Одной из ключевых функций контроллера движения является создание траекторий, по которым движется двигатель для достижения заданного положения (или скорости, или крутящего момента). Когда двигатель вращается, контроллер обрабатывает обратную связь от энкодера и сравнивает фактическое положение двигателя с желаемым положением. Если есть какие-либо отклонения между фактическим положением и желаемым положением, контроллер выдает команды для исправления ошибки.
Отклонения могут быть вызваны неточностями в механических компонентах (люфт винтов, податливость соединительных элементов или ошибки в монтажных поверхностях) или неизвестными нарушениями — часто в виде неожиданных воздействий на систему, которые приводят к резкому и непредсказуемому увеличению или уменьшению положения, скорости или крутящего момента.
Способность двигателя следовать заданной траектории и достигать желаемого положения отслеживается контроллером и управляется им с помощью функции, известной как отслеживание команд или контрольное отслеживание. (Когда контроллер отслеживает переменную процесса, такую как температура или уровень жидкости, а не положение, скорость или крутящий момент системы управления движением, эта функция называется отслеживанием заданного значения.)
Каждое усиление в контуре управления PI (пропорционально-интегральным) или PID (пропорционально-интегрально-производным) влияет на опорное отслеживание системы. В дополнение, прямое управление метод упреждающего управления, который предсказывает ошибку системы и вводит команды в контур управления, чтобы свести ошибку к минимуму, часто используется для улучшения отслеживания опорного положения и дальнейшей минимизации отклонения между заданным положением и фактическим положением двигателя.
Для устранения непредвиденных сил, которые заставляют двигатель отклоняться от заданного значения, контроллер использует функцию, известную как подавление помех, которая обрабатывает помехи и выдает команды, корректирующие эти неизвестные силы или условия.
При настройке управления пропорциональное усиление (kp) определяет степень подавления помех. Это имеет смысл, поскольку пропорциональное усиление выдает сигнал коррекции ошибок, который прямо пропорционален ошибке. Таким образом, когда возникает помеха, приводящая к отклонению двигателя от желаемого состояния, пропорциональное усиление выдает корректирующий сигнал, чтобы вернуть двигатель в желаемое состояние. Теоретически, чем выше пропорциональное усиление, тем лучше подавление помех. Но в реальных приложениях максимальное значение пропорционального усиления, которое может быть использовано без возникновения нестабильности, ограничено полоса пропускания системы и запас по фазе.
Контроллеры движения часто используют обе функции — отслеживание привязки и подавление помех — для обеспечения точной, устойчивой работы и снижения чувствительности к изменяющимся или неожиданным нагрузкам. Однако при использовании обеих функций существуют компромиссы: чем меньше превышение и время установления для эталонного отслеживания, тем более медленным будет подавление помех, и наоборот. Настройка контроллера включает в себя нахождение соответствующего баланса между временем превышения и установления опорной функции отслеживания и временем срабатывания функции подавления помех.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии