伺服电机位置速度转矩控制的区别

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伺服电机控制方式详解

伺服电机控制方式详解

伺服电机控制方式详解伺服电机控制方式详解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: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)。

伺服电机和力矩电机有什么区别【详解】

伺服电机和力矩电机有什么区别【详解】

一、性能不同
1、伺服电机:可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。

伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性。

2、力矩电机:一种极数较多的特种电机,可以在电动机低速甚至堵转(即转子无法转动)时仍能持续运转,不会造成电动机的损坏。

而在这种工作模式下,电动机可以提供稳定的力矩给负载。

二、原理不同
1、伺服电机:使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。

伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移。

2、力矩电机:力矩电动机允许长期低速运转(甚至堵住不动),它的发热很严重,通常采用外加鼓风机强迫风冷。

使用力矩电动机时应注意检查鼓风机的运行情况是否良好,其周围应有良好的通风环境,不允许有干燥易燃物。

易燃粉尘或挥发性可燃油类等靠近。

扩展资料:
直流有刷伺服电机特点
1、体积小、动作快反应快、过载能力大、调速范围宽;
2、低速力矩大, 波动小,运行平稳;
3、低噪音,高效率;
4、后端编码器反馈(选配)构成直流伺服等优点;
5、变压范围大,频率可调。

伺服电机速度环位置环扭矩环的控制原理

伺服电机速度环位置环扭矩环的控制原理

伺服电机速度环位置环扭矩环的控制原理Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】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、电流环:电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出,电流环的输入值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。

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。

任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的根本,在系统进行速度和位置控制的同时系统也在进行电流/转矩的控制以达到对速度和位置的相应控制。

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,速度环输入值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)后输出到电流环。

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。

速度环控制包含了速度环和电流环。

3、位置环:位置环的输入就是外部的脉冲,外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”,位置环输入值和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID 调节(比例增益调节,无积分微分调节)后输出和位置给定的前馈值的和构成速度环的给定。

位置环的反馈也来自于编码器。

位置控制模式下系统进行了3个环的运算,系统运算量大,动态响应速度最慢。

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。

三种控制模式位置控制:通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的数量来确定转动的角度,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。

