伺服电机控制方法

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两台伺服电机同步运动的控制方法

两台伺服电机同步运动的控制方法

两台伺服电机同步运动的控制方法在机器人控制中,两台伺服电机同步运动是非常常见的应用场景。

在实现这一目标时,需要考虑多个因素,包括控制策略选择、编码器信号处理、运动规划和同步误差补偿等。

本文将介绍10条关于两台伺服电机同步运动的控制方法,并针对每个方法进行详细描述。

1. 固定速度同步固定速度同步是最简单的同步控制策略之一。

当两台电机需要进行同步运动时,控制系统简单地设定一个固定的速度,并使两台电机以相同速度运转。

这种方法非常容易实现,但缺点是无法进行精细的控制,无法适应不同的工作负载和环境变化等因素。

此方法适用于要求同步精度不高的低要求应用场景。

2. 位置比较同步位置比较同步是一种基于编码器反馈的同步控制策略。

在运动过程中,两台电机所连接的机械系统需要一个共同的位置参考点,控制系统通过比较这两个位置信号的偏差来控制两台电机实现同步运动。

此方法的优点是同步效果较为精确,但缺点是需要编码器反馈,且无法适应突然的负载变化。

3. 时间比较同步时间比较同步是一种基于定时器的同步控制策略。

当两台电机需要进行同步运动时,控制系统使用定时器来定时,以确保两台电机在相同时间内完成运动。

此方法实现简单,无需编码器反馈,但受到定时器精确度的限制。

4. PID 控制同步PID控制同步是一种基于PID控制器的同步控制策略。

PID控制器是一种广泛应用于控制系统中的控制器,它通过比较设定值和实际值的偏差来调节输出信号,以达到减小误差和稳定控制的目的。

在使用PID控制器实现同步控制时,控制系统需要根据具体的工作负载、运动速度和运动规划等因素来调节PID参数。

此方法适用于对同步精度有较高要求的应用场景。

5. 动态滤波同步动态滤波同步是一种基于滤波器的同步控制策略。

此方法将编码器反馈信号通过滤波器处理,以提高信号的稳定性和精确度。

滤波器的参数需要根据具体的工作负载和运动规划等因素进行调节。

此方法适用于对同步精度有一定要求的应用场景。

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。

伺服电机软件控制方法

伺服电机软件控制方法

伺服电机软件控制方法
首先,伺服电机软件控制方法通常涉及使用特定的控制算法,
例如PID(比例-积分-微分)控制算法。

PID控制算法可以根据伺服电机的位置误差、速度误差和加速度误差来调节控制信号,从而实
现对电机位置的精确控制。

此外,还可以使用高级控制算法,如模
糊控制、神经网络控制等,以适应不同的控制需求和环境。

其次,伺服电机软件控制方法涉及编程技术,通常使用编程语
言如C、C++、Python等来实现电机控制程序。

这些程序可以通过串口、以太网或其他通信接口与伺服驱动器进行通信,发送控制指令
和接收反馈信号,实现对电机的精确控制。

此外,还可以借助现成
的控制库或框架,如Arduino、ROS(机器人操作系统)等,来简化
控制程序的开发和调试。

另外,伺服电机软件控制方法还需要考虑运动规划和轨迹控制。

通过软件可以实现复杂的运动规划,如直线运动、圆弧运动、插补
运动等,以满足不同的应用需求。

同时,还可以实现轨迹控制,即
根据预先设定的轨迹要求,通过软件控制电机按照特定的轨迹进行
运动,实现精确的位置控制和运动轨迹。

最后,伺服电机软件控制方法还需要考虑实时性和稳定性。

由于伺服电机通常需要实时响应控制指令,并实现稳定的运动控制,因此在软件设计和编程过程中需要考虑实时性和稳定性的要求,以确保电机能够按照预期的方式进行控制和运动。

综上所述,伺服电机软件控制方法涉及控制算法、编程技术、运动规划和轨迹控制等多个方面,需要综合考虑实现精确、稳定和高效的电机控制。

