伺服系统的PID原理
PID,即Proportion(比例)、Integral(积分)Derivative(微分)三个单词首字母的缩写。
在工业应用中,PID及其衍生算法是应用较多的算法之一,如果能够熟练掌握PID算法的设计与实现过程,对于一般的研发人员来讲,可以足够应对一般的研发问题。
闭环控制”技术是基于反馈的概念,在闭环控制中,我们把它叫做“PID控制器”。在控制算法当中,PID控制算法是简单且能体现反馈思想的控制算法,也是经典的。
该系统由模拟 PID 控制器和被控对象组成, r(t) 是给定值, y(t) 是系统的实际输出值,给定值与实际输出值构成控制偏差e(t) = r(t) − y(t)
e(t)为PID控制的输入,u(t)看作为PID控制器的输出和被控对象的输入。若定义u(t)为控制输出,PID算法可用下式表示:
其中:Kp:比例增益,是调适参数Ki:积分增益,也是调适参数Kd:微分增益,也是调适参数e:误差=设定值(SP)-回授值(PV)t:目前时间
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线:编码器光电码盘的一周刻线,增量式码盘刻线可以10线、100线、2500线的刻线,只要你码盘能刻得下,可任意选数;断电保持型码盘其码盘刻线因格雷码的编排方式,决定其基本是2的幂次方线,如256线、1024线、8192线等。
位:2的n次方,由于断电保持型码盘常常是2的幂次方线输出,所以,大部分的断电保持型码盘是以“位”来表达,但断电保持型码盘也有特别的格雷余码输出的,如360线、720线、3600线等。增量值编码器也有用位来表示的,如15位、17位,其是通过内部细分,将计算的线数倍增后,一般大于10000线了,就用“位”来表达。
分辨率:编码器可以分辨的角度,对于一般计算,以360度/刻线数计算,目前大部分就直接用多少线来表达了。但这样就有一些概念的混淆,如增量值编码器,如用上A/B两相的四倍频,2500线的,分辨率实际可以是360/10000的,如果内部细分计算的“线”可以更多,达到15位、17位的,所以,常常增量编码器用“线”来表达的,意义是还没有倍频细分,用“位”来表达的,是已经细分过的了。 鹿城区电机批发伺服电机参数调整可以找温州坤格自动化科技有限公司咨询。
在包装机中,伺服电机的作用主要体现在以下几个方面:
驱动:伺服电机可以作为包装机的动力源,驱动包装机的各个部件进行运动。例如,在食品包装机中,伺服电机可以驱动送料机构、计量机构和封口机构等部件的运动。
控制:伺服电机可以通过控制系统精确地控制包装机的各个部件的运动位置和速度,从而实现精确的包装。例如,在饮料包装机中,伺服电机可以精确地控制瓶子的输送速度、瓶盖的拧紧力矩等参数,确保每瓶饮料的包装质量。调节:伺服电机还可以通过反馈系统实时调节包装机的运动状态,从而确保包装机的稳定性和精度。例如,在包装机运行过程中,如果出现阻力变化或部件磨损等情况,伺服电机可以通过反馈系统实时调节驱动力矩或运动速度等参数,确保包装机的正常运行。
节能:相比传统的机械传动方式,伺服电机具有更高的效率和更好的节能性能。在包装机中采用伺服电机可以降低能耗、减少能源浪费,从而实现节能减排的目标。总之,在包装机中,伺服电机的作用主要体现在驱动、控制、调节和节能等方面,可以提高包装机的精度、稳定性和效率,降低能耗和减少能源浪费
而惯量描述的是物体运动的惯性,转动惯量是物体绕轴转动惯性的度量。转动惯量只跟转动半径和物体质量有关。一般负载惯量超过电机转子惯量的10倍,可以认为惯量较大。导轨和丝杠的转动惯量对伺服电机传动系统的刚性影响很大,固定增益下,转动惯量越大,刚性越大,越易引起电机抖动;转动惯量越小,刚性越小,电机越不易抖动。可通过更换较小直径的导轨和丝杆减小转动惯量从而减小负载惯量来达到电机不抖动。我们知道通常在伺服系统选型时,除考虑电机的扭矩和额定速度等等参数外,我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量,再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机。
在调试时(手动模式下),正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统效能的前提。那到底什么是“惯量匹配”呢?其实也不难理解,根据牛二定律:进给系统所需力矩=系统转动惯量J×角加速度θ角加速度θ影响系统的动态特性,θ越小则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长,系统反应越慢。如果θ变化,则系统反应将忽快忽慢,影响加工精度。伺服电机选定后极限大输出值不变,如果希望θ的变化小,则J就应该尽量小。
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伺服电机过载报警的常见原因有以下几种:
机械负载过大或工作环境过热导致电机温度上升。
电源电压不稳定或电缆接触不良导致电机输出功率下降。
机械负载系统或传感器故障导致电机输出功率异常。
伺服电机本身故障,如绕组过热等。伺服驱动器故障,如控制器损坏等。
针对以上原因导致的伺服电机过载问题,可以采取以下措施解决:降低负载,改善工作环境。
检查电源和电缆连接情况,保证稳定输出。
检查机械负载系统及传感器是否正常,修复或更换故障部件。
检查电机绕组是否过热并维修,同时检查控制系统是否正常工作,如控制器是否损坏等。
需要注意的是,伺服电机的过载能力较强,一般在额定转矩的三倍左右,因此,在电机出现过载报警时,首先需要排除机械负载方面的问题,再考虑电气方面的原因。 伺服电机,就选温州坤格自动化科技有限公司,欢迎客户来电!台州交流伺服电机厂家
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1、发展趋势预测:智能化和数字化
中国制造2025力度空前,关键部件的国产化突破是工控领域下一步发展的重中之重。2015年5月国家发布《中国制造2025》,旨在应对新技术冲击,推动传统制造业向高附加值制造业跨越式发展,而关键部件的国产化突破是提高智能制造水平,实施工业强基工程的重要任务。其中高精度数控机床、机器人和新能源汽车的开发作为重点突破领域,突出强调要加快突破伺服电机及驱动器等关键零部件的技术瓶颈。新的《第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中也明确提出要加快提升重点研制分散式控制系统、可编程逻辑控制器、数据采集和视频监控系统等工业控制装备,突破先进控制器、高精度伺服驱动系统、高性能减速器等智能机器人关键技术。预计未来我国伺服电机行业将快速发展,而主要发展趋势预计如下: 台州交流伺服电机厂家
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