位置 速度 转矩3种控制方式介绍
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。
伺服电机的位置控制转矩控制速度控制是什么样的一个模式
伺服机电的位置控制转矩控制速度控制是什么样的一个模式之迟辟智美创作伺服机电的位置控制,转矩控制,速度控制是什么样的一个模式,有什么分歧?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机电就停止转动?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几多个指令脉冲数,就达到指定位置;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,获得上图设定曲线;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,知道伺服机电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几多个指令脉冲数,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、那为什么年夜家说“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其实不发脉冲,没有实际存在的脉冲,只有一个脉冲数,固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×伺服机电速度(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,伺服的运动是一年夜步完成的.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年夜值,对应的就是伺服运转的最年夜速度;10、这个最年夜速度必需小于伺服机电的上限速度,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”,就会呈现反馈脉冲丧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,伺服停车必需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,伺服速度年夜,那么伺服惯性年夜,就不能准停,就会向前继续惯性转一下,呈现编码器反馈脉冲数年夜于指令脉冲数的情况;14、仔细观察这条曲线,伺服运转的最年夜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×伺服机电设定速度(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”,来设定伺服机电速度;17、仔细观察这条曲线,伺服机电的加速、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,“位置环可以包括速度环,也可以直接包括力矩环”!如何选择伺服机电控制方式?如何选择伺服机电控制方式?一般伺服机电都有三种控制方式: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.具体采纳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.如果您对机电的速度、位置都没有要求,只要输出一个恒转矩,固然是用转矩模式.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力好.如果上位控制器有比力好的闭环控制功能,用速度控制效果会好一点.如果自己要求不是很高,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;位置模式运算量最年夜,驱动器对控制信号的响应最慢.对运动中的静态性能有比力高的要求时,需要实时对机电进行调整.那么如果控制器自己的运算速度很慢(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力快,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(比如年夜部份中高端运动控制器);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华这么干,而且,这时完全不需要使用伺服机电.