1. Modo de control de pulso del servomotor
En algunos equipos pequeños e independientes, la selección del control de impulsos para realizar el posicionamiento del motor debería ser el modo de aplicación más común.
Este modo de control es simple y fácil de entender.
Idea de control básica: la cantidad total de pulso determina el desplazamiento del motor y la frecuencia del pulso determina la velocidad del motor.
El pulso se selecciona para realizar el control del servomotor.
Abra el manual del servomotor y verá la siguiente tabla:
| Forma de pulso de comando | Nombre de la señal | Comando de dirección positiva | Comando de dirección negativa |
| diferencia de fase de 90 bits
Fase de pulso bifásico A + B |
SEÑAL DE PULSO |
B es 90 grados más rápido que la fase a |
B es 90 grados más lento que la fase a |
| Tren de pulsos positivo + tren de pulsos negativo | SEÑAL DE PULSO |
|
|
| Pulso + símbolo | SEÑAL DE PULSO |
|
|
Ambos están controlados por pulsos, pero el método de implementación es diferente:
Primero, el controlador recibe dos (a, b) pulsos de alta velocidad y determina la dirección de rotación del motor a través de la diferencia de fase de los dos pulsos.
Como se muestra en la figura anterior, si B es 90 grados más rápido que la fase a, se trata de una rotación positiva; Si B es 90 grados más lento que la fase a, se revertirá.
Durante el funcionamiento, los pulsos de dos fases de este control se alternan, por lo que a este método de control también lo llamamos control diferencial.
Tiene diferentes características, lo que también demuestra que este modo de control tiene mayor capacidad antiinterferente.
En algunos escenarios de aplicación con fuertes interferencias, se prefiere este modo.
Sin embargo, de esta manera, el eje del motor debe ocupar dos puertos de pulso de alta velocidad, lo que no es aplicable al voltaje del puerto de pulso de alta velocidad.
En segundo lugar, el conductor todavía recibe dos impulsos de alta velocidad, pero los dos impulsos de alta velocidad no existen al mismo tiempo.
Cuando un pulso está en el estado de salida, el otro debe estar en el estado no válido.
Al seleccionar este modo de control, debemos asegurarnos de que solo haya una salida de pulsos al mismo tiempo.
Dos pulsos, uno sale en dirección positiva y el otro en dirección negativa.
Como en el caso anterior, este modo también es un eje del motor, que necesita ocupar dos puertos de pulso de alta velocidad.
En tercer lugar, solo es necesario enviar una señal de pulso al controlador, y el funcionamiento hacia adelante y hacia atrás del motor está determinado por la señal IO unidireccional.
Este método de control es más sencillo de controlar y la ocupación de recursos del puerto de impulsos de alta velocidad es mínima.
En general, en sistemas pequeños puede preferirse este método.
2. Modo de control analógico del servomotor
En el escenario de aplicación donde es necesario utilizar el servomotor para realizar el control de velocidad, podemos seleccionar la cantidad analógica para controlar la velocidad del motor.
El valor de la magnitud analógica determina la velocidad de funcionamiento del motor.
La cantidad analógica se puede seleccionar de dos maneras: corriente o voltaje.
Modo de voltaje:
Solo necesitas agregar un cierto voltaje al final de la señal de control.
En algunos escenarios, incluso puedes utilizar un potenciómetro para realizar el control, lo cual es muy sencillo.
Sin embargo, cuando se selecciona el voltaje como señal de control, en entornos complejos, el voltaje se altera fácilmente, lo que resulta en un control inestable.
Modo actual:
Se requiere un módulo de salida de corriente correspondiente, pero la señal de corriente tiene una fuerte capacidad antiinterferente y puede usarse en escenas complejas.
3. Modo de control de comunicación del servomotor.
Las formas comunes de realizar el control de servomotores mediante comunicación incluyen CAN, EtherCAT, MODBUS y PROFIBUS.
El uso de la comunicación para controlar el motor es el método de control preferido en algunos escenarios de aplicación de sistemas complejos y a gran escala.
De esta manera, el tamaño del sistema y la cantidad de ejes del motor son fáciles de cortar y no hay cableado de control complejo. El sistema construido tiene una alta flexibilidad.