希望这些信息能够对你有所帮助。

伺服电机的三种控制方式有哪些

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。

伺服电机控制方法

伺服电机控制方法

伺服电机控制方法
伺服电机控制方法可以分为位置控制、速度控制和力控制等几种方法。

1. 位置控制:伺服电机通过控制位置反馈,使电机转动到指定的位置。

一种常用的方法是PID控制,通过计算电机当前位置与目标位置之间的偏差,并根据比例、积分和微分系数对电机施加适当的控制力,将电机转动到目标位置。

2. 速度控制:伺服电机通过控制电机的转速,使电机以指定的速度运动。

常用的方法是通过测量电机的速度反馈信号,计算出速度误差,并根据比例、积分和微分系数对电机施加适当的控制力,使其达到目标速度。

3. 力控制:伺服电机通过对电机施加适当的控制力,使其产生指定的力或扭矩。

方法之一是通过力传感器或力反馈信号来测量电机输出的力,并根据比例、积分和微分系数计算出力误差,并对电机施加适当的力控制力,以使其达到目标力或扭矩。

以上是常见的三种伺服电机控制方法,选择哪种方法取决于具体的应用需求和系统要求。

交流伺服电机的控制方式

交流伺服电机的控制方式

交流伺服电机的控制方式交流伺服电机是一种高性能的控制系统,广泛应用于工业生产和自动化领域。

在实际应用中,如何选择合适的控制方式对于交流伺服电机的性能和稳定性具有重要影响。

本文将探讨交流伺服电机的控制方式及其在不同场合的应用。

在交流伺服电机的控制方式中,最常见的方法是PID控制。

PID控制是一种经典的反馈控制方法,通过比较实际输出与设定值之间的差异,来调整控制参数,使系统输出逼近设定值。

在交流伺服电机中,PID控制可以有效地控制电机的速度、位置和转矩,实现精准的运动控制。

除了PID控制外,还有许多其他的控制方式可以用于交流伺服电机,如模糊控制、神经网络控制和模型预测控制等。

这些高级控制方法可以进一步提高电机系统的性能,使其在动态响应、抗干扰能力和控制精度等方面表现更加优异。

在实际应用中,选择合适的控制方式需要考虑多个因素,包括系统的性能需求、控制稳定性、成本和实现难度等。

例如,对于需要高精度控制和快速响应的应用,可以选择采用模型预测控制等高级控制方式;而对于一些简单的应用场景,PID控制已经可以满足要求。

此外,交流伺服电机的控制方式也受到控制器的影响。

在不同类型的控制器中,如单片机控制器、DSP控制器和PLC控制器等,对于交流伺服电机的控制方式和性能都有不同的影响。

因此,在选择控制方式时,还需要考
虑到控制器的特性和性能,以保证系统的稳定运行。

综上所述,交流伺服电机的控制方式对于提高系统的性能和稳定性具有重要意义。

选择合适的控制方式可以有效地提高电机系统的性能,实现精准的运动控制。

在未来的研究中,可以进一步探讨新的控制算法和方法,以提高交流伺服电机系统的性能和应用范围。

交流伺服电机的控制方式

交流伺服电机的控制方式

交流伺服电机的控制方式交流伺服电机是一种应用广泛的电动机,具有精准的位置控制和高效的能量转换特性,因此在工业生产中得到了广泛的应用。

而要实现对交流伺服电机的控制,就需要掌握一定的控制方式和方法。

首先,一种常见的交流伺服电机的控制方式是采用PID控制器。

PID 控制器是一种经典的控制算法,通过比较实际输出与期望输出之间的差异,来调节控制系统的输入,从而实现对电机的精准控制。

在交流伺服电机控制中,PID控制器可以根据电机的反馈信号,实时地调节控制系统的参数,使得电机的输出可以快速、稳定地达到期望值。

除了PID控制器外,还可以使用模糊控制、神经网络控制等先进的控制算法来实现对交流伺服电机的控制。

模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法,通过对输入输出之间的模糊关系建模,来实现对电机的精确控制。