换一种说法是: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机电轴对外的输出转矩的年夜小,具体暗示为例如10V对应5Nm的话,当外部模拟量设定为5V 时机电轴输出为2.5Nm:如果机电轴负载低于2.5Nm时机电正转,外部负载即是2.5Nm时机电不转,年夜于2.5Nm时机电反转(通常在有重力负载情况下发生).可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩年夜小,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环绕纠缠和放卷的装置中,例如饶线装置或拉光纤设备,转矩的设定要根据环绕纠缠的半径的变动随时更改以确保材质的受力不会随着环绕纠缠半径的变动而改变.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年夜小,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,但必需把机电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,此时的机电轴真个编码器只检测机电转速,位置信号就由直接的最终负载真个检测装置来提供了,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.随着全数字式交流伺服系统的呈现,交流伺服机电也越来越多地应用于数字控制系统中.为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中年夜多采纳全数字式交流伺服机电作为执行电念头.在控制方式上用脉冲串和方向信号实现.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.具体采纳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.如果您对机电的速度、位置都没有要求,只要输出一个恒转矩,固然是用转矩模式.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力好.如果上位技术'>控制器有比力好的闭环控制功能,用速度控制效果会好一点.如果自己要求不是很高,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;位置模式运算量最年夜,驱动器对控制信号的响应最慢.对运动中的静态性能有比力高的要求时,需要实时对机电进行调整.那么如果控制器自己的运算速度很慢(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力快,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(比如年夜部份中高端运动控制器);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华这么干,而且,这时完全不需要使用伺服机电.换一种说法是: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机电轴对外的输出转矩的年夜小,具体暗示为例如10V对应5Nm的话,当外部模拟量设定为5V时机电轴输出为2.5Nm:如果机电轴负载低于2.5Nm 时机电正转,外部负载即是2.5Nm时机电不转,年夜于2.5Nm 时机电反转(通常在有重力负载情况下发生).可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩年夜小,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环绕纠缠和放卷的装置中,例如饶线装置或拉光纤设备,转矩的设定要根据环绕纠缠的半径的变动随时更改以确保材质的受力不会随着环绕纠缠半径的变动而改变.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年夜小,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,但必需把机电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,此时的机电轴真个编码器只检测机电转速,位置信号就由直接的最终负载真个检测装置来提供了,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.理解根据使用机电的主要目的,或者说关心的方面,就很容易理解机电的三种控制模式.1.只关心输出力的年夜小,不关系位置\速度,那么就是转矩模式; 例如饶线装置或拉光纤设备2.更多关心位置,采纳位置模式;一般应用于定位装置.应用领域如数控机床、印刷机械等等.2.1 位置控制模式同时也有较好的速度控制功能.3.更多关心运行速度,则用速度模式.3.1 在有上位控制装置的外环PID控制时,也可以进行定位.。
