伺服原理簡述
伺服系統(tǒng)(servo system)亦稱隨動系統(tǒng),屬于自動控制系統(tǒng)中的一種,它用來控制被控對象的轉(zhuǎn)角(或位移),使其能自動地、連續(xù)地、精確地復規(guī)輸入指令的變化規(guī)律。它通常是具有負反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng),有的場合也可以用開環(huán)控制來實現(xiàn)其功能。在實際應用中一般以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng),例如數(shù)控機床等。使用在伺服系統(tǒng)中的驅(qū)動電機要求具有響應速度快、定位準確、轉(zhuǎn)動慣量較大等特點,這類專用的電機稱為伺服電機。其基本工作原理和普通的交直流電機沒有什么不同。該類電機的專用驅(qū)動單元稱為伺服驅(qū)動單元,有時簡稱為伺服,一般其內(nèi)部包括轉(zhuǎn)矩(電流)、速度和/或位置閉環(huán)。其工作原理簡單的說就是在開環(huán)控制的交直流電機的基礎上將速度和位置信號通過旋轉(zhuǎn)編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器等反饋給驅(qū)動器做閉環(huán)負反饋的PID調(diào)節(jié)控制。再加上驅(qū)動器內(nèi)部的電流閉環(huán),通過這3個閉環(huán)調(diào)節(jié),使電機的輸出對設定值追隨的準確性和時間響應特性都提高很多。伺服系統(tǒng)是個動態(tài)的隨動系統(tǒng),達到的穩(wěn)態(tài)平衡也是動態(tài)的平衡。
全數(shù)字伺服系統(tǒng)一般采用位置控制、速度控制和力矩控制的三環(huán)結(jié)構。系統(tǒng)硬件大致由以下幾部分組成:電源單元;功率逆變和保護單元;檢測器單元;數(shù)字控制器單元;接口單元。相對應伺服系統(tǒng)由外到內(nèi)的“位置”、“速度”、“轉(zhuǎn)矩”三個閉環(huán),伺服系統(tǒng)一般分為三種控制方式。在使用位置控制方式時,伺服完成所有的三個閉環(huán)的控制。在使用速度控制方式時,伺服完成速度和扭矩(電流)兩個閉環(huán)的控制。一般來講,我們的需要位置控制的系統(tǒng),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,只是上位機的處理不同。另外,有人認為位置控制方式容易受到干擾。而扭矩控制方式是伺服系統(tǒng)只進行扭矩的閉環(huán)控制,即電流控制,只需要發(fā)送給伺服單元一個目標扭矩值,多用在單一的扭矩控制場合,比如在小角度裁斷機中,一個電機用速度或位置控制方式,用來向前傳送材料,另一個電機用作扭矩控制方式,用來形成恒定的張力。
伺服原理簡述
伺服的原理簡單說就幾句話:
1、變頻器是伺服的執(zhí)行機構;
2、伺服是自動控制系統(tǒng)中,以物體的位置、方位、姿勢等為控制量,組成跟蹤目標的任意控制系統(tǒng);
3、變頻器執(zhí)行伺服的開、停、調(diào)速、制動等命令;
4、伺服通過編碼器檢測反饋電機、工件的實際位移量,伺服通過上位機輸入目標控制量,目標控制量-實際位移量=伺服命令;
5、舉例說:
1)指令脈沖-反饋脈沖=指令脈沖>>0,啟動、加速;
2)指令脈沖-反饋脈沖=指令脈沖≥0,減速、停車;
3)指令脈沖-反饋脈沖=反饋脈沖,反轉(zhuǎn)尋址;
6、伺服的“指令脈沖-反饋脈沖”所產(chǎn)生的啟動、停車命令是準確的,而變頻器控制的電機實際啟動、停止的位置是否在給定位置,就控制不了了!
7、所以伺服實現(xiàn)了指令與檢測反饋的精確命令,而并沒有實現(xiàn)電機的精確控制;
8、步進電機的特點是,實現(xiàn)了電機的精確控制,每前進一步走多少度是確定的;
9、如果用伺服的“指令脈沖-反饋脈沖”所產(chǎn)生的啟動、停車命令,直接控制電機的步進脈沖電流,就徹底改變了伺服不能精確控制電機的缺陷,就真正實現(xiàn)了運動的精確控制!