ผู้ที่ไม่มีประสบการณ์จะมองเห็นระบบควบคุมเซอร์โวและตัวเข้ารหัสได้อย่างไร
2018-08-01
เซอร์โวภาษาอังกฤษ "Servo" - ความหมายของ "ทาส" ในภาษากรีก ผู้คนต้องการใช้ "กลไกเซอร์โว" เป็นเครื่องมือช่วยให้เชื่องได้โดยขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของสัญญาณควบคุม ก่อนที่สัญญาณจะมาถึงสัญญาณจะไม่เคลื่อนที่ หลังจากสัญญาณมาถึงสัญญาณจะเปลี่ยนทันที เมื่อสัญญาณหายไปก็สามารถหยุดได้ทันที เนื่องจากประสิทธิภาพ "เซอร์โว - ทาส" จึงมีชื่อว่า - ระบบควบคุมเซอร์โว
นิยามเซอร์โว:
(1)ระบบเซอร์โว : ระบบควบคุมอัตโนมัติที่เปลี่ยนเอาต์พุตของวัตถุเช่นตำแหน่งการวางแนวสถานะและช่วงเวลาของวัตถุและสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงของจำนวนอินพุต (หรือค่าที่กำหนด)
(2) ในระบบควบคุมอัตโนมัติระบบที่สามารถตอบสนองต่อสัญญาณควบคุมที่มีความแม่นยำในระดับหนึ่งเรียกว่าระบบติดตามหรือที่เรียกว่าระบบเซอร์โว เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำของการตอบสนองทันทีนี้โดยทั่วไปจะมีการเปรียบเทียบความคิดเห็นของเซ็นเซอร์เกี่ยวกับตำแหน่งความเร็วและแรงบิดหรือที่เรียกว่าการควบคุมวงปิด
งานหลักของเซอร์โวคือการขยายเปลี่ยนและควบคุมกำลังตามความต้องการของคำสั่งควบคุมเพื่อให้การควบคุมวงปิดของแรงบิดความเร็วและตำแหน่งของเอาต์พุตของอุปกรณ์ขับเคลื่อนมีความยืดหยุ่นและสะดวกมาก .
พูดง่ายๆก็คือตำแหน่งเวลาและแรงของระบบการเคลื่อนที่คือ“obedient? ตลอดเวลาในเวลาใดและที่ตำแหน่งใดและเท่าใดแรงที่ส่งออกที่ตำแหน่งนี้เรียกว่าการควบคุมเซอร์โว
ในหมู่พวกเขาหากระบบการเคลื่อนไหวขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ตำแหน่งของมอเตอร์จะสอดคล้องกับอินพุตปัจจุบันที่ทำงานโดยมอเตอร์ซึ่งเป็นปัญหาที่ต้องแก้ไขโดยระบบควบคุมเซอร์โว ที่ตำแหน่งใดแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า (รวมเฟส) ป้อนให้กับมอเตอร์ที่ตำแหน่งใดนี้เรียกว่าลูปตำแหน่งและการควบคุมลูปปัจจุบัน จำนวนการเปลี่ยนแปลงของตำแหน่งเมื่อเวลาผ่านไปคือวงรอบความเร็วและการเปลี่ยนแปลงของวงรอบความเร็วคือการเร่งความเร็วและการกระตุก จากฟิสิกส์เรารู้ว่าความเร่งสอดคล้องกับแรง (เช่นความเร่งโน้มถ่วง G) และแรงส่งออกของมอเตอร์ขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟฟ้าอินพุต (รวมเฟส) จากอินพุตของมอเตอร์คือลูปปัจจุบัน = แรงจาก มอเตอร์ความคิดเห็นของเซ็นเซอร์คือความเร่ง = แรง ผ่านการป้อนกลับไปยังเซ็นเซอร์บนมอเตอร์ข้อมูลตำแหน่งและการเร่งความเร็วจะได้รับและเปรียบเทียบกับอินพุตควบคุมเพื่อสร้างระบบควบคุมเซอร์โวแบบวงปิด