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。
机器人的驱动与控制
3)控制特性的连续性和直线性,随着控制信号的变化,电动机的转 速能连续变化,有时还需转速与控制信号成正比或近似成正比。
所采用的关节驱动电动机主要是AC伺服电动机,步进电动机 和DC伺服电动机。其中,交流伺服电动机、直流伺服电动机、直 接驱动电动机(DD)均采用位置闭环控制,一般应用于高精度、 高速度的机器人驱动系统中。步进电动机驱动系统多适用于对精 度、速度要求不高的小型简易机器人开环系统中。交流伺服电动 机由于采用电子换向,无换向火花,在易燃易爆环境中得到了广 泛的使用。机器人关节驱动电动机的功率范围一般为0.1~10kW。 工业机器人驱动系统中所采用的电动机,大致可细分为以下几种:
4)调速范围宽。能使用于1:1000~10000的调速范围。 5)体积小、质量小、轴向尺寸短。 6)能经受起苛刻的运行条件,可进行十分频繁的正反向和加减 速运行,并能在短时间内承受过载。 目前,由于高起动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电动机 在工业机器人中得到广泛应用,一般负载1000N(相当100kgf)以下 的工业机器人大多采用电伺服驱动系统。
3)应用计算机的机器人具有故障诊断功能,可在屏幕上指示有 故障的部分和提示排除它的方法。还可显示误操作及工作区内有无障 碍物等工况,提高了机器人的可靠性和安全性。
4)可实现机器人的群控, 使多台机器人在同一时间进行相同作 业,也可使多台机器人在同一时间各自独立进行不同的作业。
5)在现代化的计算机集成制造系统(CIMS) 中,机器人是 不少的设备,但只有计算机控制的工业机器人才便于与CIMS 联网,使其充分发挥柔性 自动化设备的特性。
力矩电机控制器原理
力矩电机控制器原理力矩电机控制器是一种用于控制力矩电机的设备,它通过对电机的电流进行精确调节,实现对电机的速度、转矩和位置的精准控制。
在工业生产和自动化领域,力矩电机控制器被广泛应用,其原理和工作方式对于了解力矩电机的控制和应用具有重要意义。
力矩电机控制器的原理主要包括电流控制、速度控制和位置控制。
在电流控制方面,控制器通过对电机施加不同的电流,来调节电机的转矩和输出功率。
电流控制是力矩电机控制的基础,也是实现电机精准控制的关键。
在速度控制方面,控制器通过对电机施加不同的电压和频率,来调节电机的转速。
速度控制可以实现对电机转速的精确调节,适用于需要频繁变速的场合。
在位置控制方面,控制器通过对电机施加不同的脉冲信号,来控制电机的位置和运动轨迹。
位置控制可以实现对电机位置的精确控制,适用于需要高精度定位的场合。
力矩电机控制器的原理基于电磁学和控制理论,通过对电机的电流、电压和脉冲信号进行精确控制,实现对电机的速度、转矩和位置的精准调节。
在实际应用中,力矩电机控制器通常与传感器、编码器和控制算法配合使用,实现对电机的闭环控制。
闭环控制可以实时反馈电机的状态信息,对电机进行更精准的控制,提高系统的稳定性和响应速度。
力矩电机控制器的原理对于理解力矩电机的控制和应用具有重要意义。
掌握力矩电机控制器的原理,可以帮助工程师和技术人员更好地设计和应用力矩电机控制系统,提高系统的性能和可靠性。
同时,了解力矩电机控制器的原理,也有助于对电机控制技术的深入理解,为相关领域的研究和应用提供理论支持。
总之,力矩电机控制器是一种重要的电机控制设备,其原理包括电流控制、速度控制和位置控制。
掌握力矩电机控制器的原理,对于理解电机控制技术和应用具有重要意义,有助于提高系统的性能和可靠性,推动相关领域的发展和进步。
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。
汇川伺服速度模式控制参数
汇川伺服速度模式控制参数【原创实用版】目录1.汇川伺服驱动器概述2.汇川伺服速度控制模式3.汇川伺服加减速时间参数4.汇川伺服转矩模式原理5.一体化低压伺服 ethercat 通信的电机在汇川 h5uplc 上的使用正文一、汇川伺服驱动器概述汇川伺服驱动器是一种高性能的电机驱动设备,能够精确控制电机的速度、转矩和位置。
它具有优秀的性能、稳定的可靠性和便捷的操控性,广泛应用于各种工业自动化领域。
二、汇川伺服速度控制模式汇川伺服驱动器支持多种速度控制模式,包括速度模式、转矩模式和位置模式。
