A silnik serwoSilnik serwosterujący (Servomotor) to silnik, który może precyzyjnie kontrolować położenie, prędkość i przyspieszenie i jest zazwyczaj stosowany w aplikacjach wymagających precyzyjnego sterowania ruchem. Można go rozumieć jako silnik, który reaguje na sygnał sterujący: przed jego podaniem wirnik pozostaje nieruchomy; po wysłaniu sygnału sterującego wirnik natychmiast się obraca; po utracie sygnału sterującego wirnik może się natychmiast zatrzymać. Zasada działania serwomotorów opiera się na układzie sterowania, enkoderze i pętli sprzężenia zwrotnego. Poniżej znajduje się szczegółowe wyjaśnienie działania serwomotorów:
Układ sterowania: Układ sterowania serwosilnika zazwyczaj składa się z kontrolera, sterownika i silnika. Kontroler odbiera sygnały sterujące z zewnątrz, takie jak polecenia dotyczące położenia lub prędkości, a następnie przetwarza je na sygnały prądowe lub napięciowe i przesyła do sterownika. Sterownik steruje obrotami silnika zgodnie z sygnałem sterującym, aby uzyskać żądaną pozycję lub prędkość.
Enkoder: Serwosilniki są zazwyczaj wyposażone w enkoder mierzący rzeczywiste położenie wirnika silnika. Enkoder przekazuje informacje o położeniu wirnika do układu sterowania, umożliwiając mu monitorowanie położenia silnika w czasie rzeczywistym i jego regulację.
Pętla sprzężenia zwrotnego: System sterowania serwosilnikami zazwyczaj wykorzystuje sterowanie w pętli zamkniętej, które reguluje moc wyjściową silnika poprzez ciągły pomiar aktualnego położenia i porównywanie go z położeniem żądanym. Ta pętla sprzężenia zwrotnego zapewnia zgodność położenia, prędkości i przyspieszenia silnika z sygnałem sterującym, umożliwiając precyzyjne sterowanie ruchem.
Algorytm sterowania: Układ sterowania serwosilnikiem zazwyczaj wykorzystuje algorytm sterowania PID (proporcjonalno-całkująco-różniczkujący), który w sposób ciągły reguluje wyjście silnika, aby uzyskać położenie jak najbliższe pozycji rzeczywistej i żądanej. Algorytm sterowania PID może regulować wyjście silnika na podstawie różnicy między położeniem rzeczywistym a położeniem żądanym, aby zapewnić precyzyjną kontrolę położenia.
W praktyce, gdy układ sterowania otrzymuje polecenia dotyczące położenia lub prędkości, sterownik steruje obrotami silnika na podstawie tych poleceń. Jednocześnie enkoder stale mierzy rzeczywiste położenie wirnika silnika i przekazuje te informacje do układu sterowania. Układ sterowania reguluje wyjście silnika za pomocą algorytmu regulacji PID na podstawie informacji o rzeczywistym położeniu przekazywanych przez enkoder, tak aby położenie rzeczywiste było jak najbliższe położeniu żądanemu.
Zasadę działania serwosilnika można rozumieć jako układ sterowania w pętli zamkniętej, który stale mierzy aktualną pozycję i porównuje ją z pozycją zadaną, a następnie dostosowuje moc wyjściową silnika w zależności od różnicy, aby uzyskać precyzyjną kontrolę położenia, prędkości i przyspieszenia. Dzięki temu serwosilniki są szeroko stosowane w aplikacjach wymagających precyzyjnego sterowania ruchem, takich jak obrabiarki CNC, roboty, urządzenia automatyki i inne dziedziny.
Ogólnie rzecz biorąc, zasada działania serwosilnika opiera się na synergii układu sterowania, enkodera i pętli sprzężenia zwrotnego. Dzięki interakcji tych elementów uzyskuje się precyzyjną kontrolę położenia, prędkości i przyspieszenia silnika.
Pisarz: Sharon
Czas publikacji: 12 kwietnia 2024 r.