk mengatur gain loop kecepatan. Meningkatkan nilai gain ini dapat meningkatkan kecepatan respons kontrol kecepatan.
PR 1A: Setel ke "10" untuk mengatur konstanta waktu integral loop kecepatan. Mengurangi parameter ini mempercepat tindakan integral. Unit: MS.
PR1B: Setel ke "4" untuk mengatur jenis filter deteksi kecepatan. Pengaturan yang lebih tinggi mengurangi kebisingan motor.
PR1C: Setel ke "20" untuk mengatur konstanta waktu filter torsi. Mengatur parameter filter torsi dapat mengurangi getaran mesin.
PR20: Diatur ke "250" untuk mengatur rasio inersia beban mekanik dengan inersia rotor motor.
PR40: Setel ke "0" untuk input melalui sirkuit optocoupler (konektor x5, puls1: pin 3, puls2: pin 4, tanda1: pin 5, tanda2: pin 6).
PR41: Atur ke "0" untuk mengatur tipe pulsa perintah, yang menentukan arah rotasi dan bentuk pulsa yang sesuai. Digunakan bersama dengan PR42.
PR42: Setel ke "3", yaitu, tipe pulsa perintah yang dikirim dari pengontrol ke driver menggunakan metode pulsa/arah.
PR44: Diatur ke "16384", yaitu, digunakan untuk mengatur jumlah output pulsa dari antarmuka sinyal umpan balik per rotasi motor.
PR45: Diatur ke "0", ini bekerja bersama dengan PR44.
PR46: diatur ke "1", yaitu, digunakan untuk mengatur apakah level logika output sinyal fase B dari antarmuka sinyal umpan balik terbalik. Nilai 1 terbalik.
PR48: diatur ke "1", pr49: diatur ke "1", pr4a: diatur ke "1", pr4b: diatur ke "10". Parameter ini adalah parameter untuk divisi frekuensi perintah dan dapat mewujudkan fungsi gigi elektronik dari rasio kecepatan apa pun. Hubungan antara keempat parameter ini adalah sebagai berikut: f=fx (pr4b) / pr48 (atau pr49) * 2 pr4a=50 000 (1) Di mana f: Jumlah pulsa perintah internal yang diperlukan untuk motor untuk memotret satu lingkaran.
F: Resolusi Encoder
Kartu kontrol yang sesuai secara internal menetapkan denyut nadi setara dengan 10.000.
Perangkat lunak debugging driver memverifikasi parameter yang disesuaikan. Driver menyediakan tiga metode untuk debugging loop kontrol, memungkinkannya untuk menghasilkan posisi, kecepatan, atau perintah torsi untuk mendapatkan kurva servo dalam kondisi gerak tertentu.
Kurva sampel berikut menguji driver dalam dua mode gerak: gerakan seragam dan mulai - ke - stop motion. Garis merah menunjukkan kurva deviasi posisi, garis merah muda menunjukkan kurva torsi output, garis hijau menunjukkan kurva kecepatan perintah, dan garis biru menunjukkan kurva kecepatan aktual. Seperti dapat dilihat dari grafik, tidak ada perbedaan yang signifikan dalam posisi, torsi, atau kecepatan selama akselerasi dan perlambatan motor.
Selama debugging:
Karena loop saat ini tidak memerlukan penyesuaian pengguna, kontrol torsi tidak tersedia.