伺服电机的三种控制方式

伺服电机的三种控制方式

伺服电机的三种控制方式在机器人技术和工业自动化中使用的伺服电机是非常普遍的,它们以其精确性和高效性而闻名。

本文将探讨伺服电机的三种控制方式:位置控制、速度控制和扭矩控制。

位置控制对伺服电机进行位置控制时,旋转角度被用来确定电机的位置。

通过对电机施加脉冲信号来控制电机的角度。

脉冲信号的数量和方向确定了电机的最终位置。

位置控制对于需要旋转至精确位置的应用而言是最常用的控制方式。

在位置控制中,可以轻松地调整旋转速度和加速度,以适应不同的应用场景。

这种控制方式常用于需要从一个点到另一个点进行精确定位的工作环境中,例如工业机器人和自动化生产线。

速度控制另一种流行的伺服电机控制方式是速度控制。

在这种模式下,控制器决定电机的旋转速度,通过动态调节脉冲信号的频率来实现。

通常,这种方法用于相对简单的应用中,例如需要旋转一定速度的传送带或振动器使用的电机。

速度控制可与位置模式结合使用,以确保在不同的应用场景中电机始终达到所需的位置和速度。

扭矩控制伺服电机的第三种常用控制方式是扭矩控制。

在扭矩模式下,电机转子上的力矩受控制器限制,而这通常是通过测量电机转矩及其与设定值之间的差异来实现的。

通过控制转矩大小,电机可以用于各种重载及负载循环工作场所,例如需要承载重物的生产车间。

伺服电机提供了许多优点,可以利用其高速度、高准确度和强大扭矩特性来满足不同的工业应用需求。

而控制者可以通过合适的控制方式来达到所需的控制效果,从而实现更高质量的生产和更安全、更可靠的设备运行。

这三种控制方式是伺服电机中常见的技术手段,未来在伺服电机领域中会不断涌现出更多的技术手段,我们需要紧跟这些创新技术的便利,努力开拓利用伺服电机的广泛应用前景。

伺服电机的三种控制方法

伺服电机的三种控制方法
伺服的电流环的PID常数一般都是在驱动器内部设定好的,操作使用者不需要更改。。。
速度环主要进行PI(比例和积分),比例就是增益,所以我们要对速度增益和速度积分时间常数进行合适的调节才能达到理想效果。。。
位置环主要进行P(比例)调节。。。对此我们只要设定位置环的比例增益就好了。。。
位置环、速度环的参数调节没有什么固定的数值,要根据外部负载的机械传动连接方式、负载的运动方式、负载惯量、对速度、加速度要求以及电机本身的转子惯量和输出惯量等等很多条件来决定,调节的简单方法是在根据外部负载的情况进行大体经验的范围内将增益参数从小往大调,积分时间常数从大往小调,以不出现震动超调的稳态值为最佳值进行设定。。。
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。
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。

伺服电机速度环、位置环、扭矩环的控制原理

伺服电机速度环、位置环、扭矩环的控制原理

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、电流环:电流环的输入是速度环 PID 调节后的那个输出,电流环的输入值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。

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。

任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的根本,在系统进行速度和位置控制的同时系统也在进行电流/ 转矩的控制以达到对速度和位置的相应控制。

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,速度环输入值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)后输出到电流环。

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。

速度环控制包含了速度环和电流环。

3、位置环:位置环的输入就是外部的脉冲,外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”,位置环输入值和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID 调节(比例增益调节,无积分微分调节)后输出和位置给定的前馈值的和构成速度环的给定。

位置环的反馈也来自于编码器。

位置控制模式下系统进行了 3 个环的运算,系统运算量大,动态响应速度最慢。

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。

三种控制模式位置控制:通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的数量来确定转动的角度,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。

松下伺服驱动器速度模式和位置模式的区别

松下伺服驱动器速度模式和位置模式的区别

松下伺服驱动器速度模式和位置模式的区别2008-05-16 20:39:10| 分类:默认分类|字号订阅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。

一、速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。

二、位置控制是通过发脉冲(数字量)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。

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,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。

伺服电机速度环、位置环、扭矩环的控制原理

伺服电机速度环、位置环、扭矩环的控制原理

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、电流环:电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出,电流环的输入值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。

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。

任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的根本,在系统进行速度和位置控制的同时系统也在进行电流/转矩的控制以达到对速度和位置的相应控制。

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,速度环输入值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)后输出到电流环。

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。

速度环控制包含了速度环和电流环。

3、位置环:位置环的输入就是外部的脉冲,外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”,位置环输入值和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节(比例增益调节,无积分微分调节)后输出和位置给定的前馈值的和构成速度环的给定。

位置环的反馈也来自于编码器。

位置控制模式下系统进行了3个环的运算,系统运算量大,动态响应速度最慢。

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。

三种控制模式位置控制:通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的数量来确定转动的角度,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。

伺服的三种控制方式

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。

伺服电机的三种控制方法

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。

伺服电机的速度环和位置环的区别

伺服电机的速度环和位置环的区别

伺服电机是一种在工业控制系统中广泛应用的电动执行器,它们通常用于驱动机械臂、升降装置、传送带等设备。

在伺服电机控制系统中,速度环和位置环是两个重要的闭环控制环节,它们分别负责控制伺服电机的转速和位置,以实现精准的位置控制和速度调节。

下面我们将分别介绍速度环和位置环的区别。

1. 控制对象不同速度环主要负责控制伺服电机的转速,即控制电机的输出转速达到预定值。

它通过对电机转速的闭环控制,使得电机在运动过程中能够根据控制信号按照设定的速度进行稳定运行。

而位置环则是负责控制伺服电机的位置,即控制电机的输出轴达到规定的位置。

它通过对电机位置的闭环控制,使得电机能够精确到位,满足工业生产对精准位置控制的需求。

2. 控制误差计算方式不同在速度环中,控制误差通常是通过测量实际转速与设定转速之间的偏差来计算得出的,然后将这个误差信号送入控制器进行调节,从而实现对电机转速的闭环控制。

