Узнай много полезной информации

Какова разница между управлением серводвигателем по скорости, по моменту и по положению?

В чем разница между режимом управления по крутящему моменту и режимом управления по скорости в управлении сервоприводом? 

 Сервосистемы используются, когда требуется точное управление положением, скоростью или крутящим моментом — или комбинацией этих трех параметров. В зависимости от контролируемого параметра сервосистема может работать в режиме контроля крутящего момента, контроля скорости или в режиме контроля положения. Каждый режим требует наличия контуров управления, которые позволяют сервоприводу и контроллеру считывать параметры и подавать команды двигателю для достижения желаемой производительности. 

 Управление по крутящему моменту:

В режиме управления по крутящему моменту (управление по току) силовой контур управляет поведением двигателя. Поскольку крутящий момент прямопропорционален току, сервоконтроллер считывает фактический ток двигателя и использует его для определения фактического крутящего момента. Затем он сравнивает фактическое значение крутящего момента с желаемым крутящим моментом и регулирует ток, подаваемый на двигатель, чтобы достичь желаемого результата. Контур управления током обычно настраивается с помощью ПИ (пропорционально-интегрального) контроллера, и параметры контура часто устанавливаются производителем. 

Области применения, требующие регулирования по крутящему моменту, варьируются от намотки материалов , когда материал должен иметь постоянную степень натяжения во время его намотки, до литья под давлением, когда к пресс-форме должно прилагаться постоянное давление. 


Управление по скорости:  

Когда задача требует, чтобы двигатель поддерживал заданную скорость, даже при различных нагрузках, используется режим скорости. В «скоростном» режиме скорость регулируется величиной напряжения, подаваемого на двигатель. Но для изменения скорости (ускорения или замедления) требуется увеличение или уменьшение крутящего момента двигателя, поэтому в «скоростном» режиме используется и силовой контур. Когда используется более одного контура управления, контуры каскадируются, причем управление током является базовым, а контур управления скоростью является дополнительным к нему. Контур управления положением является дополнительным по отношению к контуру управления скоростью, образуя самый внешний контур. Настройка производится от внутреннего к внешнему контуру, поэтому сначала настраивается силовой контур, затем контур управления скоростью, а затем контур управления положением. 

Многие продвинутые сервоконтроллеры могут переключаться между режимами управления “на лету " - переходя из «скоростного режима» в режим управления по крутящему моменту. Контур управления скоростью получает информацию о скорости от энкодера или резольвера для определения погрешности между фактической и заданной скоростью и использует эту погрешность для определения того, какой ток (крутящий момент) требуется двигателю для исправления ошибки скорости. Контур управления скоростью обычно представляет собой ПИ-контроллер, а сервосистемы, работающие в «скоростном режиме», иногда включают параметры, которые сглаживают ускорение и замедление, чтобы минимизировать рывки. 

Примерами применения режима управления по скорости, являются конвейеры, дозаторы и процессы механической обработки, такие как шлифовка или полировка, где нагрузка на двигатель изменяется, но скорость должна поддерживаться на протяжении всего процесса. 

Управление по положению:

Сервосистемы также могут работать в режиме контроля положения, позволяя двигателю перемещать нагрузку в точную координату, либо относительно исходного положения, либо на основе абсолютного положения. Для достижения этой цели в сервоуправлении обычно требуются все три контура управления: крутящий момент, скорость и положение (энкодер). Для точного позиционирования драйвер осуществляет контроль за скоростью, что обеспечивает плавность при приближении к конечным точкам отрезков и за моментом, что дает возможность компенсировать нагрузку при движении к заданной координате. Контур управления положением использует ПИ или ПИД контроллер для своей работы. 

ДАНИЭЛЬ КОЛЛИНЗ