4. Expansión
1. Control de par del servomotor
El modo de control de par sirve para configurar el par de salida externo del eje del motor mediante una entrada de cantidad analógica externa o la asignación directa de dirección.
Por ejemplo, si 10 V corresponde a 5 nm, cuando la cantidad analógica externa se establece en 5 V, la salida del eje del motor es de 2,5 nm.
Si la carga del eje del motor es inferior a 2,5 nm, el motor gira hacia adelante, el motor no gira cuando la carga externa es igual a 2,5 nm y el motor retrocede cuando es superior a 2,5 nm (generalmente bajo carga de gravedad).
El par establecido se puede cambiar cambiando la configuración de la cantidad analógica en tiempo real o cambiando el valor de dirección correspondiente a través de la comunicación.
Se utiliza principalmente en dispositivos de bobinado y desenrollado que tienen requisitos estrictos sobre la tensión de los materiales, como dispositivos de bobinado o equipos de tracción de fibra óptica.
El ajuste del par debe cambiarse en cualquier momento de acuerdo con el cambio del radio de bobinado, para garantizar que la tensión de los materiales no cambie con el cambio del radio de bobinado.
2. Control de posición del servomotor
En el modo de control de posición, la velocidad de rotación generalmente está determinada por la frecuencia de los pulsos de entrada externos y el ángulo de rotación está determinado por el número de pulsos.
Algunos servos pueden asignar valores de velocidad y desplazamiento directamente a través de la comunicación.
Debido a que el modo de posición puede controlar estrictamente la velocidad y la posición, generalmente se usa en dispositivos de posicionamiento, máquinas herramienta CNC, máquinas de impresión, etc.
3. Modo de velocidad del servomotor
La velocidad de rotación se puede controlar mediante entrada de cantidad analógica o frecuencia de pulso.
Cuando hay control PID de bucle externo del dispositivo de control superior, el modo de velocidad también se puede posicionar, pero la señal de posición del motor o la señal de posición de carga directa se debe devolver a la computadora superior para su operación.
El modo de posición también admite el anillo exterior de carga directa para detectar la señal de posición.
En este momento, el codificador en el extremo del eje del motor solo detecta la velocidad del motor y la señal de posición la proporciona el dispositivo de detección directa en el extremo de carga final.
Esto tiene la ventaja de que puede reducir el error en el proceso de transmisión intermedia y aumentar la precisión de posicionamiento de todo el sistema.
4. Sobre el tercer bucle.
El servo generalmente está controlado por tres bucles. Los llamados tres bucles son tres sistemas de regulación PID de retroalimentación negativa de bucle cerrado.
El bucle PID más interno es el bucle de corriente que se realiza completamente dentro del servocontrolador.
La corriente de salida de cada fase desde el controlador al motor se detecta a través del dispositivo Hall y la retroalimentación negativa se ajusta a la corriente para el ajuste PID, de modo que la corriente de salida sea lo más cercana posible a la corriente establecida.
El bucle de corriente controla el par del motor, por lo que el cálculo del controlador es el más bajo en el modo de par y tiene la respuesta dinámica más rápida.
El segundo bucle es el bucle de velocidad.
El ajuste PID de retroalimentación negativa se realiza utilizando la señal detectada en el codificador del motor.
Su salida PID en el lazo es directamente el ajuste del lazo actual. Por lo tanto, el control del bucle de velocidad incluye el bucle de velocidad y el bucle de corriente.
En otras palabras, el bucle actual debe usarse para cualquier modo y el bucle actual es la base del control.
Al mismo tiempo que controla la velocidad y la posición, el sistema controla la corriente (par) para lograr el control correspondiente de la velocidad y la posición.
El tercer bucle es el bucle de posición, que es el bucle más externo.
Puede construirse entre el controlador y el codificador del motor, o entre el controlador externo y el codificador del motor o la carga final, según la situación real.
Dado que la salida interna del bucle de control de posición es el ajuste del bucle de velocidad, el sistema realiza la operación de los tres bucles en el modo de control de posición.
En este momento, el sistema tiene la mayor cantidad de operación y la velocidad de respuesta dinámica más lenta.