神经网络控制则是基于人工神经网络的控制方法,通过训练神经网络模型,使得电机能够学习并适应不同的工作环境,从而实现更加智能化的控制。

此外,还可以通过串口通信、CAN总线等通信方式,实现对交流伺服电机的远程控制。

通过在电机控制系统中加入通信模块,可以实现与上位机或其他设备的数据交换和控制命令的传输,从而实现对电机的远程监控和控制。

这种方式不仅提高了控制系统的灵活性和可扩展性,还可以实现对多个电机的同时控制,提高了系统的整体效率和性能。

在实际应用中,选择合适的控制方式和方法对于交流伺服电机的控制至关重要。

不同的控制方式有不同的适用场景和优缺点,只有根据具体的需求和实际情况来选择最合适的控制方式,才能更好地发挥交流伺服电机的性能和功能。

总的来说,交流伺服电机的控制方式多种多样,不同的控制方式适用于不同的场景和需求。

通过不断的研究和实践,我们可以更好地掌握这些控制方式和方法,从而更好地应用交流伺服电机,实现更加精准和高效的控制。

希望未来能有更多的研究和技术创新,为交流伺服电机的控制方式带来更多可能性和发展空间。

PLC控制伺服电机的三种方式

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。

(完整word版)伺服控制的三种模式

(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。

PLC如何控制伺服电机

PLC如何控制伺服电机

PLC如何控制伺服电机PLC(可编程逻辑控制器)是一种数字计算机,用于控制自动化过程中的机器和设备。

伺服电机是一种特殊的电动机,具有高精度、高速度和高可靠性的特点。

在工业自动化中,PLC常常用于控制伺服电机,实现精确的位置控制和运动控制。

伺服电机的控制主要依赖于PLC的控制器和相应的软件编程。

下面将从硬件和软件两个方面介绍如何使用PLC控制伺服电机。

1.硬件配置:在PLC控制伺服电机之前,需要进行相应的硬件配置。

主要包括以下几个步骤:-选择合适的PLC模块:根据实际需求选择适用于伺服电机控制的PLC模块,通常包括数字输入/输出模块、模拟输入/输出模块和专用的伺服驱动模块。

-连接硬件设备:将PLC模块与伺服电机的驱动器进行连接,在数字输入/输出模块上连接限位开关和信号传感器,在模拟输入/输出模块上连接编码器和其他传感器。

-配置通信参数:配置PLC和伺服电机之间的通信参数,包括波特率、数据位、停止位等。

这通常需要根据伺服电机厂商提供的手册来进行设置。

2.软件编程:PLC控制伺服电机主要依靠软件编程来实现。

PLC的编程语言通常分为梯形图(Ladder Diagram)、功能块图(Function Block Diagram)和结构化文本等几种形式。

下面以梯形图为例,介绍PLC控制伺服电机的软件编程实现步骤:-第一步是初始化:设置各个输入输出口的状态和初始值,包括伺服电机的驱动器、编码器的初始化配置等。

-第二步是编写位置控制程序:根据实际需求编写位置控制程序,通常包括以下几个步骤:a.读取编码器的反馈信号,并处理成位置信息。

b.设置目标位置,并计算位置误差。

c.根据位置误差,在PID控制算法基础上计算出控制指令。

d.将控制指令传送给伺服电机的驱动器。

e.根据驱动器的反馈信号进行位置校正。

-第三步是编写速度控制程序:根据实际需求编写速度控制程序,通常包括以下几个步骤:a.读取编码器的反馈信号,并处理成速度信息。

伺服电机的控制算法

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。

伺服系统

伺服系统

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。

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伺服电机控制方法、方式
设备
1.力辉PLC:FBS-24MCT 1台
2.GSK伺服1套:Di20-M10B(驱动器)/80SJT-M032E(电机)
3.DC24V开关电源1个
4.信号线若干
查看驱动器引脚定义并选择控制模式
位置控制模式:查看伺服引脚定义,这里用最少的信号线实现电机转动。

SON:为ON时,开启伺服使能。

当然伺服使能功能可以通过参数来修改,该信号可由参数PA54设置。

PA54=0:只有当外部输入信号SON为ON时,电动机才能被使能;
PA54=1:驱动单元内部强制电动机使能,而不需要外部输入信号SON。

CCW/CW:驱动禁止信号,一般和行程开关配合使用,避免超程,该信号可由参数PA20设置。

PA20=0:使用驱动禁止功能;
PA20=1:不使用驱动进制功能。

RDY:驱动单元准备好信号,当电机通电励磁时该信号有输出。

位置指令输入信号
这里位置输入信号可以采用差分驱动或者单端驱动接法,由于选用的FBS-24MCT为集电极开路输出形式,所以采用单端驱动接法。

伺服驱动单端驱动方式限定外部电源最大电压为25V时,需要串接一个限流电阻R
依据:Vcc=24V,R=1.3KΩ~2KΩ;Vcc=12V,R=510KΩ~820KΩ;Vcc=5V,R=0;
频率限制为:
PLS/DIR:最高脉冲频率500KHZ
U/D:最高脉冲频率500KHZ
A/B:最高脉冲频率300KHZ
控制线制作
GSK随机附带一个44针插座,依据引脚图,把需要的控制信号接线出来。

在这里把有可能用到的信号线都接出来,但是这些信号在伺服控制中并不都是必要的,下图中用蓝色线表示
伺服的输出信号给PLC的输入,红色表示PLC的输出给伺服的输入,另外开关电源的正、负分别用红、蓝表示。

