伺服电机的三种控制方式
伺服控制系统的4种控制方式
伺服控制系统的4种控制方式导语:伺服控制系统的3种控制方式,速度控制和转矩控制,位置控制。
伺服控制系统的3种控制方式,速度控制和转矩控制,位置控制基础知识一、伺服系统组成(自上而下)控制器:plc,变频器,运动控制卡等其他控制设备,也称为上位机;伺服驱动器:沟通上位机和伺服电机,作用类似于变频器作用于普通交流马达。
伺服电机:执行设备,接受来自驱动器的控制信号;机械设备:将伺服电机的圆周运动(或直线电机的直线运动)转换成所需要的运动形式;各类传感器和继电器:检测工业控制环境下的各种信号送给上位机或驱动器做为某些动作的判断标准。
二、伺服控制方式三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式。
速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的,位置控制是通过发脉冲来控制的。
▶如果您对电机的速度、位置都没有要求,只要输出一个恒转矩,当然是用转矩模式。
▶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。
就伺服驱动器的响应速度来看,转矩模式运算量最小,驱动器对控制信号的响应最快;位置模式运算量最大,驱动器对控制信号的响应最慢。
对运动中的动态性能有比较高的要求时,需要实时对电机进行调整。
如果控制器本身的运算速度很慢(比如PLC,或低端运动控制器),就用位置方式控制。
如果控制器运算速度比较快,可以用速度方式,把位置环从驱动器移到控制器上,减少驱动器的工作量,提高效率;如果有更好的上位控制器,还可以用转矩方式控制,把速度环也从驱动器上移开,这一般只是高端专用控制器才能这么做。
一般说驱动器控制的好坏,有个比较直观的比较方式,叫响应带宽。
当转矩控制或速度控制时,通过脉冲发生器给它一个方波信号,使电机不断的正转、反转,不断的调高频率,示波器上显示的是个扫频信号,当包络线的顶点到达最高值的70.7%时,表示已经失步,此时频率的高低,就能说明控制的好坏了,一般电流环能做到1000HZ 以上,而速度环只能做到几十赫兹。
伺服电机的三种控制方式有哪些
伺服电机是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。
在不同场景下,伺服电机的控制方式各有不同,在进行选择之前你需要先了解伺服电机是三种控制方式各有其特点,下面小编就给大家介绍一下伺服电机的三种控制方式。
伺服电机控制方式有脉冲、模拟量和通讯控制这三种1、伺服电机脉冲控制方式在一些小型单机设备,选用脉冲控制实现电机的定位,应该是最常见的应用方式,这种控制方式简单,易于理解。
基本的控制思路:脉冲总量确定电机位移,脉冲频率确定电机速度。
都是脉冲控制,但是实现方式并不一样:第一种,驱动器接收两路(A、B路)高速脉冲,通过两路脉冲的相位差,确定电机的旋转方向。
如上图中,如果B相比A相快90度,为正转;那么B相比A相慢90度,则为反转。
运行时,这种控制的两相脉冲为交替状,因此我们也叫这样的控制方式为差分控制。
具有差分的特点,那也说明了这种控制方式,控制脉冲具有更高的抗干扰能力,在一些干扰较强的应用场景,优先选用这种方式。
但是这种方式一个电机轴需要占用两路高速脉冲端口,对高速脉冲口紧张的情况,比较尴尬。
第二种,驱动器依然接收两路高速脉冲,但是两路高速脉冲并不同时存在,一路脉冲处于输出状态时,另一路必须处于无效状态。
选用这种控制方式时,一定要确保在同一时刻只有一路脉冲的输出。
两路脉冲,一路输出为正方向运行,另一路为负方向运行。
和上面的情况一样,这种方式也是一个电机轴需要占用两路高速脉冲端口。
第三种,只需要给驱动器一路脉冲信号,电机正反向运行由一路方向IO信号确定。
这种控制方式控制更加简单,高速脉冲口资源占用也最少。
在一般的小型系统中,可以优先选用这种方式。
2、伺服电机模拟量控制方式在需要使用伺服电机实现速度控制的应用场景,我们可以选用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。
模拟量有两种方式可以选择,电流或电压。
电压方式,只需要在控制信号端加入一定大小的电压即可。
实现简单,在有些场景使用一个电位器即可实现控制。
伺服电机位置速度转矩控制的区别
伺服电机位置、速度、转矩控制的区别?“位置”、”速度”、”转矩”是伺服系统由外到内的三个闭环控制方式。
位置控制方式有伺服完成所有的三个闭环的控制,计算机只需要发送脉冲串给伺服单元即可,计算机一侧不需要完成 PID控制算法;使用速度控制方式时,伺服完成速度和扭矩(电流)两个闭环的控制,计算机需要发送模拟量给伺服单元,计算机一侧需要完成PID 位置控制算法,然后通过D/A输出。
一般来讲,我们的需要位置控制的系统,既可以使用伺服的位置控制方式,也可以使用速度控制方式,只是上位机的处理不同。
另外,有人认为位置控制方式容易受到干扰。
扭矩控制方式是伺服系统只进行扭矩的闭环控制,即电流控制,上位机的算法也简单,只需要发送给伺服单元一个目标扭矩值,是一个模拟量。
