"Servo" Englisches Servo - die Bedeutung des griechischen "Sklaven". Menschen wollen den "Servomechanismus" als handliches zahmes Werkzeug verwenden, abhängig von den Anforderungen des Steuersignals. Bevor das Signal eintrifft, bewegt es sich nicht. Nachdem das Signal eingetroffen ist, wird es sofort gedreht. Wenn das Signal verschwindet, kann es sofort aufhören. Aufgrund seiner "Servo-Slave" -Leistung wird es als Servosteuerungssystem bezeichnet.
Servodefinition:
(1)Servosystem: Ein automatisches Steuersystem, das die Ausgabe eines Objekts wie Position, Ausrichtung, Zustand und Moment eines Objekts ändert und jeder Änderung der Eingabemenge (oder eines bestimmten Werts) folgen kann.
(2) In einem automatischen Steuersystem wird ein System, das auf ein Steuersignal mit einer bestimmten Genauigkeit reagieren kann, als Folgesystem bezeichnet, das auch als Servosystem bezeichnet wird. Um die Genauigkeit dieser sofortigen Reaktion sicherzustellen, gibt es im Allgemeinen einen Sensor-Rückkopplungsvergleich von Position, Geschwindigkeit und Drehmoment, der auch als Regelung bezeichnet wird.
Die Hauptaufgabe des Servos besteht darin, die Leistung gemäß den Anforderungen des Steuerbefehls zu verstärken, umzuwandeln und zu steuern, so dass die Regelung des Drehmoments, der Geschwindigkeit und der Position des Ausgangs der Antriebsvorrichtung sehr flexibel und bequem ist .
Um es einfach auszudrücken: Position, Zeit und Kraft des Bewegungssystems sind "gehorsam". Zu jeder Zeit, zu welcher Zeit und an welcher Position und wie viel Kraft an dieser Position abgegeben wird, wird als Servosteuerung bezeichnet.
Wenn das Bewegungssystem von einem Motor angetrieben wird, entspricht die Position des Motors unter anderem dem vom Motor eingegebenen Arbeitsstrom, was das vom Servosteuerungssystem zu lösende Problem ist. An welcher Position, wie viel Spannung und Strom (einschließlich Phase) in den Motor eingegeben wird, wird diese Positionsschleife und Stromschleifensteuerung genannt. Das Ausmaß der Positionsänderung im Laufe der Zeit ist die Geschwindigkeitsschleife, und die Änderung der Geschwindigkeitsschleife ist Beschleunigung und Ruckeln. Aus der Physik wissen wir, dass die Beschleunigung der Kraft (wie der Gravitationsbeschleunigung G) entspricht und die Ausgangskraft des Motors durch die Eingangsspannung (einschließlich Phase) angetrieben wird, dann ist vom Motoreingang die Stromschleife = Kraft von Der Motor Die Rückmeldung des Sensors ist Beschleunigung = Kraft. Durch die Rückmeldung an den Sensor am Motor werden die Positions- und Beschleunigungsinformationen erhalten und mit dem Steuereingang verglichen, um ein Servosteuerungssystem mit geschlossenem Regelkreis zu bilden.
Ein Drehgeber ist ein Drehpositionssensor, der ein inkrementelles Impulssignal (das eine Positionsänderung darstellt) oder ein Winkelpositionssignal mit einem absoluten Wert ausgibt. Die erste Ableitung dieses Signals für die Zeit ist die Geschwindigkeit und die zweite Ableitung ist die Beschleunigung. Drehgeber sind daher die beste Wahl für Rückkopplungssensoren für Servosysteme.
Der Motor ist der am häufigsten verwendete Bewegungsaktuator. Der Motortreiber hat eine Regelung von Position, Geschwindigkeit und Drehmoment. Es heißt "Servomotor". Der üblicherweise verwendete Servomotor ist ein AC-Permanentmagnet-Synchronmotor, und manchmal wird der AC-Permanentmagnet-Synchronmotor als Servomotor bezeichnet.
AC-Permanentmagnet-Synchronmotor:
Das heißt, der Rotor besteht aus Permanentmagnetmaterial, so dass nach der Drehung, wenn sich das rotierende Magnetfeld des Stators des Motors ändert, der Rotor auch die Geschwindigkeit der Ansprechfrequenz ändert und die Rotordrehzahl = die Statormagnetkraft Druckgeschwindigkeit, so heißt es "synchron". AC-Permanentmagnet-Synchronmotoren sind mit Encodern für ihre synchronitätsgesteuerten Anforderungen ausgestattet. Diese Codierer liefern nicht nur Winkelpositionssignale (wie inkrementelle Impulssignale oder absolute digitale Signale), sondern auch Änderungen der Rotorposition. Phasensignale (wie UVW- oder Single-Turn-Sinus- und Cosinus-C-, D-Signale), Winkelpositionssignale als Rückkopplung von Position und Geschwindigkeit im geschlossenen Regelkreis und Rotorkommutierungssignale für die Rückkopplung der Eingabe des Motorstromschleifendrehmoments Synchrone Rotordrehung erhalten. Daher hat der AC-Permanentmagnet-Synchronmotor aufgrund der direkten Hinzufügung des Encoders, der Rückkopplungsinformation der Position, der Geschwindigkeit und des Drehmoments und der Regelung die "Servo" -Kennlinie auf natürliche Weise erhalten.