其中,速度控制模式是最常用的一种控制方式。
通过设置目标速度和加减速时间,可以实现对电机速度的精确控制。
三、汇川伺服加减速时间参数在汇川伺服速度控制模式下,可以通过调整加减速时间参数来改变电机的加速和减速过程。
加减速时间参数是通用的参数,可以灵活调整,以满足不同应用场景的需求。
四、汇川伺服转矩模式原理汇川伺服转矩模式是一种基于电机转矩控制的模式。
通过设置目标转矩和转矩限制,可以实现对电机转矩的精确控制。
在转矩模式下,驱动器会根据目标转矩和实际转矩之间的差值自动调整电机的输出功率,确保电机始终在工作范围内运行。
五、一体化低压伺服 ethercat 通信的电机在汇川 h5uplc 上的使用一体化低压伺服 ethercat 通信的电机在汇川 h5uplc 上的使用内容介绍了一体化低压伺服 ethercat 通信的电机在汇川 h5uplc 上的使用方式和方法。
通过在汇川 h5uplc 上配置相应的参数和程序,可以实现对一体化低压伺服 ethercat 通信的电机的精确控制。
综上所述,汇川伺服驱动器作为一种高性能的电机驱动设备,能够实现对电机速度、转矩和位置的精确控制。
通过调整速度控制模式下的加减速时间参数,可以满足不同应用场景的需求。
伺服系统基础知识资料
交流永磁同步伺服驱动系统一、伺服系统简介伺服来自英文单词Servo,指系统跟随外部指令进行人们所期望的运动,运动要素包括位置、速度和力矩。
伺服系统的发展经历了从液压、气动到电气的过程,而电气伺服系统包括伺服电机、反馈装置和控制器。
在20世纪60年代,最早是直流电机作为主要执行部件,在70年代以后,交流伺服电机的性价比不断提高,逐渐取代直流电机成为伺服系统的主导执行电机。
交流永磁同步伺服驱动系统(以下简称伺服系统),是基于国外高端伺服技术开发出适合于国内环境的伺服驱动系统,具有性能优异、可靠性强,广泛应用于数控机床、织袜机械、纺织机械、绣花机、雕刻机械等领域,在这些要求高精度高动态性能以及小体积的场合,应用交流永磁同步电机(PMSM)的伺服系统具有明显的优势。
其中,PMSM具备十分优良的低速性能、可以实现弱磁高速控制,调速范围宽广、动态特性和效率都很高。
交流伺服系统的性能指标可以从调速范围、定位精度、稳速精度、动态响应和运行稳定性等方面来衡量。
伺服系统调速范围一般的在1:5000~1:10000;定位精度一般都要达到±1个脉冲;稳速精度,尤其是低速下的稳速精度,比如给定1rpm时,一般的在±0.1rpm以内,高性能的可以达到±0.01rpm以内;动态响应方面,通常衡量的指标是系统最高响应频率,即给定最高频率的正弦速度指令,系统输出速度波形的相位滞后不超过90°或者幅值不小于50%。
应用在特定要求高的一些场合,目前国内主流产品的频率在200~500Hz。
运行稳定性方面,主要是指系统在电压波动、负载波动、电机参数变化、上位控制器输出特性变化、电磁干扰、以及其他特殊运行条件下,维持稳定运行并保证一定的性能指标的能力。
二、伺服系统的组成伺服系统的组成1.上位机上位机通过控制端口发送指令(模拟指令或脉冲指令)给驱动器。
驱动器跟随外部指令来执行,同时驱动器反馈信号给上位机。
电机的转矩与速度控制
电机的转矩与速度控制在现代社会中,电机被广泛应用于各个领域,它的转矩与速度控制对于电机的运行性能和效果至关重要。
本文将探讨电机的转矩与速度控制的原理以及常见的控制方法。
一、电机的转矩控制原理电机的转矩指的是电机产生的驱动力矩,是电机输出动力的表现。
电机的转矩控制是通过控制电机输入的电流或电压来实现的。
通常有以下两种方法进行转矩控制:1. 电流控制方法电流控制是通过调节电机输入的电流来控制电机的转矩。
一般来说,电机的输出转矩与输入电流成正比。
通过改变电流的大小,可以改变电机输出的转矩大小。
在实际应用中,可以通过改变电源的电压或者采用电流反馈控制的方式来实现电流控制。
2. 电压控制方法电压控制是通过调节电机输入的电压来控制电机的转矩。
当电机负载增加时,电机的转矩需求也会增加。
通过增加输入电压,可以使电机输出更大的转矩,以满足负载要求。
然而,需要注意的是,电压过高可能会导致电机过热或损坏,因此需要合理控制电压大小。
二、电机的速度控制原理电机的速度控制是指通过控制电机转速来实现对电机运行速度的控制。
常见的电机速度控制方法有以下几种:1. 频率变换控制方法频率变换控制是通过改变电机输入的电源频率来调节电机的转速。
电机的转速与输入频率成正比。
通过改变输入频率,可以改变电机的转速。
这种方法在许多领域中广泛应用,如交流调速系统和电梯控制系统等。
2. 调速器控制方法调速器是一种用于控制电机转速的设备。
调速器通过改变电机输入的电流或电压来调节电机的转速。
通过改变调速器的参数,可以实现电机转速的调节和控制。