多用在单一的扭矩控制场合,比如在印刷机系统中,一个电机用速度或位置控制方式,用来确定印刷位置,另一个电机用作扭矩控制方式,用来形成恒定的张力。
这三种工作方式实际上由三个控制回路来实现的。
位置控制方式由位置环实现,即将输出位置与指令位置比较生成控制量,使输出位置与输入位置保持一致。
位置控制模式是上位机给到电机的设定位置和电机本身的编码器位置反馈信号,或者设备本身的直接位置测量、反馈进行比较形成位置环,以保证伺服电机运动到设定的位置。
位置环的输出给到速度环作为速度环的设定。
速度方式时,由速度环实现,速度回路则将输出速度与指令速度比较,生成控制量,位置环断开。
使输出速度与输入速度信号保持一致。
速度模式下就是电机速度设定和电机上所带编码器的速度反馈形成闭环控制。
以伺服电机实际速度和和设定速度一致。
速度环的控制输出就是转矩模式的下的电流环的力矩给定。
转矩方式时,由电流环实现,速度环与位置环均断开,它的用途是使输出的电流与输入的电流保持一致。
转矩控制模式,就是让伺服电机按给定的转矩进行旋转就是保持电机电流环的输出恒定。
如果外部负载转矩大于或等于电机设定的输出转矩则电机的输出转矩会保持在设定转矩不变,电机会跟随负载来运动。
伺服电机的制动方式与原理伺服电机的控制方法
伺服电机的制动方式与原理伺服电机的控制方法伺服电机是一种能够实现精确控制位置、速度和力矩的电机。
它的控制方式和原理可以分为制动方式和控制方法两个方面。
一、伺服电机的制动方式与原理:1.机械制动法:通过机械装置,在电机输入轴或者输出轴上加装制动装置,如制动盘、制动片等。
当需要制动时,通过电磁力或者机械力使制动器与电机输入轴或者输出轴接触,从而实现制动效果。
这种制动方式的原理是利用摩擦力或者电磁力来减小或者阻止电机的运动,从而实现制动目的。
2.电磁制动法:通过电磁装置,在电机输入轴或者输出轴上加装电磁制动器。
当需要制动时,施加电压使制动器产生磁场,通过磁场对电机输入轴或者输出轴施加制动力矩,从而实现制动效果。
这种制动方式的原理是利用电磁场对电机的运动进行阻止,从而实现制动目的。
3.回馈制动法:回馈制动法是在伺服电机的控制回路中加入一个回馈装置,通过控制回路的反馈信号控制电机的转动和制动。
当需要制动时,通过调整控制回路中的参数,使反馈信号与设定值产生偏差,从而控制电机停止运动或者产生相反的力矩,实现制动效果。
这种制动方式的原理是通过改变控制回路中的参数,使电机的输出与期望值产生偏差,从而实现制动目的。
二、伺服电机的控制方法:1.位置控制:位置控制是通过控制伺服电机使其达到设定位置的控制方式。
它的原理是通过测量电机的位置信号与设定值进行比较,通过调整控制回路的参数或者改变输入信号,控制电机的角度或者位置,使其达到期望的位置。
2.速度控制:速度控制是通过控制伺服电机使其达到设定速度的控制方式。
它的原理是通过测量电机的速度信号与设定值进行比较,通过调整控制回路的参数或者改变输入信号,控制电机的转速,使其达到期望的速度。
3.力矩控制:力矩控制是通过控制伺服电机使其产生特定力矩的控制方式。
它的原理是通过测量电机输出的力矩信号与设定值进行比较,通过调整控制回路的参数或者改变输入信号,控制电机的输出力矩,使其达到期望的力矩。
PLC控制伺服电机的三种方式
PLC控制伺服电机的三种方式描述为大家讲解的是关于PLC控制伺服电机三种方式:一、转矩控制二、位置控制三、速度模式一、转矩控制转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小,具体表现为例如10V对应5Nm的话,当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转,外部负载等于2.5Nm时电机不转,大于2.5Nm时电机反转(通常在有重力负载情况下产生)。
可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小,也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。
二、位置控制位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的个数来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。
由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。
3、速度模式通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制,在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位,但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。
以SINAMICS V90系统为例说明SINAMICS V90 根据不同的应用分为两个版本:1. 脉冲序列版本(集成了脉冲,模拟量,USS/MODBUS)2. PROFINET通讯版本SINAMICS V90 脉冲版本可以实现内部定位块功能,同时具有脉冲位置控制,速度控制,力矩控制模式。
