서보 모터에는 펄스, 아날로그 및 통신의 세 가지 제어 모드가 있습니다.다양한 애플리케이션 시나리오에서 서보 모터의 제어 모드를 어떻게 선택해야 합니까?
1. 서보 모터의 펄스 제어 모드
일부 소형 독립형 장비에서는 펄스 제어를 사용하여 모터의 위치를 실현하는 것이 가장 일반적인 적용 방법이어야 합니다.이 제어 방법은 간단하고 이해하기 쉽습니다.
기본 제어 아이디어: 펄스의 총량이 모터 변위를 결정하고 펄스 주파수가 모터 속도를 결정합니다.펄스는 서보 모터의 제어를 실현하기 위해 선택되고 서보 모터의 설명서를 열며 일반적으로 다음과 같은 테이블이 있습니다.
둘 다 펄스 제어이지만 구현은 다릅니다.
첫 번째는 드라이버가 두 개의 고속 펄스(A 및 B)를 수신하고 두 펄스 간의 위상차를 통해 모터의 회전 방향을 결정한다는 것입니다.위의 그림에서 보듯이 위상 B가 위상 A보다 90도 빠르면 정방향 회전입니다.그런 다음 위상 B는 위상 A보다 90도 느리며 역회전입니다.
작동 중에 이 제어의 2상 펄스가 교번하므로 이 제어 방법을 차동 제어라고도 합니다.그것은 차동의 특성을 가지고 있으며, 이는 또한 이 제어 방법, 제어 펄스가 간섭 방지 능력이 더 높다는 것을 보여줍니다. 강한 간섭이 있는 일부 응용 시나리오에서 이 방법이 선호됩니다.그러나 이러한 방식으로 하나의 모터 축이 두 개의 고속 펄스 포트를 점유해야 하므로 고속 펄스 포트가 꽉 조이는 상황에는 적합하지 않습니다.
둘째, 드라이버는 여전히 두 개의 고속 펄스를 수신하지만 두 개의 고속 펄스는 동시에 존재하지 않습니다.한 펄스가 출력 상태에 있을 때 다른 펄스는 유효하지 않은 상태여야 합니다.이 제어 방법을 선택한 경우 동시에 하나의 펄스 출력만 있는지 확인해야 합니다.두 개의 펄스, 하나의 출력은 양의 방향으로 실행되고 다른 하나는 음의 방향으로 실행됩니다.위의 경우와 마찬가지로 이 방법도 하나의 모터 축에 대해 두 개의 고속 펄스 포트가 필요합니다.
세 번째 유형은 드라이버에 하나의 펄스 신호만 주면 되고 모터의 정방향 및 역방향 동작은 한 방향의 IO 신호에 의해 결정됩니다.이 제어 방법은 제어가 더 간단하고 고속 펄스 포트의 리소스 점유도 가장 적습니다.일반적으로 소규모 시스템에서는 이 방법이 선호될 수 있습니다.
둘째, 서보 모터 아날로그 제어 방식
서보 모터를 사용하여 속도 제어를 실현해야 하는 애플리케이션 시나리오에서 모터의 속도 제어를 실현하기 위해 아날로그 값을 선택할 수 있으며 아날로그 값의 값이 모터의 실행 속도를 결정합니다.
아날로그 양, 전류 또는 전압을 선택하는 두 가지 방법이 있습니다.
전압 모드: 제어 신호 단자에 특정 전압만 추가하면 됩니다.일부 시나리오에서는 전위차계를 사용하여 매우 간단하게 제어할 수도 있습니다.그러나 전압은 제어 신호로 선택됩니다.복잡한 환경에서는 전압이 쉽게 교란되어 제어가 불안정해집니다.
전류 모드: 해당 전류 출력 모듈이 필요하지만 전류 신호는 강력한 간섭 방지 기능이 있으며 복잡한 시나리오에서 사용할 수 있습니다.
3. 서보 모터의 통신 제어 모드
통신으로 서보 모터 제어를 구현하는 일반적인 방법은 CAN, EtherCAT, Modbus 및 Profibus입니다.통신 방법을 사용하여 모터를 제어하는 것은 일부 복잡하고 대규모 시스템 애플리케이션 시나리오에서 선호되는 제어 방법입니다.이러한 방식으로 시스템의 크기와 모터 샤프트의 수는 복잡한 제어 배선 없이 쉽게 맞출 수 있습니다.구축된 시스템은 매우 유연합니다.