这种方法常用于工业生产中的精确控制场合。
3. 编码器反馈控制方法编码器反馈控制是一种基于反馈信号的控制方法,通过测量电机转子位置和速度,并将反馈信号传回控制系统,实现对电机速度的准确控制。
这种方法可以使电机运行更加平稳、精确,并提高电机对外部负载变化的适应性。
三、常见的电机转矩与速度控制方法除了上述提到的方法之外,还有以下一些常见的电机转矩与速度控制方法:1. 直接扭矩控制(DTC)直接扭矩控制是一种通过测量电机的转矩和转速,并根据预设的控制算法来实现对电机转矩和速度的直接控制的方法。
伺服电机的三种运行模式和方法
伺服电机的三种运行模式和方法
伺服电机有三种运行模式:
一、位置模式:通过上位机发送肯定频率的高速脉冲,协作方向信号,实现电机的正反转,是伺服电机最常用的掌握模式,上位机我们可以选择plc、单片机、手动脉冲发生器等,调整脉冲的频率,就可以转变伺服电机的速度。
二、速度模式:速度模式是用模拟量来掌握电机的旋转速度,这种方式应用比较少,由于位置模式同样可以掌握速度,而且精度更高,同时模拟量是会有干扰的,不建议大家用这种模式掌握伺服。
三、转矩模式:转矩模式可以用模拟量来掌握伺服电机的输出扭矩,通常应用在恒压掌握方面,协作位置模式做一些闭环掌握,效果更抱负。
伺服电机在位置模式过程中,还有三种掌握方法:
一:用脉冲+方向信号来掌握正反转,这种方法价格廉价,但是掌握线接线简单,而且受PLC点数限制,比如FX3U只支持3台伺服,要掌握更多伺服,可以加定位模块,也可以几台组网来掌握,成本较低。
二、用通讯方法掌握:这个可以和驱动器进行485通信,驱动器设定不同的站号,上位机发送指令给单个驱动器,不过信号传输有时间,所以不如脉冲掌握快速便利。
三、总线掌握:总线掌握方法也是现在比较主流的伺服掌握方法,通过总线掌握,一个PLC不再受限于高速脉冲输出点,但是需要特别模块来支持,价格较贵,而且各个厂商的伺服相互不兼容,比如三菱自家的SSCNET总线,西门子的Profinet总线,都只能用于自家产品的掌握,通用性不好。
伺服电机的原理及应用有哪些
伺服电机的原理及应用有哪些伺服电动机又称执行电动机,在自动掌控系统中,用作执行元件,把所收到的电信号,转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
分为直流和交流伺服电动机两大类,其重要特点是:当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的加添而匀速下降。
一、伺服电机是一个典型闭环反馈系统减速齿轮组由电机驱动,其终端(输出端)带动一个线性的比例电位器作位置检测,该电位器把转角坐标转换为一比例电压反馈给掌控线路板,掌控线路板将其与输入的掌控脉冲信号比较,产生矫正脉冲,并驱动电机正向或反向地转动,使齿轮组的输出位置与期望值相符,令矫正脉冲趋于为0,从而达到使伺服电机定位的目的。
伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器掌控的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器依据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。
伺服电机的精度决议于编码器的精度(辨别率)。
1、直流伺服电机:输入或输出为直流电能的旋转电机。
它的模拟调速系统一般是由2个闭环构成的,既速度闭环和电流闭环,为使二者能够相互协调、发挥作用,在系统中设置了2个调整器,分别调整转速和电流。
2个反馈闭环在结构上采纳一环套一环的嵌套结构,这就是所谓的双闭环调速系统,它具有动态响应快、抗力强等优点,因而得到广泛地应用。
直流伺服电机可应用在火花机,机器手,的机器等,同时可加配减速箱,令机器设备带来牢靠的精准性及高扭力。
2、交流伺服电机:输入或输出为交流电能的旋转电机。
交流伺服电机分为同步和异步电机。
同步电机的重要运行方式有三种,即作为发电机、电动机和补偿机运行。
作为发电机运行是同步电机zui重要的运行方式,作为电动机运行是同步电机的另一种紧要的运行方式。
同步电动机的功率因数可以调整,在不要求调速的场合,应用大型同步电动机可以提高运行效率。
异步电机负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系。
异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性,从空载到满载范围内接近恒速运行,能充足大多数工农业生产机械的传动要求。
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。