ตัวเข้ารหัสแบบหมุนคือเซ็นเซอร์ตำแหน่งแบบหมุนที่ส่งสัญญาณพัลส์ส่วนเพิ่ม (แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงตำแหน่ง) หรือสัญญาณตำแหน่งเชิงมุมของค่าสัมบูรณ์ อนุพันธ์อันดับหนึ่งของสัญญาณสำหรับเวลาคือความเร็วและอนุพันธ์อันดับสองคือความเร่ง ดังนั้นตัวเข้ารหัสแบบหมุนจึงเป็นตัวเลือกเซ็นเซอร์ป้อนกลับที่ดีที่สุดสำหรับระบบเซอร์โว
มอเตอร์เป็นตัวกระตุ้นการเคลื่อนไหวที่ใช้บ่อยที่สุด ตัวขับมอเตอร์มีการควบคุมตำแหน่งความเร็วและแรงบิดแบบวงปิด เรียกว่า“servomotor†?? เซอร์โวมอเตอร์ที่ใช้กันทั่วไปคือมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร AC และบางครั้งมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร AC เรียกว่าเซอร์โวมอเตอร์
มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร AC:
นั่นคือโรเตอร์ทำจากวัสดุแม่เหล็กถาวรดังนั้นหลังจากการหมุนเนื่องจากสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์ของมอเตอร์เปลี่ยนไปโรเตอร์ก็เปลี่ยนความเร็วของความถี่ในการตอบสนองและความเร็วของโรเตอร์ = แรงแม่เหล็กของสเตเตอร์ ความเร็วในการผลักจึงเรียกว่า "ซิงโครนัส" มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร AC ติดตั้งตัวเข้ารหัสสำหรับข้อกำหนดที่ขับเคลื่อนด้วยซิงโครนัส ตัวเข้ารหัสเหล่านี้ไม่เพียง แต่ให้สัญญาณตำแหน่งเชิงมุม (เช่นสัญญาณพัลส์ที่เพิ่มขึ้นหรือสัญญาณดิจิตอลสัมบูรณ์) แต่ยังให้การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของโรเตอร์อีกด้วย สัญญาณเฟส (เช่น UVW หรือสัญญาณไซน์เลี้ยวเดียวและโคไซน์ C, D) สัญญาณตำแหน่งเชิงมุมเป็นข้อเสนอแนะวงปิดของตำแหน่งและความเร็วและสัญญาณการเปลี่ยนโรเตอร์สำหรับการป้อนกลับลูปปิดของอินพุตแรงขับของแรงบิดลูปกระแสมอเตอร์ไปที่ รับการหมุนโรเตอร์แบบซิงโครนัส ดังนั้นมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร AC จึงได้รับลักษณะ "เซอร์โว" ตามธรรมชาติเนื่องจากการเพิ่มตัวเข้ารหัสโดยตรงข้อมูลป้อนกลับของตำแหน่งความเร็วและแรงบิดและการควบคุมวงปิด
ในความเป็นจริงไม่เพียง แต่มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร AC เท่านั้นที่สามารถมีลักษณะเซอร์โวมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส AC ผ่านตัวควบคุม (อินเวอร์เตอร์) และการตอบสนองของเซ็นเซอร์ (เช่นตัวเข้ารหัส) คอนโทรลเลอร์ยังสามารถสั่งการเพื่อให้ได้ตำแหน่งความเร็วและแม้แต่แรงบิดเอาต์พุต การควบคุมวงปิดและการตอบสนองติดตามยังสามารถบรรลุลักษณะของระบบ "เซอร์โว"
