工控伺服系统技术精确操控三法则
伺服电机是一种高精度的运动控制设备,它能够将输入的电信号转换为精确的角位移或角速度输出。这些电机分为直流和交流两大类,其特点是当接收到零电压信号时,转子不会自行旋转,并且随着增加的转矩而线性下降其速度。伺服控制系统通常采用三种控制方式:速度、位置和转矩控制。
对于没有对速度和位置有严格要求,只需要提供恒定转矩的情况,可以使用转矩模式。而如果对位置和速度都有较高要求,但对实时性的需求不强,可以选择速度或位置模式。如果系统具有良好的闭环控制功能,使用速度控制会更加有效。此外,由于伺服驱动器响应不同模式的速率差异,例如在快速响应方面,转矩模式最快,而位置模式最慢。
在动态性能要求很高的情形下,对运动进行实时调整是必要的。在这种情况下,如果系统运算能力较慢(如PLC或低端运动),可以采用位置方式;如果运算能力较快(如中高端运动),则可以选择速度方式,以减少驱动器负担并提高效率;而在极具优势上位处理能力的情景下,即可实现完全无需伺服电机的情况。
转矩控制:通过模拟量输入或地址赋值来设定输出轴上的力矩大小。这主要适用于受力严格要求的小范围移动,如缠绕与放卷设备。
位置控制:通过脉冲频率确定旋钮速率,或脉冲个数确定旋钮角度,也能通过通讯直接设置位移与速率。这适用于定位应用,如数控机床、印刷机械等。
速度模式:通过模拟量输入或脉冲频率来进行旋钮速率调节。在PID外环关闭条件下,可用以实现定位,同时需要将编码器信号作为反馈给上级计算机以辅助操作。此类型支持从主轴传感器获取实际负载信息,从而增强整体准确性。