1)选取需要的控制信号
2)伺服同PLC的接线图
这里从伺服给PLC的输入信号只取了SRDY,PLC给伺服的信号有SON、FSTP(CCW)、RSTP(CW)、PULS/SIGN这几个信号。

伺服调试
·取出驱动器、电机,电机至驱动的编码器连接线和电机至驱动的电源线,出厂都已配置好,这里只要按照指示接好即可。

·把PLC至驱动器的控制信号线接好。

1.伺服的手动调试
1)伺服参数设定
GSK伺服上电之后,可以先采用驱动器本身自带的手动功能,该功能模式下,伺服的转动由驱动器按键来控制,进入PA参数菜单,设置一下参数:
PA4=3:手动方式,在SR-菜单下操作,用↑、↓键进行加、减速操作。

PA20=1:驱动禁止功能无效,此时只是利用驱动器本身来调试,所以把CCW\CW功能先屏蔽。

PA54=1:驱动单元内部强制电机使能,而不需要外部输入信号SON。

参数设置完成以后,保存后下电。

2)手动运行步骤
1.驱动器上电,显示R - 0,是电机运行速度监视窗口。

2.检查PA1参数是否和使用的电机代码一致。

3.以上2步都无误后,进入“SR- /SR-RED”菜单下后,按↑、↓键开始运行电机。

2.PLC控制运行
伺服在手动调试下运行正常,现在进入PLC的上位控制,该控制中PLC的从伺服引入的IO 如下:
Input:
SRDY——X2
Output:
PULS-: Y0
SIGN-: Y1
CCW: Y2
CW: Y3
SON: Y4
为了控制方便,这里先把CCW\CW信号使能屏蔽。

1) 伺服参数设置
PA4=0: 位置方式。

PA12:电子齿轮倍频系数(电子齿轮分子),设为2。

PA13: 电子齿轮分频系数(电子齿轮分母),设为1。

PA14=0:位置方式下,脉冲输入模式:脉冲+方向。

PA15=0: 位置指令方向维持原指令方向。

PA20=1: 驱动禁止功能无效(即屏蔽CCW/CW使能信号)。

PA54=0: 外部SON使能。

参数修改完毕后,存储后下电,重新上电。

2) 相关计算
在这里先做一个伺服电机的多段速运行程序,运动过程
1.以速度1000RPM转10圈
2.接着以速度1200RPM转20圈
3.接着以速度1400RPM转30圈
4.接着以速度1600RPM转40圈
5.接着以速度1800RPM转50圈
6.接着以额定速度2000RPM运行60圈
7.停顿一定时间后,从第1步开始重复。

由手册知道,伺服每转1圈,编码器反馈10000PS,又电子齿轮设定为2,所以PLC每发出
5000PS,伺服就转动1圈
即第一段行程10圈对应的脉冲数=10圈×5000PS/圈=50000PS
其它段的行程脉冲计数同此式。

把伺服需要的速度转化成PLC的脉冲数,以1000RPM为例,假设PLC需要发出的脉冲数为X,电子齿轮设定是2,则有
得:X=83333.3HZ
由此公式,可求得其它速度所对应的PLC脉冲数。

3) PLC参数的设置
FBS-24MCT的脉冲输出点共有4轴(8点),为Y0~Y7,默认Y0~Y3为高速200K,Y4~Y7为中速20K。

要使得PLC的高速点输出脉冲时,需要先对这几个点的输出进行组态,点击永宏编程软件菜单栏中的“专案\IO组态”进入组态页面
4) 程序的编写
设置完成之后即可进入程序的编写。

5) NC定位表格的编辑
用鼠标左键点击FUN140 指令,然后在英文输入状态下,按键盘上的Z 键进入NC定位表格的编写,最终结果如下
6)子程序内容
INIT子程序主要是做一些初始化,如下
SPEED子程序,主要把输入的速度和形成转化成PLC所需要产生的脉冲个数,这里以第1段速度和行程的换算为例,由于这里伺服的额定转速为2000RPM,所以在速度设定的时候,要防止输入转数超过该值。

7) 上电运行调试
程序编写完成后,让PLC处于RUN状态,在输入页中进行数值监控,如下
总结
由于该示例中PLC的输入信号只从伺服抓取了SRDY,其它点位接线同SRDY的接法一样。

PLC 输出给伺服的信号只有PLS\DIR和SON,其它信号的接法类似。

GSK伺服只需要极少的几根控制线就可以实现伺服的运转,永宏PLC的定位指令全部在NC表格中填写即可。

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