Принципы и классификация сервосистем

Сервосистема в основном состоит из сервоконтроллера, схемы привода, серводвигателей и соответствующих датчиков обратной связи.

1. Принципы работы сервосистем

Когда в систему сервоуправления поступает сигнал ручного управления, исполнительный механизм выполняет ряд движений и действий в соответствии с указаниями управляющего сигнала. Если сигналов больше нет, управляемое передаточное устройство прекращает работу до поступления управляющего сигнала.

2. Классификация сервосистем

(1) В соответствии с их различными целевыми объектами

Исходя из различных объектов их действия, их можно разделить на сервосистемы положения и сервосистемы скорости.

1) Позиционная сервосистема

Речь идет о сервосистеме, которая может точно отслеживать и позиционировать целевое командное положение. В зависимости от наличия обратной связи позиционные сервосистемы делятся на системы управления с разомкнутым контуром и системы управления с замкнутым контуром.

Сервосистема с разомкнутым контуром имеет преимущества простой структуры и низкой стоимости, но она не имеет функций обратной связи по положению и скорости. Точность управления положением зависит от угла шага шагового двигателя и точности передаточного механизма.

Управление с замкнутым контуром делится на управление с полным замкнутым контуром и управление с полузамкнутым контуром. При полном замкнутом управлении детектор непосредственно определяет смещение контролируемого объекта на верстаке и передает это смещение обратно в контроллер, формируя полный замкнутый контур управления.

Поскольку контроллер может управлять в соответствии с фактическим перемещением управляемого объекта, полный замкнутый контур управления имеет высокую точность позиционирования и может устранить ошибки во всем процессе от двигателя до механического передаточного механизма и управляемого объекта.

Однако структура управления с замкнутым контуром относительно сложна, стоимость высока, и ее трудно реализовать.

(2) Система сервопривода скорости

Крутящий момент нагрузки обычно приводимого в движение оборудования часто колеблется, как и напряжение и частота электросети. Следовательно, рабочая скорость приводимого объекта обычно изменяется.

Поэтому основная задача сервосистемы скорости - поддерживать стабильную работу приводимого в движение механизма (или груза) на требуемой точной скорости (а не только на одной скорости).

(2) В соответствии с их различными исполнительными двигателями

В соответствии с различными типами исполнительных двигателей системы можно разделить на сервосистемы постоянного тока (DC) и сервосистемы переменного тока (AC).

1) Сервосистема постоянного тока

Сервосистема постоянного тока - это сервосистема, в которой сервомотор использует двигатель постоянного тока.

2) Сервосистема переменного тока

Сервосистема переменного тока состоит, главным образом, из сервопривода переменного тока сервопривод (или контроллер) и серводвигатель переменного тока. Система управляет работой серводвигателя переменного тока с помощью драйвера, являющегося ее ядром.

Замкнутый цикл управления крутящим моментом, скоростью или положением обеспечивает исключительные динамические и статические характеристики системы.

Промышленные роботы состоят из четырех основных компонентов: корпуса, сервоприводов, редукторов и контроллеров. Общая структура электрической сервосистемы промышленного робота состоит из трех замкнутых контуров управления: контура тока, контура скорости и контура положения.

Как правило, для сервопривода переменного тока различные функции, такие как управление положением, управление скоростью и крутящим моментом, могут быть достигнуты путем ручной настройки его внутренних функциональных параметров.

Сервомеханизм, также известный как сервосистема, - это система управления с обратной связью, предназначенная для точного следования или воспроизведения определенного процесса. Эта сервосистема позволяет управляемым выходным сигналам, таким как положение, ориентация и состояние объекта, автоматически адаптироваться к любым изменениям входного целевого (или заданного) значения.

Сервосистема - это продукт, разработанный на основе технологии переменной частоты. Это автоматическая система управления, в которой предметом управления является механическое положение или угол. Помимо управления скоростью и крутящим моментом, сервосистема может осуществлять точное, быстрое и стабильное управление положением.

В более широком смысле сервосистема - это система управления, которая точно отслеживает или воспроизводит определенный процесс, ее также можно назвать системой слежения.

В более узком смысле сервосистема, также известная как система слежения за положением, управляет линейным или угловым перемещением механической нагрузки в пространстве. При произвольном изменении заданного значения (входного сигнала) основная задача системы - быстро и точно воспроизвести изменения заданного значения.