在伺服驅(qū)動器速度閉環(huán)中,測速是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。本文將介紹兩種常用的測速方法:位置測速和速度閉環(huán),并對它們進(jìn)行對比分析。
1.位置測速
位置測速是一種通過檢測伺服電機(jī)的位置信息來計(jì)算速度的方法?;驹硎?,伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)動一定角度,其位置檢測器就會發(fā)出一個(gè)脈沖信號。通過記錄單位時(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:伺服電機(jī)通常配備有編碼器或光柵尺等位置檢測裝置,用于實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(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)是一種通過反饋控制和功率驅(qū)動來實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的方法?;驹硎牵ㄟ^速度檢測裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)的速度,將實(shí)際速度與目標(biāo)速度進(jìn)行比較,通過控制系統(tǒng)調(diào)整功率驅(qū)動器的輸出,實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的速度控制。實(shí)現(xiàn)方法如下:
(1)速度檢測:采用速度傳感器或編碼器等裝置監(jiān)測電機(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,通過控制系統(tǒng)調(diào)整功率驅(qū)動器的輸出,實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的速度控制。
(3)功率驅(qū)動:采用伺服驅(qū)動器等裝置,根據(jù)控制系統(tǒng)發(fā)出的指令驅(qū)動電機(jī),實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。
3.對比分析
(1)測量精度:位置測速的測量精度取決于編碼器或光柵尺的分辨率,而速度閉環(huán)的測量精度受限于速度檢測裝置和控制系統(tǒng)。在某些應(yīng)用場景下,速度閉環(huán)可能具有更高的測量精度。
(2)實(shí)時(shí)性:位置測速和速度閉環(huán)都具有較好的實(shí)時(shí)性。但在低速或零速時(shí),由于脈沖信號的頻率降低,位置測速的實(shí)時(shí)性可能有所下降。
(3)硬件成本:位置測速需要編碼器或光柵尺等位置檢測裝置,而速度閉環(huán)需要速度檢測裝置和伺服驅(qū)動器等,因此后者硬件成本可能更高。
(4)應(yīng)用場景:位置測速適用于需要精確控制電機(jī)位置的應(yīng)用場景,如數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等。而速度閉環(huán)適用于對動態(tài)性能要求較高的應(yīng)用場景,如高速電機(jī)、運(yùn)動控制等。
4.結(jié)論
綜上所述,位置測速和速度閉環(huán)各有優(yōu)缺點(diǎn)。在選擇合適的測速方法時(shí),需要根據(jù)具體應(yīng)用場景進(jìn)行權(quán)衡。對于要求精確控制電機(jī)位置的應(yīng)用場景,位置測速是一種較為合適的選擇;而對于對動態(tài)性能要求較高的應(yīng)用場景,速度閉環(huán)可能更適合。