Com aconsegueix una placa de servocontroladors una sincronització d'alta-precisió de posició/velocitat/parell mitjançant algorismes de control de llaç-tancat?

La placa del servocontrolador aconsegueix una-sincronització d'alta precisió de la posició, la velocitat i el parell mitjançant un algorisme de control de-bucle tancat. El nucli d'aquest enfocament rau en un mecanisme d'ajust dinàmic de "-comparació-correcció", que combina una arquitectura de control de múltiples-bucles amb una optimització intel·ligent d'algorismes. La següent és una explicació simplificada del seu principi de funcionament:

1. La lògica bàsica del control de-bucle tancat: comentaris i correcció
El control de llaç-tancat d'un servosistema és similar a la "conducció autònoma":

Configuració de l'objectiu: l'usuari introdueix una ordre de posició (p. ex., "mou a 100 mm"), una ordre de velocitat (p. ex., "500 rpm") o una ordre de parell (p. ex., "10 N·m").
Retroalimentació-en temps real: el codificador (o sensor d'efecte Hall) supervisa contínuament la posició, la velocitat i el parell reals del motor i transmet aquestes dades a la placa del conductor.
Comparació d'errors: la placa del controlador calcula la diferència entre el valor objectiu i el valor de retroalimentació (p. ex., "Posició actual 95 mm, error 5 mm").
Correcció dinàmica: la tensió/corrent de sortida s'ajusta per compensar l'error, apropant el valor real al valor objectiu.

2. Arquitectura de control de tres-bucles: control col·laboratiu en capes
Les plaques de servocontroladors solen emprar un sistema de control de tres-capes: bucle de posició, bucle de velocitat i bucle de corrent (bucle de parell). Cada bucle és responsable de diferents dimensions de precisió:

Bucle de corrent (control de parell):
Funció: controla directament el corrent del motor, aconseguint una resposta ràpida del parell.
Principi: ajustant el cicle de treball del senyal PWM, la força del camp magnètic del motor es controla amb precisió per garantir que el parell de sortida coincideixi amb l'ordre.
Analogia: com el "control muscular", determina directament la quantitat de força aplicada.
Bucle de velocitat:
Funció: basant-se en el bucle de corrent, estabilitza la velocitat del motor.
Principi: basat en la retroalimentació del codificador, ajusta l'ordre del bucle actual per eliminar les fluctuacions de velocitat (com ara la desacceleració durant canvis sobtats de càrrega).
Analogia: com el "control de l'accelerador", manté una velocitat de conducció constant.
Bucle de posició:
Funció: finalment aconsegueix un posicionament precís.
Principi: en funció de la posició objectiu i la posició real, genera una ordre de velocitat (p. ex., "Posició actual 95 mm, accelera a 500 rpm"), que després s'executa pels bucles de velocitat i corrent.
Analogym: com un "sistema de navegació", planifica rutes i dirigeix ​​la conducció. Mecanisme de sinergia:

La sortida del bucle exterior (bucle de posició) serveix com a entrada al bucle interior (bucle de velocitat), que al seu torn serveix d'entrada al bucle actual, formant una cadena de correcció "en capes".
Per exemple, quan l'error de posició és gran, el bucle de posició augmentarà la comanda de velocitat, mentre que el bucle de velocitat augmentarà la velocitat augmentant el corrent, reduint ràpidament l'error.