动态特性的衡量标准为频响特性的带宽以及对于阶跃信号的动态响应时间,如下图所示。
能够最终靠开环特性的幅值与相角裕量来判断系统的稳定性,同时也可以通过超调的大小来判断系统的稳定性,如下图所示。
小的控制器比例增益有助于提高系统的稳定性,由此可见,系统的动态特性与稳定性是相互矛盾的。在调试过程中,应在保持系统稳定性的前提下尽量提高其动态特性。
可以通过开环特性的低频高比例增益来提高精度。系统的静态误差与跟随误差越小,精度越高,如下图所示。
鲁棒性是指在运行条件发生明显的变化时,系统保持稳定性与动态特性的能力,如下图所示。其中包括:
由于电机以及驱动器输出能力的限制,因此要考虑控制信号的限制,如下图所示。例如在设定负载的加速度时,就要考虑其加速扭矩是不是已经超出了驱动器或者电机的驱动能力。
通常情况下,伺服系统由电流环、速度环以及位置环组成,3个闭环是由内到外互相包容的。也是就说,速度环包含电流环,而位置环又包含速度环。在极少数场合中,还会遇到只有位置环与电流环的情况,不过只是在特殊应用中。典型的三环控制回路如下图所示。
在优化过程中,建议按照由内到外的顺序,即先优化电流环,再优化速度环,最后整定位置环参数。在伺服驱动中,电流控制器的参数是根据电机的参数确定的,包括电机的额定电流、转矩常数等。而在电流控制器的反馈通道上,用到电机的模型,里面涉及电机的感抗及阻抗等参数。因此说,电机参数的准确与否对电流环的参数起着重要的影响。
当用SinamicsS120对西门子电机来控制时,仅仅需要核对电机的序列号,电流控制器参数会自动默认。如果用S120驱动第三方电机,就需要认真核对电机的每个参数,并需要对电机进行静态识别。对于电流环特性的衡量,能够最终靠伯德图来进行判断,通常情况下,电流环的带宽要求在1000Hz左右。必须要格外注意的是,电流环的特性不是越硬越好,因为在电流环的外层还有速度控制环,在速度控制器输出的急剧调整状况下,过硬的电流环特性会导致系统不稳定。
使用过程中,需要大力调整的控制器是速度控制器,在对电流环进行整定的基础上,速度环的比例增益与积分时间是最关键的整定参数,也是使用最频繁的参数。根据控制器优化标准及方法,可以对速度控制器进行整定。整定的原则就是在保证系统稳定性的基础上,将动态特性调整到最高。一些高性能伺服驱动器为用户更好的提供了自动优化的功能,自动优化的过程中需要测量电机与负载的惯量,对电流环参数进行识别,最后给出优化后的速度控制器参数。但是由于充分地考虑系统的稳定性,自动优化的结果都是比较保守的参数,因此用户都能够在自动优化的基础上再对控制器参数进行手动调整。参考的依据是系统的伯德图或者是阶跃响应。正常的情况下,要保证速度环的带宽在100~200Hz。
在对电流环与速度环来优化之后,可以以一定的频率转动电机,检查其运行的平稳性。最后就是对于位置控制器的整定。对于位置控制器,多数场合系统默认的都是比例控制,没有积分与微分环节。对于比例增益,推荐的方式是从一个较小的值逐渐向大调整,直到满足系统定位精度的要求。
运动控制卡已经在数字控制机床、工业机器人、医用设备、绘图仪、IC电路制造设备、IC封装等领域得到了广泛运用,取得了良好的效果。目前运动控制卡大部分采用8051系列的8位单片机,虽然节省了开发周期但缺乏灵活性,难以胜任高要求运作环境,而且运算能力有限。 DSP的数据运算处理功能强大,即使在很复杂的控制中,采样周期也能取得很小,控制效果更接近于连续系统。把DSP与PC的各自优势结合将是高性能数控系统的发展的新趋势。本 运动控制器 采用TI公司的高性能浮点DSP作为主控芯片,通过ISA接口与PC协调并进行数据交换,以PC计算机作为基本平台,以DSP高速运动控制卡作细插补、伺服控制的核心,对直线电机的运动来控制,取得了良好的实际应
中的应用 /
一 PMC6496的特点 PMC6496运动控制器是雷赛公司在独立式运动控制器的基础上,精心研发的一款具有PLC特点的高性能产品。由于其全面支持IEC61131-3标准梯形图编程语言,在逻辑控制上可完全与中、小型PLC媲美。同时,其强大的运动控制功能更是传统中、小型PLC无法匹敌的。 1 .PMC6496的硬件性能 图1为PMC6496运动控制器的硬件结构图。 图1 PMC6496运动控制器硬件结构 PMC6496基于嵌入式处理器和FPGA的硬件结构,插补算法、脉冲信号的产生及加速和减速控制、I/O信号的检测处理,均由硬件和固件实现,确保了运动控制高速、高精度及系统稳定。该系列控制器可控制4个步进或伺服电机,具有最高5MH