而在位置环中,控制误差则是通过测量实际位置与设定位置之间的偏差来计算得出的,然后将这个误差信号送入控制器进行调节,以实现对电机位置的闭环控制。

3. 控制方式不同在速度环中,通常采用的控制方式是以PID控制为主,通过对电机转速控制器的参数进行调节,使得电机能够快速、平稳地达到设定的转速,并且在外部负载发生变化时能够快速调节,保持稳定的输出转速。

而在位置环中,除了PID控制外,还会综合考虑速度控制和加速度控制,以实现对电机位置的精准控制,尤其是在需要进行精密定位和运动轨迹控制的场合。

4. 控制精度要求不同由于速度环主要负责控制电机的转速,其控制精度要求相对较低,通常只需要满足速度偏差在一定范围内能够快速调节即可。

而位置环则需要更高的控制精度,尤其是在对精准位置控制有要求的场合,需要保证位置偏差尽可能小,能够稳定地实现目标位置的跟踪和定位。

速度环和位置环是伺服电机控制系统中两个不可或缺的闭环控制环节,它们分别负责控制电机的转速和位置,具有明显的区别。

伺服控制的三种模式

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。

伺服电机控制方法

伺服电机控制方法

伺服电机控制方法伺服电机是一种高性能的电动机,具有高精度、高速度和高响应性能。

伺服电机广泛应用于机械设备、工业自动化、机器人、医疗设备等领域。

伺服电机的控制方法主要包括位置控制、速度控制和力矩控制。

一、位置控制位置控制是伺服电机最基本的控制方法,通过控制电机的转动角度或位置来实现精准的位置控制。

1.1开环控制开环控制是最简单的伺服电机控制方法,通过输入控制信号驱动电机转动到指定的角度或位置。

开环控制没有反馈,无法补偿外界干扰和系统误差,控制精度较低。

1.2闭环控制闭环控制是通过添加反馈系统,实时监测电机位置信息,根据位置差异来控制电机运动。

闭环控制可以根据反馈信号对电机转动角度或位置进行修正,提高控制精度和稳定性。

通常闭环控制包括位置传感器、控制器和驱动器三部分。

位置传感器用于实时检测电机的角度或位置,控制器根据传感器反馈信号计算误差,生成控制信号送给驱动器,驱动器通过控制电机的电流来控制电机的转动。

1.3PID控制PID控制是一种常用的闭环控制方法,通过比例、积分和微分三个控制项的调节来实现稳定控制。

比例项用于快速响应错误,积分项用于消除静态误差,微分项用于抑制系统的震荡。

二、速度控制速度控制是指通过控制电机转速来实现精确的速度调节。

2.1开环速度控制开环速度控制是通过输入合适的电压或电流信号来控制电机的转速。

这种方法简单粗暴,控制精确度低。

2.2闭环速度控制闭环速度控制是通过反馈系统实时监测电机转速,根据设定速度和实际速度差异进行调整。

闭环速度控制通常采用编码器作为反馈传感器,将编码器的输出与设定速度进行比较,调整电机的转速。

三、力矩控制力矩控制是通过控制电机输出的转矩来实现对负载的力矩控制。

力矩控制广泛应用于机器人、医疗设备等需要精确力矩控制的领域。

3.1位置力矩控制位置力矩控制是通过控制电机转动角度和负载的力矩来实现精确的位置和力矩控制。

控制器根据目标位置和力矩要求计算出适当的电流指令,驱动器根据电流指令控制电机的转矩输出。

伺服电机的分类

伺服电机的分类

伺服电机的分类伺服电机是一种能够根据控制信号来精确控制转速和位置的电机。

它广泛应用于工业自动化、机器人技术、航空航天等领域。

根据不同的分类标准,伺服电机可以分为多种类型,下面将详细介绍几种常见的伺服电机分类。

一、按控制方式分类1. 位置伺服电机:位置伺服电机是最常见的一种类型,它通过控制输入信号来实现精确的位置控制。

位置伺服电机通常由编码器、控制器和功率放大器组成,能够实现高精度的位置控制,并具有快速响应和较高的转矩。

2. 速度伺服电机:速度伺服电机是通过控制输入信号来实现精确的转速控制。

速度伺服电机通常与编码器配合使用,通过反馈信号实时调整电机的转速,使其保持在设定的目标速度上。

3. 力矩伺服电机:力矩伺服电机是一种能够输出精确力矩的电机。

它通常通过控制输入信号来实现对电机输出力矩的精确控制。

力矩伺服电机广泛应用于需要精确控制力矩的场合,如机械臂、航空航天等领域。

二、按结构类型分类1. 交流伺服电机:交流伺服电机是一种使用交流电作为驱动源的伺服电机。

它通常由交流电源、控制器和转子组成。

交流伺服电机具有结构简单、可靠性高、转矩平滑等特点,广泛应用于工业自动化控制系统中。

2. 直流伺服电机:直流伺服电机是一种使用直流电作为驱动源的伺服电机。

它通常由直流电源、控制器和转子组成。

直流伺服电机具有响应速度快、转矩大、控制精度高等特点,广泛应用于机器人、自动化设备等领域。

3. 步进伺服电机:步进伺服电机采用开环控制方式,通过控制输入信号来控制电机的步进角度。

步进伺服电机结构简单、成本低廉,但在控制精度和响应速度上相对较低,主要应用于一些要求不太高的场合。

三、按应用领域分类1. 工业伺服电机:工业伺服电机广泛应用于工业自动化领域,用于控制机械臂、传送带、数控机床等设备的位置、速度和力矩。

工业伺服电机具有高效率、高可靠性和较大输出功率等特点,能够满足工业生产对精确控制的需求。

2. 机器人伺服电机:机器人伺服电机是机器人技术中不可缺少的关键部件,用于控制机器人的关节运动。

位置速度转矩3种控制方式介绍

位置速度转矩3种控制方式介绍

1从原理上理解3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。

之所以有这三中控制方式,是因为伺服一般为三个环控制。

所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。

由伺服系统的三个控制回路来实现。

第1环是电流环,它是最内环。

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,它是次外环,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。

2从使用上理解3种控制方式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。

伺服控制的三种模式

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、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。

(完整版)位置速度转矩3种控制方式介绍

(完整版)位置速度转矩3种控制方式介绍

1从原理上理解3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。

之所以有这三中控制方式,是因为伺服一般为三个环控制。

所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。

由伺服系统的三个控制回路来实现。

第1环是电流环,它是最内环。

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,它是次外环,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。

2从使用上理解3种控制方式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。

伺服器三种模式区别

伺服器三种模式区别
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

伺服电机的位置控制

伺服电机的位置控制

伺服电机的位置控制,转矩控制,速度控制模式伺服电机的位置控制,转矩控制,速度控制是什么样的一个模式,有什么不同?例如位置控制模式,他工作的时候是不是PLC发脉冲的时候开始转动,然后plc一直发脉冲,伺服就一直走,PLC脉冲停止的时候伺服电机就停止转动?还是怎么样工作呢?1、上图就是由用户设定的指令脉冲数的图;2、用户根据工件实际需要移动的距离,和自己选定的脉冲当量,首先计算出伺服应该转动多少个指令脉冲数,就到达指定位置;3、然后用户根据“PLC发脉冲额定频率例如200KHZ”,知道指令脉冲额定频率,并根据指令脉冲数计算出指令运算时间,得到上图设定曲线;4、这个曲线在伺服还没有运行前,由用户设定的曲线;5、这条曲线设定后,伺服就知道指令脉冲额定频率,知道伺服电机的上限运行速度伺服上线运行速度=指令脉冲额定频率×伺服上限速度6、有了这条曲线,伺服就知道用户要它要转过多少个指令脉冲数,到转过这么多指令脉冲数时,伺服就指令伺服停车;7、当你设定好这个曲线后,启动伺服运转,伺服就开始启动、加速、匀速……转动起来了;8、这时候没有“PLC发脉冲”,谁也没有发脉冲,指令脉冲只是个“数”!9、那为什么大家说“PLC 发脉冲”,那是因为位置环就是PLC的计数器,那个指令脉冲数就是给计数器设定的一个基数;10、PLC并不发脉冲,没有实际存在的脉冲,只有一个脉冲数,当然没有指令脉冲受干扰的问题!1、这个曲线是可以用示波器观察到的曲线;2、它是伺服运转时编码器检测发出的反馈脉冲数,以及反馈脉冲数的频率曲线;3、这条曲线也可以看成伺服运转的速度曲线,因为编码器反馈脉冲的频率=编码器周反馈脉冲数×伺服电机速度(r/s)4、这条曲线,反映了伺服运转的全过程,启动→加速→匀速→减速→停车,伺服的运动是一大步完成的。

5、这条曲线与横轴时间所围成的面积就是伺服运动全过程编码器的反馈脉冲数;6、编码器的反馈脉冲数/电子齿轮比=指令脉冲数时,PLC计数器发出停车信号,驱动器停车!7、这就是伺服运动控制的核心原理8、这个过程就是位置环的工作原理,或者说是PLC计数器的工作过程,指令脉冲为计数器基数,编码器反馈脉冲进入计数器计数端,当输出指令脉冲数“编码器的反馈脉冲数/电子齿轮比-指令脉冲数时=0”时,伺服停车!9、仔细观察这条曲线,编码器反馈脉冲频率的最大值,对应的就是伺服运转的最大速度;10、这个最大速度必须小于伺服电机的上限速度,也就是说这个曲线的高度要比指令脉冲曲线的高度“矮”;11、这一点很重要,如果伺服运转速度,在某一个时刻“超速”,就会出现反馈脉冲丢失或者指令脉冲增多的故障!12、仔细观察这条曲线,伺服停车前要减速,伺服停车必须在速度缓慢的情况下完成;13、这一点非常重要,如果伺服停车时,伺服速度大,那么伺服惯性大,就不能准停,就会向前继续惯性转一下,出现编码器反馈脉冲数大于指令脉冲数的情况;14、仔细观察这条曲线,伺服运转的最大速度是可以由用户设置的;15、用户在速度环上设定编码器反馈脉冲频率,伺服的运转速度就是设定编码器反馈脉冲频率=编码器周反馈脉冲数×伺服电机设定速度(r/s)16、因为指令脉冲频率=编码器反馈脉冲频率/电子齿轮比所以,用户也可以设定“指令脉冲频率”,来设定伺服电机速度;17、仔细观察这条曲线,伺服电机的加速、减速,就是靠驱动器变频、变压的速度环完成的,所需要的动力转矩是由电流环完成的,这就是ShowMotion 说的,“位置环可以包含速度环,也可以直接包含力矩环”!。

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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。

如果外部负载转矩小于电机设定的输出转矩则电机会一直加速直到超出电机或驱动的最大允许转速后报警停在。

电流环为最内环,速度环为次外环,位置环为外环。

所以说,转矩控制模式是利用了伺服电机控制最基层的电流控制环,速度控制环是建立在电流环之上的,位置控制环又是建立在速度环之上的还有底层的电流环。

早期的伺服驱动一般没有位置环。

由定位模块和数控装置实现位置环。

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