넷째, 확장 부분
1. 서보 모터 토크 제어
토크 제어 방식은 외부 아날로그량 입력 또는 직접 주소 할당을 통해 모터 축의 외부 출력 토크를 설정하는 것입니다.특정 성능은 예를 들어 10V가 5Nm에 해당하는 경우 외부 아날로그 양이 5V로 설정되면 모터 샤프트는 출력이 2.5Nm입니다.모터 샤프트 부하가 2.5Nm보다 낮으면 모터가 가속 상태에 있습니다.외부 부하가 2.5Nm일 때 모터는 일정한 속도 또는 정지 상태에 있습니다.외부 부하가 2.5Nm보다 높으면 모터는 감속 또는 역 가속 상태입니다.실시간으로 아날로그량의 설정을 변경하여 설정된 토크를 변경하거나 통신을 통해 해당 어드레스의 값을 변경할 수 있습니다.
그것은 주로 감기 장치 또는 광섬유 당기는 장비와 같이 재료의 힘에 대한 엄격한 요구 사항이 있는 감기 및 풀기 장치에 사용됩니다.토크 설정은 권선 반경의 변경에 따라 재료의 힘이 변경되지 않도록 권선 반경의 변경에 따라 언제든지 변경되어야 합니다.권선 반경에 따라 변경됩니다.
2. 서보 모터 위치 제어
위치 제어 모드에서 회전 속도는 일반적으로 외부에서 입력되는 펄스의 빈도에 의해 결정되고 회전 각도는 펄스 수에 의해 결정됩니다.일부 서보는 통신을 통해 속도와 변위를 직접 할당할 수 있습니다.위치 모드는 속도와 위치를 매우 엄격하게 제어할 수 있기 때문에 일반적으로 위치 결정 장치, CNC 공작 기계, 인쇄 기계 등에 사용됩니다.
3. 서보 모터 속도 모드
아날로그 양 또는 펄스 주파수 입력을 통해 회전 속도를 제어할 수 있습니다.속도 모드는 상위 제어 장치의 외부 루프 PID 제어가 제공되지만 모터의 위치 신호 또는 직접 부하의 위치 신호를 상위 컴퓨터로 보내야 하는 경우에도 위치 결정에 사용할 수 있습니다.운영 사용을 위한 피드백.위치 모드는 또한 위치 신호를 감지하기 위해 직접 로드 외부 루프를 지원합니다.이때 모터 축단의 엔코더는 모터 속도만 감지하고 위치 신호는 직접 최종 부하 끝 감지 장치에서 제공됩니다.이것의 장점은 중간 전송 프로세스를 줄일 수 있다는 것입니다.오류는 전체 시스템의 포지셔닝 정확도를 높입니다.
4. 세 개의 고리에 대해 이야기하기
서보는 일반적으로 세 개의 루프로 제어됩니다.소위 세 개의 루프는 세 개의 폐쇄 루프 네거티브 피드백 PID 조정 시스템입니다.
가장 안쪽의 PID 루프는 전류 루프로, 서보 드라이버 내부에서 완전히 수행됩니다.모터에 대한 모터의 각 위상의 출력 전류는 홀 장치에 의해 감지되고 네거티브 피드백은 PID 조정을 위한 전류 설정을 조정하는 데 사용되어 가능한 한 출력 전류를 달성합니다.설정된 전류와 동일하게 전류 루프가 모터 토크를 제어하므로 토크 모드에서 드라이버는 가장 작은 작동과 가장 빠른 동적 응답을 갖습니다.
두 번째 루프는 속도 루프입니다.네거티브 피드백 PID 조정은 모터 엔코더의 감지 신호를 통해 수행됩니다.루프의 PID 출력은 직접 전류 루프의 설정이므로 속도 루프 제어에는 속도 루프와 전류 루프가 포함됩니다.즉, 모든 모드는 전류 루프를 사용해야 합니다.전류 루프는 제어의 기초입니다.속도와 위치가 제어되는 동안 시스템은 실제로 속도와 위치의 해당 제어를 달성하기 위해 전류(토크)를 제어합니다.
세 번째 루프는 가장 바깥쪽 루프인 위치 루프입니다.실제 상황에 따라 드라이버와 모터 엔코더 사이 또는 외부 컨트롤러와 모터 엔코더 또는 최종 부하 사이에 구성할 수 있습니다.위치 제어 루프의 내부 출력은 속도 루프의 설정이므로 위치 제어 모드에서는 시스템이 세 루프의 동작을 모두 수행합니다.이때 시스템은 계산량이 가장 많고 동적 응답 속도가 가장 느립니다.
위는 Chengzhou News에서 온 것입니다.
게시 시간: 2022년 5월 31일