Kurva penyimpangan kecepatan gerakan seragam saat pr 19=150, pr1a =10
Kurva penyimpangan kecepatan gerakan seragam saat pr 19=150, pr1a =5
Saat menyesuaikan loop kecepatan, jika rasio diatur ke 200, sistem akan berosilasi di bawah gangguan gerakan sumbu lainnya. Angka -angka menunjukkan kurva penyimpangan kecepatan untuk gerakan seragam motor dan proses startup, masing -masing. Gambar 11 menunjukkan kurva deviasi posisi untuk proses startup. Pada titik ini, pengaturan parameter driver motor (PR19: 150, PR1A: 10) diatur. Parameter lain tetap sama dengan yang disesuaikan di atas. Loop kecepatan memiliki jumlah lag yang sedang, dan kurva respons kecepatan relatif ideal. Namun, loop kecepatan memiliki kelambatan yang signifikan ketika pengaturan parameter driver motor (PR19: 150, PR1A: 5) diatur pada gambar. Respons loop kecepatan secara signifikan lebih cepat ketika pengaturan parameter driver motor (PR19: 170, PR1A: 5) diatur pada gambar, tetapi ada getaran yang terlihat.
Kurva Deviasi Velocity dari Gerakan Seragam Saat Pr1a =5, pr 19=170
Kurva deviasi kecepatan saat startup saat pr 19=150, pr1a =10
Posisi Kurva Deviasi Selama Startup Saat Pr 19=150, Pr1a =10
Posisi Kurva Deviasi Gerakan Seragam Saat Pr 18=200
Ketika PR15 diatur ke "100," PR18 diatur ke "200," dan PR16 diatur ke "3000," sementara parameter lainnya tetap tidak berubah, kesalahan pelacakan selama konstanta - melacak kecepatan dan lacak awal, {7} {{-} Hasil stare {7} {{- hasil {7 {{{{8} {{{8} {{{{{8} {{{{8 {8} sosok itu. Namun, ketika PR15 diatur ke "100," PR18 diatur ke "190," dan PR16 diatur ke "3000," sementara parameter lainnya tetap tidak berubah, kesalahan pelacakan selama konstanta - pelacakan yang ditunjukkan pada {{18} dengan {- yang ditunjukkan pada {{18} ke -. PR15 hingga "100," PR18 hingga "200," dan PR16 hingga "3000" sangat ideal.
Posisi Kurva Deviasi Gerakan Seragam Saat Pr 18=240
Posisi kurva penyimpangan proses gerakan yang berhenti setelah memulai
Kesimpulan
Tonghang telah membangunAC Servo Motor and Driver Systemdan melakukan penelitian eksperimental. Ini menunjukkan prinsip operasi sistem servo dan menyediakan metode referensi untuk menyesuaikan parameter loop servo. Analisis simulasi memungkinkan pengguna untuk secara intuitif memvisualisasikan dampak perubahan parameter pada kurva respons sebelum operasi aktual, dan untuk menentukan apakah parameter yang disesuaikan sesuai berdasarkan kurva respons. Tim peneliti kami berkomitmen untuk berkolaborasi dengan pelanggan untuk memberikan solusi yang optimal.
Sistem servo motor AC kami telah digunakan di pusat pengukuran gigi, menghilangkan masalah histeresis dan osilasi yang terkait dengan transmisi sekrup timbal, meningkatkan akurasi pengukuran dan pengulangan, dan meningkatkan kinerja instrumen. Kami juga mengatasi tantangan industri tertentu dan meningkatkan efisiensi, menyediakan satu - hentikan solusi motor dan pengemudi AC servo yang disesuaikan dengan kebutuhan pelanggan.
Servo Drives, juga dikenal sebagai "pengontrol servo" atau "amplifier servo," adalah pengontrol yang digunakan untuk mengontrol motor servo. Fungsi mereka mirip dengan konverter frekuensi pada motor AC konvensional. Mereka adalah bagian dari sistem servo dan terutama digunakan dalam sistem penentuan posisi presisi {{2} {tinggi. Mereka biasanya mengontrol motor servo menggunakan posisi, kecepatan, dan torsi untuk mencapai posisi presisi - yang tinggi dalam sistem transmisi. Mereka adalah produk akhir - yang tinggi dalam teknologi transmisi.
Seri Produk Tonghang dan Panduan Seleksi
Tag populer: AC Servo Motor and Driver, China AC Servo Motor dan Produsen Pengemudi, Pemasok, Pabrik