Tatsächlich können nicht nur AC-Permanentmagnet-Synchronmotoren Servoeigenschaften aufweisen, sondern auch asynchrone AC-Motoren über ihre Steuerungen (Wechselrichter) und Sensorrückmeldungen (wie Encoder) von der Steuerung angewiesen werden, Position, Drehzahl und sogar Ausgangsdrehmoment zu erreichen Die Regelung und die Nachreaktion können auch die Eigenschaften des "Servo" -Systems erreichen.
Ob es als "Servo" bezeichnet werden kann, ist, ob sein Follow-up-Ansprechverhalten und seine Steuergenauigkeit in Bezug auf Position, Geschwindigkeit und Ausgangskraft die Anforderungen der Verwendung erfüllen können, und es liegt nicht darin, welcher Motoraktuator verwendet wird.
Unter der Voraussetzung der Entwicklung der Frequenzumwandlungstechnologie verfügt die Servoantriebssteuerung über eine präzisere Steuerungstechnologie und einen genaueren Algorithmusbetrieb als die allgemeine Frequenzumwandlung in der Stromschleife, der Geschwindigkeitsschleife und der Positionsschleife innerhalb des Antriebs. Es ist auch leistungsstärker als der herkömmliche Wechselrichter. In vielen Fällen geht es vor allem um eine präzise Positionskontrolle. Die Geschwindigkeit und Position werden durch die vom Host-Controller gesendeten Befehle gesteuert (natürlich gibt es einige Frequenzumwandlungen - der Controller integriert die Steuereinheit oder stellt die Positions- und Geschwindigkeitsparameter im Antrieb direkt über eine Buskommunikation oder eine PG-Karte ein ) Die internen Algorithmen des Frequenzumrichters und die schnelleren und genaueren Berechnungen sowie die leistungsfähigere Elektronik machen ihn dem Frequenzumrichter überlegen.
Der variable Frequenzregler und der Motor bilden eine Steuerung der Drehzahländerungssteuerung, und der Schrittmotor und der Fahrer bilden eine Steuerung einer Positions- (Schritt-) Änderung, wenn der Variablen ein Sensor (z. B. ein Code) hinzugefügt wird Frequenzmotorsystem oder Schrittmotorsystem) Daher kann eine externe Befehlssteuerung (wie eine im Motortreiber integrierte SPS oder eine im Motortreiber integrierte Steuerkarte) auch einen doppelten geschlossenen Regelkreis von Position und Geschwindigkeit erreichen und gleichzeitig die Reaktion gewährleisten der Motorausgangskraft und Stop-Positionierung. Ein "Servo" -Steuersystem.
Das Servosteuerungssystem ist nicht nur ein Bewegungsaktuatormotor, sondern auch ein mechanisches Getriebesystem, wie ein Getriebe, eine Druckschraube, ein Zahnradantrieb usw. Diese mechanischen Getriebesysteme weisen Bearbeitungs- und Montagefehler auf, weisen jedoch auch Temperaturänderungen und auf tragen. Fehler, die durch andere Umgebungsfaktoren vor Ort verursacht werden Um den durch diese Fehler verursachten Einfluss der Steuergenauigkeit zu verhindern, werden dem Bewegungsendgerät manchmal Sensoren als Rückmeldungsposition und Geschwindigkeitsinformationen zum Servosteuerungssystem hinzugefügt, um den Fehler zu korrigieren. Ein solches Steuermethode wird als "Vollregelkreis" -Regelung bezeichnet, beispielsweise durch Hinzufügen eines Linearcodierers oder eines Drehgebers. Um die langfristige Genauigkeit der Positionssteuerung sicherzustellen, ist es erforderlich, einen Nullpositionssensor oder einen Endpositions-Absolutwertgeber in das Steuerungsausführungssystem einzubauen. Der Absolutwertgeber muss sich aufgrund der eindeutigen Codierung jeder mechanischen Position im Sensor keine Sorgen machen. Das Signal wird durch externe Störungen beeinflusst und die Positionsinformationen nach einem Stromausfall gehen verloren.