变频器与伺服应用习题答案第5章机工
习题P2185.1图1所示为伺服控制系统组成原理图,它包括控制器、伺服驱动器、伺服电机和位置检测反馈元件。
伺服驱动器通过执行控制器的指令来控制伺服电机,进而驱动机械装备的运动部件(这里指的是丝杠工作台),实现对装备的速度、转矩和位置控制。
图1 伺服控制系统组成原理图从自动控制理论的角度来分析,伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节等五部分。
(1)比较环节比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较,以获得输出与输入间的偏差信号的环节,通常由专门的电路或计算机来实现。
(2)控制器控制器通常是PLC、计算机或PID控制电路,其主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理,以控制执行元件按要求动作。
(3)执行环节执行环节的作用是按控制信号的要求,将输入的各种形式的能量转化成机械能,驱动被控对象工作,这里一般指各种电机、液压、气动伺服机构等。
(4)被控对象机械参数量包括位移、速度、加速度、力、力矩为被控对象。
(5)检测环节检测环节是指能够对输出进行测量并转换成比较环节所需要的量纲的装置,一般包括传感器和转换电路。
5.2交流伺服驱动器中一般都包含有位置回路、速度回路和转矩回路,但使用时可将驱动器、电机和运动控制器结合起来组合成不同的工作模式,以满足不同的应用要求。
伺服驱动器主要有速度控制、转矩控制和位置控制等三种模式。
(1)速度控制模式图2所示的伺服驱动器的速度控制采取跟变频调速一致的方式进行,即通过控制输出电源的频率来对电动机进行调速。
此时,伺服电机工作在速度控制闭环,编码器会将速度信号检测反馈到伺服驱动器,跟设定信号(如多段速、电位器设定等)进行比较,然后进行速度PID控制。
图2 速度控制模式(2)转矩控制模式图3所示的伺服驱动器转矩控制模式是通过外部模拟量输入来控制伺服电机的输出转矩。
图3 转矩控制模式(3)位置控制模式图4所示的驱动器位置控制模式可以接受PLC或定位模块等运动控制器送来的位置指令信号。
几种不同电动机运行原理及特点
电动机原理和特点的比较本文主要介绍了三种直流电机:普通直流电机、无刷电机、步进电机,两种交流电机:三相异步电动机、伺服电机的原理、特点及调速方法。
1、普通直流电机普通直流电机便是我们最熟悉的一种电动机,它的转子在内部,由线圈组成,定子则在外部,由永磁体组成。
在工作时,而把它的电刷A、B接在电压为U的直流电源上,电刷A是正电位,B是负电位,在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b,在S极范围内的导体Cd中的电流是从C流向d。
载流导体在磁场中要受到电磁力的作用,因此,ab和Cd两导体都要受到电磁力的作用。
根据磁场方向和导体中的电流方向,利用电动机左手定则判断,ab 边受力的方向是向左,而Cd边则是向右。
由于磁场是均匀的,导体中流过的又是相同的电流,所以,ab边和Cd边所受电磁力的大小相等。
这样,线圈上就受到了电磁力的作用而按逆时针方向转动了。
当线圈转到磁极的中性面上时,线圈中的电流等于零,电磁力等于零,但是由于惯性的作用,线圈继续转动。
线圈转过半周之后,虽然ab与Cd的位置调换了,ab边转到S极范围内,Cd边转到N极范围内,但是,由于换向片和电刷的作用,转到N极下的Cd边中电流方向也变了,是从d流向c,在S极下的ab边中的电流则是从b流向a.因此,电磁力FdC的方向仍然不变,线圈仍然受力按逆时针方向转动。
可见,分别处在N、S极范围内的导体中的电流方向总是不变的,因此,线圈两个边的受力方向也不变,这样,线圈就可以按照受力方向不停的旋转了。
从以上的分析可以看到,要使线圈按照一定的方向旋转,关键问题是当导体从一个磁极范围内转到另一个异性磁极范围内时(也就是导体经过中性面后),导体中电流的方向也要同时改变。
换向器和电刷就是完成这个任务的装置。
当然,在实际的直流电动机中,也不只有一个线圈,而是有许多个线圈牢固地嵌在转子铁芯槽中,当导体中通过电流、在磁场中因受力而转动,就带动整个转子旋转。
直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能,但直流电机的优点也正是它的缺点,因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能,则电枢磁场与转子磁场须恒维持90°,这就要藉由碳刷及整流子。
伺服驱动器速度环、位置环参数调整的原则是什么?