下图所示为脉冲串指令速度控制模式(PTI)下的默认接口定义,符合标准的应用习惯。
同时只允许使用一个脉冲输入通道,其他控制信号也可以自由分配到数字量输入和输出端子上,请参见操作手册。
数字量输入,支持NPN和PNP两种类型。
接线图中的24V电源如下:(1)用于SINAMICS V90的24V电源。
所有的PTO信号都必须连接至使用同一24V电源的控制器,如SINAMICS V90。
(2)隔离的数字量输入电源,可使用控制器电源。
伺服的三种控制方式
一般伺服都有三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式 .1、转矩控制:转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小,具体表现为例如10V对应5Nm的话,当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm 时电机正转,外部负载等于2.5Nm时电机不转,大于2.5Nm时电机反转(通常在有重力负载情况下产生)。
可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小,也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。
应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中,例如饶线装置或拉光纤设备,转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。
2、位置控制:位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的个数来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。
由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。
3、速度模式:通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制,在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位,但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。
位置模式也支持直接负载外环检测位置信号,此时的电机轴端的编码器只检测电机转速,位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了,这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差,增加整个系统的定位精度。
4、谈谈3环,伺服电机一般为三个环控制,所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。
最内的PID环就是电流环,此环完全在伺服驱动器内部进行,通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流,负反馈给电流的设定进行P ID调节,从而达到输出电流尽量接近等于设定电流,电流环就是控制电机转矩的,所以在转矩模式下驱动器的运算最小,动态响应最快。
第2环是速度环,通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈PID调节,它的环内PID输出直接就是电流环的设定,所以速度环控制时就包含了速度环和电流环,换句话说任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的根本,在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流(转矩)的控制以达到对速度和位置的相应控制。
伺服系统的控制方式
伺服系统的控制方式伺服系统是一种用来控制和驱动机械设备的系统,广泛应用于工业生产和自动化领域。
伺服系统的控制方式在不同的应用场景中有所差异,下面将介绍几种常见的伺服系统控制方式。
一、位置控制方式位置控制是伺服系统最基本的控制方式之一,通过控制伺服电机的输出位置来实现对机械系统的控制。
该控制方式常用于要求精确定位的场景,如机床加工、印刷机械等。
在位置控制方式下,控制系统会将目标位置与实际位置进行比较,然后通过调整电机的输出来减小误差。
通过控制伺服电机的运动速度和加速度,可以实现精确的位置控制。
二、速度控制方式速度控制是伺服系统另一种常见的控制方式,通过控制伺服电机的输出速度来实现对机械系统的控制。
该控制方式常用于需要保持匀速运动的场景,如输送带、风机等。
在速度控制方式下,控制系统会将目标速度与实际速度进行比较,然后通过调整电机的输出来减小误差。
通过控制伺服电机的加速度和减速度,可以实现平稳的速度控制。
三、力控制方式力控制是伺服系统的一种高级控制方式,通过控制伺服电机的输出力来实现对机械系统的控制。
该控制方式常用于需要精确控制力的场景,如装配机械、机器人等。
