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伺服驅(qū)動(dòng)器速度閉環(huán)中兩種測(cè)速方法

更新時(shí)間:2023-10-09      點(diǎn)擊次數(shù):1668
  在伺服驅(qū)動(dòng)器速度閉環(huán)中,測(cè)速是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。本文將介紹兩種常用的測(cè)速方法:位置測(cè)速和速度閉環(huán),并對(duì)它們進(jìn)行對(duì)比分析。
 
  1.位置測(cè)速
 
  位置測(cè)速是一種通過(guò)檢測(cè)伺服電機(jī)的位置信息來(lái)計(jì)算速度的方法。基本原理是,伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度,其位置檢測(cè)器就會(huì)發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)。通過(guò)記錄單位時(shí)間內(nèi)接收到的脈沖數(shù),可以計(jì)算出電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和速度。實(shí)現(xiàn)方法如下:
 
  (1)位置檢測(cè):伺服電機(jī)通常配備有編碼器或光柵尺等位置檢測(cè)裝置,用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)的位置。
 
  (2)采樣周期確定:根據(jù)控制系統(tǒng)要求的速度精度,確定合適的采樣周期。
 
  (3)數(shù)據(jù)采集:在每個(gè)采樣周期內(nèi),記錄接收到的脈沖數(shù),并根據(jù)位置檢測(cè)裝置的分辨率計(jì)算電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和速度。
 
  2.速度閉環(huán)
 
  速度閉環(huán)是一種通過(guò)反饋控制和功率驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的方法。基本原理是,通過(guò)速度檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)的速度,將實(shí)際速度與目標(biāo)速度進(jìn)行比較,通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)整功率驅(qū)動(dòng)器的輸出,實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的速度控制。實(shí)現(xiàn)方法如下:
 
  (1)速度檢測(cè):采用速度傳感器或編碼器等裝置監(jiān)測(cè)電機(jī)的速度。
 
  (2)反饋控制:將實(shí)際速度與目標(biāo)速度進(jìn)行比較,通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)整功率驅(qū)動(dòng)器的輸出,實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的速度控制。
 
  (3)功率驅(qū)動(dòng):采用伺服驅(qū)動(dòng)器等裝置,根據(jù)控制系統(tǒng)發(fā)出的指令驅(qū)動(dòng)電機(jī),實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。
 
  3.對(duì)比分析
 
  (1)測(cè)量精度:位置測(cè)速的測(cè)量精度取決于編碼器或光柵尺的分辨率,而速度閉環(huán)的測(cè)量精度受限于速度檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)。在某些應(yīng)用場(chǎng)景下,速度閉環(huán)可能具有更高的測(cè)量精度。
 
  (2)實(shí)時(shí)性:位置測(cè)速和速度閉環(huán)都具有較好的實(shí)時(shí)性。但在低速或零速時(shí),由于脈沖信號(hào)的頻率降低,位置測(cè)速的實(shí)時(shí)性可能有所下降。
 
  (3)硬件成本:位置測(cè)速需要編碼器或光柵尺等位置檢測(cè)裝置,而速度閉環(huán)需要速度檢測(cè)裝置和伺服驅(qū)動(dòng)器等,因此后者硬件成本可能更高。
 
  (4)應(yīng)用場(chǎng)景:位置測(cè)速適用于需要精確控制電機(jī)位置的應(yīng)用場(chǎng)景,如數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等。而速度閉環(huán)適用于對(duì)動(dòng)態(tài)性能要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景,如高速電機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制等。
 
  4.結(jié)論
 
  綜上所述,位置測(cè)速和速度閉環(huán)各有優(yōu)缺點(diǎn)。在選擇合適的測(cè)速方法時(shí),需要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行權(quán)衡。對(duì)于要求精確控制電機(jī)位置的應(yīng)用場(chǎng)景,位置測(cè)速是一種較為合適的選擇;而對(duì)于對(duì)動(dòng)態(tài)性能要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景,速度閉環(huán)可能更適合。
 

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