Unabhängig davon, ob es sich um einen AC-Permanentmagnet-Synchronmotor (auch als Servomotor direkt bezeichnet) oder um mechanische Aktuatoren wie einen Motor mit variabler Frequenz und einen Schrittmotor handelt, muss er von der Steuerung, dem mechanischen Getriebesystem und dem Klemmensensor korrigiert werden, um einen vollständigen "Servo" zu bilden. Kontrollsystem. Die Steuergenauigkeit (Positionsgenauigkeit und Nachlaufzeitverhalten) des Servosystems setzt sich aus dem Stellmotor, dem Motortreiber, der Ausführung des mechanischen Getriebes, der Systemgesamtsteuerung usw. und den eigentlichen Anforderungen des AC-Permanentmagnet-Synchronmotors und des Treibers zusammen zu seinen "Synchronisations" -Anforderungen. Entwickelt mit höchster Servosteuerungsgenauigkeit. Um jedoch die Steuergenauigkeit und Steuerungszuverlässigkeit des Bewegungsausführungsterminals sicherzustellen, ist es erforderlich, die Genauigkeit des mechanischen Übertragungssystems mit der Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Endpositionssensors (z. B. Absolutwertgeber) in Einklang zu bringen.
Zum Beispiel wurde die Regelung des Aufzugskabinenlifts, der Encoder, auf dem Aufzugshub-Host (wie ERN1387 von HEIDENHAIN, Deutschland) installiert, der inkrementelle A-, B-Sinus- und Cosinus-Signale liefert, 2048 Impulszyklen pro Woche, während ein einzelnes Die C- und D-Sinus- und Cosinussignale eines Zyklus bereitgestellt werden, werden die C- und D-Sinus- und Cosinussignale eines einzelnen Kreises durch eine grobe Position geteilt, die die Kommutierungsinformationen des motorischen UVW liefern kann; und die Sinus- und Cosinussignale von 2048 Zyklen pro Woche gehen weiter. Unterteilt, um hochauflösende Positionsänderungen zu erhalten. Diese hochauflösenden Positionsänderungsinformationen werden hauptsächlich für Kurzzeitbeschleunigungsberechnungen verwendet. Da eine genaue Beschleunigungsrückmeldung erforderlich ist, wenn die Zeitvariable klein ist, müssen mehr Positionsänderungsinformationen verglichen werden, was eine sehr hohe Auflösung des Encoders und eine genaue Positionsgenauigkeit erfordert, die eine genaue Beschleunigungsrückmeldung zur Steuerung des Motoreingangsstroms gewährleistet.
Aufgrund des mechanischen Fehlers im mechanischen System des Aufzugs muss der Aufzug jedoch immer noch vom externen Nivelliersensor zurückgeführt werden, wenn jede Schicht stoppt, damit eine genaue Positionierung beispielsweise unter Verwendung eines Photoelektrikums mit flachem Niveau erzielt werden kann Schalter oder direkt mit einem Flat-Layer-Absolut-Multi-Turn-Encoder. Um ein positionsgenaues Servosystem mit geschlossenem Regelkreis zu bilden.
Tatsächlich kann der vom Servosystem benötigte Encoder zwei (oder nur einen) haben, einer befindet sich am Hochgeschwindigkeitsende des Motors, für die Kommutierungs- und Beschleunigungsrückmeldung des Motors tritt diese Rückmeldung in den Motortreiber ein, der bestimmt die Kommutierung des Steuerstroms des Motors. Bei der Größe (Drehmomentring) dient die andere zur genauen Positionierung des langsamen Endes des Positionsanschlusses. Geber auf der Motorseite erfordern hochauflösende Inkrementalgeber mit hoher Auflösung, die häufig verwendet werden, um feine Variationen der Beschleunigung zu erhalten. Während Encoder in Motion-Terminals eine genaue und zuverlässige Position erfordern, werden häufig Multi-Turn-Encoder verwendet (auch als lineare Skala nützlich).
Wenn nur ein Encoder verwendet wird (zum Beispiel nur der Motorendcodierer), ist es notwendig, sich auf die hohe Präzision des mechanischen Getriebeteils in Position zu verlassen, und das derzeitige hochpräzise mechanische Getriebe liegt fast in den Händen von Japanern und deutsche Hersteller. Monopol. Das Hinzufügen eines Sensors (Encoders) zum Terminal ist eine Möglichkeit, dieses Monopol zu vermeiden.
Da in der Umrichtersteuerung das Motorkommutierungssignal nicht erforderlich ist, kann der Encoder direkt am Bewegungsanschluss montiert werden, der auch als Niedrigdrehzahlende bezeichnet wird.
Wir haben zwei Konzepte, eines ist das Servosystem und das andere ist der Servomotor. Diese beiden sind nicht dasselbe Konzept. Der Servomotor ist ein spezieller Aktuator. Das Design des Motorantriebs ist von Anfang an eine Regelung von Position, Drehzahl und Drehmoment, der Motor ist jedoch nicht Teil des Stellantriebs, sondern repräsentiert nicht das gesamte Servosystem.
Kann die Regelung als Servosystem bezeichnet werden? Nein, aber die Garantie für schnelle Kontrolle und Präzision in Bezug auf Raum- (Positions-) Genauigkeit und Zeitverhalten. Die Genauigkeit der Nachverfolgung "schnell" und die Position ist jedoch relativ, es wird immer eine gewisse Abweichung geben, die auch eine der Eigenschaften des Servos ist. Das eigentliche Servo besteht darin, den Einfluss dieser Abweichung auf das Steuerergebnis zu eliminieren.
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