在力控制方式下,控制系统会将目标力与实际力进行比较,然后通过调整电机的输出来减小误差。
通过控制伺服电机的力矩和力度,可以实现精确的力控制。
四、扭矩控制方式扭矩控制是伺服系统的另一种高级控制方式,通过控制伺服电机的输出扭矩来实现对机械系统的控制。
该控制方式常用于需要精确控制扭矩的场景,如卷绕机械、起重机等。
在扭矩控制方式下,控制系统会将目标扭矩与实际扭矩进行比较,然后通过调整电机的输出来减小误差。
通过控制伺服电机的电流和电压,可以实现精确的扭矩控制。
综上所述,伺服系统的控制方式包括位置控制、速度控制、力控制和扭矩控制。
不同的控制方式适用于不同的应用场景,可以根据具体需求选择合适的控制方式。
通过科学合理的伺服系统控制方式,可以实现对机械设备的高效、精确控制,提高生产效率和产品质量。
伺服电机的三种控制方法
伺服电机的三种控制方法伺服电机是一种可以对位置、速度和力矩进行准确控制的电机。
它具有以下几种控制方法,分别是位置控制、速度控制和力矩控制。
一、位置控制位置控制是指通过对伺服电机施加电压信号,使其能够准确地达到所需的位置。
常见的位置控制方法有以下三种:1.开环位置控制:开环位置控制是最简单的位置控制方法之一、它通过事先设定好的指令信号,控制伺服电机的运动到达预定的位置。
但由于无法准确感知位置误差,因此容易受到负载变动、摩擦力等因素的影响,导致控制精度较低。
2.简单闭环位置控制:简单闭环位置控制是在开环控制的基础上,增加了位置反馈信息来实现更精确的位置控制。
闭环控制使用编码器或位置传感器等设备来实时感知伺服电机的位置,并与设定的指令信号进行比较,控制电机的转动,减小位置误差。
但简单闭环位置控制无法考虑到负载变化对位置控制的影响。
3.PID闭环位置控制:PID闭环位置控制是在简单闭环控制的基础上,增加了比例、积分和微分控制来进一步提高位置控制精度。
PID控制器根据伺服电机的位置误差、变化速率和累计偏差,调整电机驱动器的输出信号,以实现位置的精确控制。
PID控制器通常调整PID参数,以逐步减小位置误差,使得伺服电机能够快速且准确地达到所需位置。
二、速度控制速度控制是指通过对伺服电机施加电压信号,使其能够达到预设的速度。
常见的速度控制方法有以下几种:1.矢量控制:矢量控制是一种通过使用矢量变量来控制电机的速度和方向的方法。
它可以实现电机的快速启动、减速和正反转,并具有良好的动态响应性能。
矢量控制通常需要精确的位置反馈或速度反馈信号,并使用PI控制器来调整速度误差和电机转矩。
2.开环速度控制:开环速度控制是在没有速度反馈信号的情况下,通过一个开环速度控制器来控制电机的转速。
开环速度控制通常使用一个指令信号,在不考虑负载变化的情况下提供固定转速。
由于没有速度反馈信号,开环速度控制容易受到负载变化和负载扰动的影响,控制精度较低。
(完整word版)伺服控制的三种模式
伺服控制的三种模式一般伺服都有三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式,速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的.位置控制是通过发脉冲来控制的.具体采用什么控制方式要根据客户的要求,满足何种运动功能来选择. 如果您对电机的速度、位置都没有要求,只要输出一个恒转矩,当然是用转矩模式。
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。
就伺服驱动器的响应速度来看,转矩模式运算量最小,驱动器对控制信号的响应最快;位置模式运算量最大,驱动器对控制信号的响应最慢。
对运动中的动态性能有比较高的要求时,需要实时对电机进行调整。
那么如果控制器本身的运算速度很慢(比如PLC,或低端运动控制器),就用位置方式控制。
如果控制器运算速度比较快,可以用速度方式,把位置环从驱动器移到控制器上,减少驱动器的工作量,提高效率(比如大部分中高端运动控制器);如果有更好的上位控制器,还可以用转矩方式控制,把速度环也从驱动器上移开,这一般只是高端专用控制器才能这么干,而且,这时完全不需要使用伺服电机。
一般说驱动器控制的好不好,每个厂家的都说自己做的最好,但是现在有个比较直观的比较方式,叫响应带宽。
当转矩控制或者速度控制时,通过脉冲发生器给他一个方波信号,使电机不断的正转、反转,不断的调高频率,示波器上显示的是个扫频信号,当包络线的顶点到达最高值的70.7%时,表示已经失步,此时的频率的高低,就能显示出谁的产品牛了,一般的电流环能作到1000Hz 以上,而速度环只能作到几十赫兹。
换一种比较专业的说法:运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环速度环位置环。
1、首先电流环:电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出,我们称为“电流环给定”吧,然后呢就是电流环的这个给定和“电流环的反馈”值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机,“电流环的输出”就是电机的每相的相电流,“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)反馈给电流环的。