伺服驱动器对伺服电机的主要控制方式?伺服驱动器对伺服电机的主要控制方式为:位置控制、速度控和转矩控制。
位置控制方式的特点:是驱动器对电机的转速、转角和转矩均于控制,上位机对驱动器发脉冲串进行转速与转角的控制,输入的脉冲频率控制电机的转速,输入的脉冲个数控制电机旋转的角度。
脉冲频率f 与电机转速n(rpm)、脉冲个数P 与电机旋转角度ß的关系参见下式:60()100000.036()f G n r P G β×=×=××度pm式中:G—电子齿轮比速度控制方式的特点:是驱动器仅对电机的转速和转矩进行控制,电机的转角由CNC 取驱动器反馈的A、B、Z 编码器信号进行控制,CNC 对驱动器发出的是模拟量(电压)信号,范围为+10V~-10V,正电压控制电机正转,负电压控制电机反转,电压值的大小决定电机的转数。
转矩控制方式的特点:是驱动器仅对电机的转矩进行控制,电机输出的转矩不在随负载变,只听从于输入的转矩命令,上位机对驱动器发出的是模拟量(电压)信号,范围为+10V~-10V,正电压控制电机正转,负电压控制电机反转,电压值的大小决定电机输出的转矩。
电机的转速与转角由上位机控制。
什么是电子齿轮比?脉冲当量:数控装置每变化一个最小数字单位时,要求相应的机械装置有一个设定的长度或角度的相应变化,称为脉冲当量。
当机械装置的传动比不能满足数控装置脉冲当量的要求时,用电子齿轮比,来配合数控装置与机械传动比之间的关系,满足数控装置所需要的脉冲当量。
它起到了一个输入与输出变比的作用。
电子齿轮比仅在位置控制中起作用。
电子齿轮比数值设置过大,会降低伺服电机的运行状态。
伺服驱动器速度环、位置环参数调整的原则是什么?伺服电机使用效果如何,除了与电机和驱动器的性能有关外,驱动器参数的调整也是一个十分关键的因素。
伺服驱动器主要的性能参数调整有三个:速度环比例增益、速度环积分时间常数、位置环比例增益。
电力拖动自动控制知识点总结
电力拖动自动控制知识点总结电力拖动自动控制是一种利用电动机作为动力源,完成一系列运动控制和操作的技术。
它通过电力传动系统来把控制命令转换为电机动力输出,实现对设备的位置、速度和转矩等参数的精确控制。
电力拖动自动控制在各个行业的自动化生产中广泛应用,提高了生产效率和产品质量,降低了劳动强度和人为失误。
一、电力拖动自动控制基本原理电力拖动自动控制的基本原理是通过电动机来实现运动控制。
一般来说,电力拖动自动控制主要包括三个基本组成部分:传感器、控制器和执行器。
传感器用于采集反馈信号,控制器进行信号处理和计算,并将处理后的信号发送给执行器。
执行器则根据控制信号,调节电动机的转速、方向和输出力矩,实现对设备的运动控制。
二、电力拖动自动控制系统组成1.电动机电动机是电力拖动自动控制系统的核心部件,它将电能转换为机械能来驱动设备运动。
常用的电动机有直流电动机、交流感应电动机和步进电动机等。
选择合适的电动机型号和规格,对于实现精确控制至关重要。
2.传感器传感器用于采集各种物理信号,比如位置、速度、力矩等,并将其转换为电信号送入控制器。
常用的传感器有编码器、接近开关、力传感器和位移传感器等。
传感器的准确度和稳定性对于控制系统的精确性和性能至关重要。
3.控制器控制器是电力拖动自动控制系统的智能核心,负责信号的处理和控制算法的执行。
根据控制要求和应用场景的不同,常用的控制器有PLC(可编程逻辑控制器)、单片机和工控机等。
控制器的设计和参数设置决定了系统的稳定性和运行特性。
4.电力传动装置电力传动装置一般由电动机、传动装置和工作机构组成。
传动装置根据控制信号来调整输出轴的转速和转矩,使工作机构按照预设的规律运动。
常用的电力传动装置有齿轮传动、皮带传动、链传动和螺杆传动等。
5.控制回路控制回路是电力拖动自动控制系统中最关键的部分,它根据输入信号和反馈信号进行比较和判断,产生控制信号送入执行器。
常见的控制回路有位置闭环控制、速度闭环控制和转矩闭环控制等。
86三相步进电机参数
86三相步进电机参数1.引言1.1 概述在这部分内容中,你需要对文章的主题进行一个简要的介绍和概述。
以下是一个可能的概述的例子:在现代工业领域中,三相步进电机被广泛应用于自动化控制系统中。