ไม่ว่าจะเรียกว่า "เซอร์โว" คือการตอบสนองการติดตามและความแม่นยำในการควบคุมในแง่ของตำแหน่งความเร็วและแรงส่งออกสามารถตอบสนองความต้องการในการใช้งานได้หรือไม่และไม่ได้อยู่ในตัวกระตุ้นมอเตอร์
ภายใต้สมมติฐานของการพัฒนาเทคโนโลยีการแปลงความถี่ตัวควบคุมเซอร์โวไดรฟ์มีเทคโนโลยีการควบคุมและการทำงานของอัลกอริทึมที่แม่นยำกว่าการแปลงความถี่ทั่วไปในลูปปัจจุบันวงรอบความเร็วและลูปตำแหน่งภายในไดรฟ์ นอกจากนี้ยังมีประสิทธิภาพมากกว่าอินเวอร์เตอร์แบบเดิม หลายประเด็นหลักคือการควบคุมตำแหน่งที่แม่นยำ ความเร็วและตำแหน่งถูกควบคุมโดยคำสั่งที่ส่งโดยโฮสต์คอนโทรลเลอร์ (แน่นอนว่ามีการแปลงความถี่ - คอนโทรลเลอร์จะรวมชุดควบคุมหรือตั้งค่าพารามิเตอร์ตำแหน่งและความเร็วในไดรฟ์โดยตรงโดยใช้การสื่อสารแบบบัสหรือการ์ด PG ) อัลกอริทึมภายในของไดรฟ์และการคำนวณที่รวดเร็วและแม่นยำยิ่งขึ้นและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพดีกว่าทำให้ตัวแปลงความถี่ดีกว่า
ตัวควบคุมความถี่ตัวแปรและมอเตอร์เป็นตัวควบคุมวงเปิดของตัวควบคุมการเปลี่ยนแปลงความเร็วและสเต็ปปิ้งมอเตอร์และไดรเวอร์จะสร้างการควบคุมวงเปิดของตำแหน่ง (ขั้นตอน) จะเปลี่ยนหากเซ็นเซอร์ (ตัวอย่างเช่นรหัสถูกเพิ่มให้กับตัวแปร ระบบมอเตอร์ความถี่หรือระบบสเต็ปปิ้งมอเตอร์) ดังนั้นตัวควบคุมคำสั่งภายนอก (เช่น PLC หรือการ์ดควบคุมที่รวมอยู่ในตัวขับมอเตอร์) ยังสามารถบรรลุตำแหน่งและความเร็ววงปิดสองเท่าและในเวลาเดียวกันก็รับประกันการตอบสนอง ของแรงส่งออกของมอเตอร์และการหยุดตำแหน่ง ระบบควบคุม "เซอร์โว"
ระบบควบคุมเซอร์โวไม่เพียง แต่เป็นมอเตอร์ตัวกระตุ้นการเคลื่อนไหวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระบบส่งกำลังเชิงกลเช่นกระปุกเกียร์สกรูดันไดรฟ์เกียร์เป็นต้นระบบส่งกำลังเชิงกลเหล่านี้มีข้อผิดพลาดในการตัดเฉือนและการประกอบในขณะเดียวกันก็มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและ สวมใส่. ข้อผิดพลาดที่เกิดจากปัจจัยแวดล้อมอื่น ๆ ในสถานที่เพื่อป้องกันผลกระทบของความแม่นยำในการควบคุมที่เกิดจากข้อผิดพลาดเหล่านี้บางครั้งเซ็นเซอร์จะถูกเพิ่มเข้าไปในเทอร์มินัลการเคลื่อนไหวเป็นตำแหน่งป้อนกลับและข้อมูลความเร็วไปยังระบบควบคุมเซอร์โวเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาด วิธีการควบคุมดังกล่าวเรียกว่าการควบคุมแบบ "วงปิดเต็ม" เช่นการเพิ่มตัวเข้ารหัสเชิงเส้นหรือตัวเข้ารหัสแบบหมุน เพื่อให้การควบคุมตำแหน่งมีความแม่นยำในระยะยาวจำเป็นต้องเพิ่มเซ็นเซอร์ตำแหน่งศูนย์หรือตัวเข้ารหัสค่าสัมบูรณ์ของตำแหน่งเทอร์มินัลในระบบควบคุมการสั่งการ ตัวเข้ารหัสค่าสัมบูรณ์ไม่ต้องกังวลเนื่องจากการเข้ารหัสที่ไม่ซ้ำกันของตำแหน่งเชิงกลแต่ละตำแหน่งในเซนเซอร์ สัญญาณได้รับผลกระทบจากการรบกวนภายนอกและข้อมูลตำแหน่งหลังจากไฟฟ้าดับหายไป