伺服控制三种模式
伺服控制的三种模式一般伺服都有三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,地点控制方式,速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的 .地点控制是经过发脉冲来控制的 .详细采纳什么控制方式要依据客户的要求,知足何种运动功能来选择 .假如您对电机的速度、地点都没有要求,只需输出一个恒转矩,自然是用转矩模式。
假如对地点和速度有必定的精度要求,而对及时转矩不是很关怀,用转矩模式不太方便,用速度或地点模式比较好。
假如上位控制器有比较好的闭环控制功能,用速度控制成效会好一点。
假如自己要求不是很高,或许,基本没有及时性的要求,用地点控制方式对上位控制器没有很高的要求。
就伺服驱动器的响应速度来看,转矩模式运算量最小,驱动器对控制信号的响应最快;地点模式运算量最大,驱动器对控制信号的响应最慢。
对运动中的动向性能有比较高的要求时,需要及时对电机进行调整。
那么假如控制器自己的运算速度很慢(比方 PLC,或低端运动控制器),就用地点方式控制。
假如控制器运算速度比较快,能够用速度方式,把地点环从驱动器移到控制器上,减少驱动器的工作量,提升效率(比方大多数中高端运动控制器);假如有更好的上位控制器,还能够用转矩方式控制,把速度环也从驱动器上移开,这一般不过高端专用控制器才能这么干,并且,这时完整不需要使用伺服电机。
一般说驱动器控制的好不好,每个厂家的都说自己做的最好,可是此刻有个比较直观的比较方式,叫响应带宽。
当转矩控制或许速度控制时,经过脉冲发生器给他一个方波信号,使电机不停的正转、反转,不停的调高频次,示波器上显示的是个扫频信号,当包络线的极点抵达最高值的70."7%时,表示已经失步,此时的频次的高低,就能显示出谁的产品牛了,一般的电流环能作到 1000Hz以上,而速度环只好作到几十赫兹。
换一种比较专业的说法:运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外挨次是电流环速度环地点环。
1、第一电流环:1 / 6电流环的输入是速度环 PID调理后的那个输出,我们称为“电流环给定”吧,而后呢就是电流环的这个给定和“电流环的反应”值进行比较后的差值在电流环内做 PID调理输出给电机,“电流环的输出”就是电机的每相的相电流,“电流环的反应”不是编码器的反应而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件(磁场感觉变成电流电压信号)反应给电流环的。
伺服控制的三种模式
伺服控制的三种模式一般伺服都有三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式,速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的.位置控制是通过发脉冲来控制的.具体采用什么控制方式要根据客户的要求,满足何种运动功能来选择. 如果您对电机的速度、位置都没有要求,只要输出一个恒转矩,当然是用转矩模式。
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。
就伺服驱动器的响应速度来看,转矩模式运算量最小,驱动器对控制信号的响应最快;位置模式运算量最大,驱动器对控制信号的响应最慢。
对运动中的动态性能有比较高的要求时,需要实时对电机进行调整。
那么如果控制器本身的运算速度很慢(比如PLC,或低端运动控制器),就用位置方式控制。
如果控制器运算速度比较快,可以用速度方式,把位置环从驱动器移到控制器上,减少驱动器的工作量,提高效率(比如大部分中高端运动控制器);如果有更好的上位控制器,还可以用转矩方式控制,把速度环也从驱动器上移开,这一般只是高端专用控制器才能这么干,而且,这时完全不需要使用伺服电机。
一般说驱动器控制的好不好,每个厂家的都说自己做的最好,但是现在有个比较直观的比较方式,叫响应带宽。
当转矩控制或者速度控制时,通过脉冲发生器给他一个方波信号,使电机不断的正转、反转,不断的调高频率,示波器上显示的是个扫频信号,当包络线的顶点到达最高值的70.7%时,表示已经失步,此时的频率的高低,就能显示出谁的产品牛了,一般的电流环能作到1000Hz 以上,而速度环只能作到几十赫兹。
换一种比较专业的说法:运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环速度环位置环。
1、首先电流环:电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出,我们称为“电流环给定”吧,然后呢就是电流环的这个给定和“电流环的反馈”值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机,“电流环的输出”就是电机的每相的相电流,“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)反馈给电流环的。