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顾名思义,绕线机就是把现状的物体缠绕到固定工件上的机器。主要以漆包线为主,大范围的应用在各种电子类线圈行业;如继电器、各种微电机、电子变压器、电感线圈、高压点火线圈、空心线圈、磁石定子电机、充电铁芯等。 对于目前绕线机这个行业来说,有着很光明的前景,因为我们用到的相当多的电子科技类产品都要使用到线圈,小到一个耳机,大到汽车电子,不能离开线圈这个必不可少的电子部件。随着对产品卓越性能的不断追求,对各个部件质量的要求也在逐步的提升,那就需要加工部件的机械加工出来的产品不但要符合应用上的标准,同时也要美观。 台达目前生产的总线MC就很适合在绕线机上应用,它不但能满足高速数据处理的要求,而且有很高的响应速度,其主要特征如下:
在以往的双马达直流调速驱动系统中,从环路上米讲,采用的都是双电流环单速度环工作体制。对每个马达控制器来说,除了电流环以内的有关电路能利用外,每个马达控制器上的速度调节器和速度反馈电路都不能利用,为了对两个马达的转速来控制,还必须另做速度环,这显然是多余的。 本文介绍采用双速度环的方案实施控制时。在实际应用中会出现哪些不同于单速度环体制双马达驱动系统的新问题,以及如似解决这样一些问题。 1 单速度环的双马达驱动系统 烈马达驱动系统采用的足单速度环体制。其原理如图1所示。由图1能够准确的看出,对单速度环双马达驱动系统来说两个马达共用一个速度调节器,从两个马达的测速机输出取信号求和后作为速度反馈信号来构成趣度环,从而把两个独立的电
如今,运动控制正朝着高速度、高精度、开放式的方向发展,从而对执行部件提出了更高的要求。过去的运动控制器主要是基于单片机或者PLC加上分立数字电路设计,受制于器件本身的性能,导致电路执行速度慢、体积非常庞大、集成程度低,升级难度大。而采用微处理器、DSP、FPGA等现代手段构成的只能控制管理系统是新一代运动控制发展的方向。本文对基于FPGA的嵌入式运动控制器进行了研究,并应用了CAN总线,使硬件接口简单、实时性强、灵活度高,有很强的实用价值。 1 总体方案设计策略 本系统以意法半导体体公司生产的基于Cortex—M3处理器STM32F103VBT6芯片核心进行通信、数据的存储以及键盘扫描和LCD显示,它集成了CAN、SPI、USB、
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引言 运动控制系统广泛地应用于工业控制领域,而嵌入式技术在工业控制领域的应用还不太成熟,近年来,工业控制对运动控制系统的要求慢慢的升高,为满足新一代运动控制管理系统的各项性能要求,嵌入式运动控制器应运而生。基于ARM与DSP运动控制芯片相结合的新一代运动控制管理系统,充分的发挥ARM微控器与专业运动控制芯片MCX314As的各自特点,可方便的构成高性能的嵌入式运动控制管理系统。 运动控制芯片MCX314As MCX314As是日本NOVA电子有限公司的DSP运动控制专用芯片,它是控制4轴的脉冲序列输出驱动伺服电机、步进电机的运动控制芯片,可用于工业自动化设备、工业机器人、测量设备、办公设备和家用电器等。能够直接进行各轴独立的定
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引言 本文研制的缠绕机为卧式, 芯模水平放置。缠绕时, 芯模绕其主轴匀速转动, 小车电机拖动小车沿芯模轴向往复运动, 带动绕丝嘴按一定缠绕角度完成纤维在芯模上的缠绕铺放, 达到制品的技术要求。 模块化开放式数控系统已成为当今数控技术的发展趋势, 本文的缠绕控制管理系统采用嵌入式多任务运动控制器实现主轴和小车的同步运动控制和缠绕逻辑控制。 讨论了基于 P C机和 T R I O运动控制器的开放式缠绕机数控系统的开发玻璃钢管缠绕机控制管理系统结构缠绕机由带动玻璃钢管芯模旋转的主轴、 对芯模排布玻璃纤维的小车和树脂以及固化剂供给系统等设备组成。卧式缠绕机缠绕工作时, 芯模绕其主轴匀速转动
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