ไม่ว่าจะเป็นมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร AC (หรือที่เรียกว่าเซอร์โวมอเตอร์โดยตรง) หรือตัวกระตุ้นเชิงกลเช่นมอเตอร์ความถี่แปรผันและสเต็ปปิ้งมอเตอร์จำเป็นต้องได้รับการแก้ไขโดยคอนโทรลเลอร์ระบบส่งกำลังเชิงกลและเซ็นเซอร์เทอร์มินัลเพื่อสร้าง "เซอร์โว" ที่สมบูรณ์ ระบบควบคุม. ความแม่นยำในการควบคุม (ความแม่นยำของตำแหน่งและการตอบสนองของเวลาติดตาม) ของระบบเซอร์โวประกอบด้วยมอเตอร์แอคชูเอเตอร์ตัวขับมอเตอร์การส่งกำลังทางกลตัวควบคุมทั้งหมดของระบบ ฯลฯ และข้อกำหนดภายในของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร AC และไดรเวอร์เนื่องจาก ตามข้อกำหนด "การซิงโครไนซ์" ออกแบบด้วยความแม่นยำในการควบคุมเซอร์โวสูงสุด อย่างไรก็ตามเพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำในการควบคุมและความน่าเชื่อถือในการควบคุมของเทอร์มินัลการดำเนินการเคลื่อนที่จำเป็นต้องปรับสมดุลความแม่นยำของระบบส่งกำลังเชิงกลกับความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของเซ็นเซอร์ตำแหน่งสุดท้าย (เช่นตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์)
ตัวอย่างเช่นการควบคุมวงปิดของลิฟต์รถลิฟต์ตัวเข้ารหัสได้รับการติดตั้งบนโฮสต์การยกลิฟต์ (เช่น ERN1387 จาก HEIDENHAIN ประเทศเยอรมนี) โดยให้สัญญาณ A, B ไซน์และโคไซน์ที่เพิ่มขึ้น, รอบพัลส์ 2048 ต่อสัปดาห์, ในขณะที่ให้สัญญาณไซน์ C และ D และโคไซน์หนึ่งรอบในหนึ่งรอบสัญญาณไซน์ C และ D และโคไซน์ของวงกลมเดียวจะถูกหารด้วยตำแหน่งคร่าวๆซึ่งสามารถให้ข้อมูลการเปลี่ยนของมอเตอร์ UVW และสัญญาณไซน์และโคไซน์ 2048 รอบต่อสัปดาห์ไปได้ไกลขึ้น แบ่งย่อยเพื่อให้ได้การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งที่มีความละเอียดสูง ข้อมูลการเปลี่ยนตำแหน่งที่มีความละเอียดสูงนี้ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการคำนวณความเร่งระยะสั้น เนื่องจากจำเป็นต้องมีการตอบสนองการเร่งความเร็วที่ถูกต้องเมื่อตัวแปรเวลามีขนาดเล็กจึงจำเป็นต้องเปรียบเทียบข้อมูลการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งเพิ่มเติมซึ่งต้องใช้ความละเอียดสูงมากของตัวเข้ารหัสและความแม่นยำของตำแหน่งที่แม่นยำซึ่งช่วยให้การตอบสนองการเร่งที่แม่นยำเพื่อควบคุมกระแสอินพุตของมอเตอร์