伺服电机的三种控制方法
4、谈谈3环。伺服电机一般为三个环控制,所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。最内的PID环就是电流环,此环完全在伺服驱动器内部进行,通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流,负反馈给电流的设定进行PID调节,从而达到输出电流尽量接近等于设定电流,电流环就是控制电机转矩的,所以在转矩模式下驱动器的运算最小,动态响应最快。
编码器安装于伺服电机尾部,它和电流环没有任何联系,他采样来自于电机的转动而不是电机电流,和电流环的输入、输出、反馈没有任何联系。而电流环是在驱动器内部形成的,即使没有电机,只要在每相上安装模拟负载(例如电灯泡)电流环就能形成反馈工作。
谈谈PID各自对差值调节对系统的影响:
1、单独的P(比例)就是将差值进行成比例的运算,它的显著特点就是有差调节,有差的意义就是调节过程结束后,被调量不可能与设定值准确相等,它们之间一定有残差,残差具体值您可以通过比例关系计算出。。。增加比例将会有效减小残差并增加系统响应,但容易导致系统激烈震荡甚至不稳定。。。
2、速度环:速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值,我们称为“速度设定”,这个“速度设定”和“速度环反馈”值进行比较后的差值在速度环做PID调节(主要是比例增益和积分处理)后输出就是上面讲到的“电流环的给定”。速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。
2、位置控制:位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的个数来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。
3、速度模式:通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制,在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位,但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号,此时的电机轴端的编码器只检测电机转速,位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了,这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差,增加整个系统的定位精度。
伺服电机的控制原理有哪些
伺服电机的控制原理有哪些
伺服电机的控制原理有以下几种:
1. 位置控制原理:通过测量伺服电机的位置信息,与设定的目标位置进行比较,计算出控制电机转动的误差,然后根据误差信号调整伺服电机的输出电压或电流,使其转动到目标位置。
2. 速度控制原理:通过测量伺服电机的转速信息,与设定的目标转速进行比较,计算出控制电机转速的误差,然后根据误差信号调整伺服电机的输出电压或电流,使其转速达到目标值。
3. 力矩控制原理:通过测量伺服电机的输出力矩信息,与设定的目标力矩进行比较,计算出控制电机输出力矩的误差,然后根据误差信号调整伺服电机的输出电压或电流,使其输出力矩达到目标值。
4. PID控制原理:PID控制是一种常用的控制方法,通过调整伺服电机的输出电压或电流,使其输出信号与设定的目标信号匹配,其中P表示比例控制、I表示积分控制、D表示微分控制,通过在控制过程中综合考虑误差、误差积分和误差变化率三个方面的信息,实现对伺服电机的精确控制。
5. 开环控制原理:开环控制是一种简单的控制方法,直接将设定的电压或电流信号作为伺服电机的输入,不进行测量和反馈控制,通过设定的输入信号实现对
伺服电机的控制。
开环控制不能对外部环境变化和伺服电机自身的动态特性进行补偿,容易受到扰动的影响,控制精度相对较低,通常用于对精度要求不高的应用中。
这些控制原理可以单独应用于伺服电机的控制,也可以结合使用,根据具体的应用需求和要求进行选择和调整。
伺服电机的控制算法
伺服电机的控制算法伺服电机是一种控制系统,用于将物理力或动力转化为机械运动。
它能够在给定输入信号的控制下,对速度、位置和加速度进行精确控制。
伺服电机的控制算法是为了使电机能够按照预定的运动轨迹或响应信号来执行所需的动作。
接下来,我将详细介绍几种常见的伺服电机控制算法。
1.位置控制算法:位置控制算法是最常见的伺服电机控制算法之一,也是最基本的一种。
它通过比较电机当前的位置和目标位置之间的差异,计算所需的控制信号,并输出给电机。
其中常用的控制算法有PID(比例、积分、微分)控制算法。
PID控制算法根据电机位置与目标位置之间的误差,分别计算比例、积分和微分的控制量,并将它们相加得到最终的控制信号。
比例控制项用于消除稳态误差,积分控制项用于消除静态误差,微分控制项用于抑制系统对外界扰动的敏感性。
2.速度控制算法:速度控制算法旨在使伺服电机按照预定的速度运动。