它们以其精准的位置控制、高度可靠性和出色的低速性能而闻名。
然而,要理解和运用三相步进电机,对其参数有着深入的了解是至关重要的。
本文将深入探讨86三相步进电机的参数,包括步距角、驱动方式、转速和扭矩等重要参数,以及这些参数的意义和应用。
通过对这些参数的详细解释和分析,我们将能够更好地理解和应用三相步进电机,并为未来的发展提供一些指导意见。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将分为两个主要部分来探讨86三相步进电机的参数。
首先,在第二部分中,我们将介绍三相步进电机的基本原理和工作方式,以帮助读者更好地理解该电机的工作原理。
然后,我们将在第三部分详细讨论三相步进电机的参数及其意义。
在第二部分的第2.1小节中,我们将详细解释三相步进电机的基本原理和工作方式。
我们将介绍它的结构组成、工作原理以及如何通过控制电流和脉冲来实现步进运动。
此外,我们还将探讨三相步进电机在各种应用中的优缺点和适用范围。
第二部分的第2.2小节将着重介绍三相步进电机的参数,并详细解释每个参数的意义以及对电机性能的影响。
我们将讨论步距角、持续转矩、静态力矩、电感和电阻等参数,并举例说明它们在实际应用中的重要性。
在结论部分的第3.1小节,我们将总结三相步进电机参数的重要性,并强调合理选择参数对电机性能和应用效果的影响。
我们将强调参数选择需要综合考虑电机的使用环境、负载特性和控制系统,以达到最佳的性能和效果。
最后,在结论部分的第3.2小节,我们将展望未来三相步进电机参数的发展趋势。
随着科技的不断进步和应用需求的变化,电机参数的研究和优化将成为一个重要的方向。
我们将展望新的参数设计理念和技术创新,以提高电机的性能、效率和可靠性。
通过阅读本文,读者将能够全面了解86三相步进电机的参数及其意义,为电机选择和应用提供参考。
转矩控制及输入输出口配置补充说明1015
0-4
30
模拟量转矩指令输入增益
设定模拟量转矩输入电压和电机实际运行转矩之间的比例关系,设定值的单位是1%/V;模拟量输入范围是(-10V~+10V)。
1~300
34
模拟量转矩指令方向取反
①对模拟量速度输入的极性反向;
②设置为0时,模拟量转矩指令为正;
3
Alm
伺服报警输出
4
Srdy
伺服准备好输出
5
T_Coin
转矩到达输出
转矩控制方式说明:
转矩控制时,将PA4号参数选择为4,断电重启,可通过设置参数PA30,PA34,PA40,PA51号参数对此功能作相应的调整。(注:模拟量转矩指令输入增益,根据外部电压来作适当的选择,不可设置过大。)
通过调节AS+和AS-间的电压来调整外部模拟量指令输入。
1~8
71
数字输入DI2功能
数字输入DI2脚功能规划。功能选择请参考数字输入功能表。
当有多个数字输入口选择为同一功能时,以高输入管脚为准。如DI1和DI2同时选择为同一功能时,以DI2为准。
1~8
72
数字输入DI3功能
数字输入DI3脚功能规划。功能选择请参考数字输入功能表。
当有多个数字输入口选择为同一功能时,以高输入管脚为准。如DI1和DI2同时选择为同一功能时,以DI2为准。
1~8
73
数字输入DI4功能
数字输入DI4脚功能规划。功能选择请参考数字输入功能表。
当有多个数字输入口选择为同一功能时,以高输入管脚为准。如DI1和DI2同时选择为同一功能时,以DI2为准。
1~8
74
数字输入DI5功能
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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。
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。
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。
如果上位技术相对于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。
3如何判断伺服驱动器的质量
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。