อย่างไรก็ตามเนื่องจากข้อผิดพลาดทางกลไกในระบบกลไกของลิฟต์ลิฟต์ยังคงต้องป้อนกลับโดยเซ็นเซอร์ปรับระดับภายนอกเมื่อแต่ละชั้นหยุดลงเพื่อให้ได้ตำแหน่งที่แม่นยำตัวอย่างเช่นการใช้ตาแมวระดับแบน สวิตช์หรือโดยตรงโดยใช้เอนโค้ดเดอร์มัลติเทิร์นสัมบูรณ์แบบแบนเลเยอร์ เพื่อสร้างระบบเซอร์โววงปิดที่ถูกต้องตามตำแหน่ง
ในความเป็นจริงตัวเข้ารหัสที่ระบบเซอร์โวต้องการอาจมีสองตัว (หรือเพียงตัวเดียว) ตัวหนึ่งอยู่ที่ปลายความเร็วสูงของมอเตอร์สำหรับการตอบสนองการเปลี่ยนและการเร่งความเร็วของมอเตอร์ข้อเสนอแนะนี้จะเข้าสู่ไดรเวอร์ของมอเตอร์ซึ่งกำหนด การเปลี่ยนกระแสควบคุมของมอเตอร์ ด้วยขนาด (แหวนทอร์ก) อีกอันใช้สำหรับการกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำของปลายความเร็วต่ำของเทอร์มินัลตำแหน่ง ตัวเข้ารหัสที่ด้านมอเตอร์ต้องการความละเอียดสูงตัวเข้ารหัสแบบเพิ่มหน่วยความละเอียดสูงมักใช้เพื่อให้ได้รูปแบบที่ดีในการเร่งความเร็ว ในขณะที่ตัวเข้ารหัสในเทอร์มินัลการเคลื่อนที่ต้องการตำแหน่งที่แม่นยำและเชื่อถือได้ตัวเข้ารหัสแบบหลายเลี้ยวที่ใช้กันทั่วไป
หากใช้ตัวเข้ารหัสเพียงตัวเดียว (เช่นตัวเข้ารหัสปลายมอเตอร์เท่านั้น) จำเป็นต้องพึ่งพาความแม่นยำสูงของชิ้นส่วนเกียร์เชิงกลในตำแหน่งและการส่งข้อมูลเชิงกลที่มีความแม่นยำสูงในปัจจุบันเกือบจะอยู่ในมือของชาวญี่ปุ่น และผู้ผลิตเยอรมัน การผูกขาด การเพิ่มเซ็นเซอร์ (ตัวเข้ารหัส) เข้ากับเทอร์มินัลเป็นวิธีหนึ่งในการหลีกเลี่ยงการผูกขาดนี้
ในระบบควบคุมอินเวอร์เตอร์เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้สัญญาณการเปลี่ยนมอเตอร์เครื่องเข้ารหัสจึงสามารถติดตั้งโดยตรงบนขั้วการเคลื่อนที่หรือที่เรียกว่าปลายความเร็วต่ำ
เรามีสองแนวคิดหนึ่งคือระบบเซอร์โวและอีกอันคือเซอร์โวมอเตอร์ สองคนนี้ไม่ใช่แนวคิดเดียวกัน เซอร์โวมอเตอร์เป็นตัวกระตุ้นพิเศษ การออกแบบมอเตอร์ไดรฟ์เป็นการควบคุมตำแหน่งความเร็วและแรงบิดแบบวงปิดตั้งแต่เริ่มต้น แต่มอเตอร์ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของแอคชูเอเตอร์ แต่ไม่ได้แสดงถึงระบบเซอร์โวทั้งหมด
การควบคุมวงปิดสามารถเรียกว่าระบบเซอร์โวได้หรือไม่? ไม่ แต่รับประกันการควบคุมที่รวดเร็วและความแม่นยำในความแม่นยำของพื้นที่ (ตำแหน่ง) และการตอบสนองต่อเวลา อย่างไรก็ตามความแม่นยำของการติดตามผล "เร็ว" และตำแหน่งนั้นสัมพันธ์กันจะมีการเบี่ยงเบนอยู่เสมอซึ่งเป็นหนึ่งในลักษณะของเซอร์โว เซอร์โวที่แท้จริงคือการกำจัดอิทธิพลของความเบี่ยงเบนนี้ที่มีต่อผลการควบคุม
ผู้ที่ดูรายการนี้ก็ดูเช่นกัน：
ผลิตภัณฑ์ที่คุณอาจต้องการทราบ
：