它通过比较电机当前的速度和目标速度之间的差异,计算所需的控制信号,并输出给电机。
速度控制算法通常采用PID控制算法。
PID控制算法根据电机速度与目标速度之间的误差,分别计算比例、积分和微分的控制量,并将它们相加得到最终的控制信号。
比例控制项用于消除稳态误差,积分控制项用于消除静态误差,微分控制项用于抑制系统对外界扰动的敏感性。
3.力控制算法:力控制算法旨在使伺服电机输出所需的力或扭矩。
它通过测量电机输出力或扭矩与目标力或扭矩之间的差异,计算所需的控制信号,并输出给电机。
力控制算法通常采用特定的算法,如模型预测控制(MPC)算法、自适应控制算法等。
这些算法根据力或扭矩误差的大小和方向,调整电机的输出信号,以实现力或扭矩的精确控制。
4.轨迹规划算法:轨迹规划算法旨在使伺服电机按照预定的运动轨迹运动。
它通过定义轨迹的形状和速度曲线,计算伺服电机在每个时间点的位置、速度和加速度,从而生成控制信号。
轨迹规划算法可以采用多种方法,如插值法、样条插值法、曲线拟合法等。
伺服电机的控制方式及特点
伺服电机的控制方式及特点伺服电机是一种具有高精度、高速度、高可靠性的电机,广泛应用于各种工业自动化领域。
伺服电机的控制方式和特点对其性能和应用范围有着重要影响。
本文将对伺服电机的控制方式及特点进行详细介绍。
一、伺服电机的控制方式1. 位置控制位置控制是伺服电机最常见的控制方式之一。
通过控制电机的旋转角度,可以精确地控制执行器的位置。
位置控制通常采用闭环控制系统,通过不断地对电机的位置进行反馈调节,使得执行器能够按照预先设定的轨迹运动。
2. 速度控制速度控制是指通过控制电机的转速来实现对执行器速度的精确控制。
速度控制通常采用闭环控制系统,通过不断地对电机的转速进行反馈调节,使得执行器能够以稳定的速度运动。
3. 转矩控制转矩控制是指通过控制电机输出的转矩来实现对执行器扭矩的精确控制。
转矩控制也通常采用闭环控制系统,通过不断地对电机输出的转矩进行反馈调节,使得执行器能够承受合适的负载。
二、伺服电机的特点1. 高精度伺服电机具有高精度的特点,可以实现微小位置、速度和转矩的精确控制。
这使得伺服电机广泛应用于需要高精度控制的工业场合,如半导体生产、数控加工等。
2. 高速度伺服电机具有高速度的特点,响应速度快,转速可调,适用于高速运动的场合。
高速度的伺服电机可以提高生产效率,减少生产周期。
3. 高可靠性伺服电机具有高可靠性的特点,通常采用先进的传感器和控制算法,能够保证电机的稳定运行。
高可靠性的伺服电机可以降低故障率,减少维护成本。
综上所述,伺服电机的控制方式及特点对其在工业自动化领域的应用起着至关重要的作用。
掌握伺服电机的控制方式和特点,可以更好地发挥其性能优势,提高生产效率,降低成本,推动工业智能化进程。
希望本文对读者有所帮助。
伺服电机的PLC控制方法
伺服电机的PLC控制方法以松下Minas A4系列伺服驱动器为例,介绍PLC控制伺服电机的方法。
伺服电机有三种控制模式:速度控制,位置控制,转矩控制{由伺服电机驱动器的Pr02参数与32(C-MODE)端子状态选择},本章简要介绍位置模式的控制方法一、按照伺服电机驱动器说明书上的"位置控制模式控制信号接线图"连接导线3(PULS1),4(PULS2)为脉冲信号端子,PULS1连接直流电源正极(24V电源需串连2K 左右的电阻),PULS2连接控制器(如PLC的输出端子)。
5(SIGN1),6(SIGN2)为控制方向信号端子,SIGN1连接直流电源正极(24V电源需串连2K左右的电阻),SIGN2连接控制器(如PLC的输出端子)。
当此端子接收信号变化时,伺服电机的运转方向改变。
实际运转方向由伺服电机驱动器的P41,P42这两个参数控制。
7(com+)与外接24V直流电源的正极相连。
29(SRV-0N),伺服使能信号,此端子与外接24V直流电源的负极相连,则伺服电机进入使能状态,通俗地讲就是伺服电机已经准备好,接收脉冲即可以运转。
上面所述的六根线连接完毕(电源、编码器、电机线当然不能忘),伺服电机即可根据控制器发出的脉冲与方向信号运转。
其他的信号端子,如伺服报警、偏差计数清零、定位完成等可根据您的要求接入控制器。
构成更完善的控制系统。
二、设置伺服电机驱动器的参数。
1、Pr02----控制模式选择,设定Pr02参数为0或是3或是4。
3与4的区别在于当32(C-MODE)端子为短路时,控制模式相应变为速度模式或是转矩模式,而设为0,则只为位置控制模式。
如果您只要求位置控制的话,Pr02设定为0或是3或是4是一样的。
2、Pr10,Pr11,Pr12----增益与积分调整,在运行中根据伺服电机的运行情况相应调整,达到伺服电机运行平稳。
当然其他的参数也需要调整(Pr13,Pr14,Pr15,Pr16,Pr20也是很重要的参数),在您不太熟悉前只调整这三个参数也可以满足基本的要求.3、Pr40----指令脉冲输入选择,默认为光耦输入(设为0)即可。
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选购要点:伺服电机的三种控制方式
伺服电机速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的,位置控制是通过发脉冲来控制的。
具体采用什么控制方式要根据客户的要求以及满足何种运动功能来选择。
接下来,松文机电为大家带来伺服电机的三种控制方式。
如果您对电机的速度、位置都没有要求,只要输出一个恒转矩,当然是用转矩模式。
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。
就伺服驱动器的响应速度来看,转矩模式运算量最小,驱动器对控制信号的响应最快;位置模式运算量最大,驱动器对控制信号的响应最慢。
对运动中的动态性能有比较高的要求时,需要实时对电机进行调整。
那么如果控制器本身的运算速度很慢(比如PLC,或低端运动控制器),就用位置方式控制。
如果控制器运算速度比较快,可以用速度方式,把位置环从驱动器移到控制器上,减少驱动器的工作量,提高效率(比如大部分中高端运动控制器);如果有更好的上位控制器,还可以用转矩方式控制,把速度环也从驱动器上移开,这一般只是高端专用控制器才能这么干,而且,这时完全不需要使用伺服电机。
一般说驱动器控制的好不好,每个厂家的都说自己做的最好,但是现在有个比较直观的比较方式,叫响应带宽。
当转矩控制或者速度控制时,通过脉冲发生器给他一个方波信号,使电机不断的正转、反转,不断的调高频率,示波器上显示的是个扫频信号,当包络线的顶点到达最高值的70.7%时,表示已经失步,此时的频率的高低,就能显示出谁的产品牛了,一般的电流环能作到1000Hz以上,而速度环只能作到几十赫兹。
换一种比较专业的说法:
1、转矩控制:转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小,具体表现为例如10V对应5Nm的话,当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转,外部负载等于2.5Nm时电机不转,大于2.5Nm时电机反转(通常在有重力负载情况下产生)。
可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小,也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。
应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中,例如饶线装置或拉光纤设备,转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。
2、位置控制:位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的个数来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。
由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。
应用领域如数控机床、印刷机械等等。
3、速度模式:通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制,在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位,但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。
位置模式也支持直接负载外环检测位置信号,此时的电机轴端的编码器只检测电机转速,位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了,这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差,增加了整个系统的定位精度。
4、谈谈3环,伺服电机一般为三个环控制,所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。
最内的PID环就是电流环,此环完全在伺服驱动器内部进行,通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流,负反馈给电流的设定进行PID调节,从而达到输出电流尽量接近等于设定电流,电流环就是控制电机转矩的,所以在转矩模式下驱动器的运算最小,动态响应最快。
第2环是速度环,通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈PID调节,它的环内PID 输出直接就是电流环的设定,所以速度环控制时就包含了速度环和电流环,换句话说任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的根本,在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流(转矩)的控制以达到对速度和位置的相应控制。
第3环是位置环,它是最外环,可以在驱动器和电机编码器间构建也可以在外部控制器和电机编码器或最终负载间构建,要根据实际情况来定。
由于位置控制环内部输出就是速度环的设定,位置控制模式下系统进行了所有3个环的运算,此时的系统运算量最大,动态响应速度也最慢。