Systemau Servo Effeithlon mewn Robotiaid

Yn y diwydiant roboteg, mae gyriannau servo yn bwnc cyffredin.Gyda newid cyflymach Diwydiant 4.0, mae gyriant servo y robot hefyd wedi'i uwchraddio.Mae'r system robot bresennol nid yn unig yn ei gwneud yn ofynnol i'r system yrru reoli mwy o echelinau, ond hefyd i gyflawni swyddogaethau mwy deallus.

Ar bob nod yng ngweithrediad robot diwydiannol aml-echel, rhaid iddo ddefnyddio grymoedd o wahanol feintiau mewn tri dimensiwn i gwblhau tasgau megis trin set. Y moduronyn robot yngallu darparu cyflymder a trorym amrywiol ar bwyntiau manwl gywir, ac mae'r rheolydd yn eu defnyddio i gydlynu symudiad ar hyd echelinau gwahanol, gan alluogi lleoli manwl gywir.Ar ôl i'r robot gwblhau'r dasg drin, mae'r modur yn lleihau'r torque wrth ddychwelyd y fraich robotig i'w safle cychwynnol.

Yn cynnwys prosesu signal rheoli perfformiad uchel, adborth anwythol manwl gywir, cyflenwadau pŵer, a deallusgyriannau modur, y system servo effeithlonrwydd uchel honyn darparu ymateb soffistigedig bron yn syth ar gyflymder manwl gywir a rheolaeth trorym.

Rheolaeth dolen servo amser real cyflym - rheoli prosesu signal ac adborth anwythol

Mae'r sail ar gyfer gwireddu rheolaeth amser real digidol cyflym o ddolen servo yn anwahanadwy o uwchraddio'r broses weithgynhyrchu microelectroneg.Gan gymryd y modur robot trydan tri cham mwyaf cyffredin fel enghraifft, mae gwrthdröydd tri cham PWM yn cynhyrchu tonffurfiau foltedd pwls amledd uchel ac yn allbynnu'r tonffurfiau hyn i weindiadau tri cham y modur mewn cyfnodau annibynnol.O'r tri signal pŵer, mae newidiadau yn y llwyth modur yn effeithio ar yr adborth cyfredol sy'n cael ei synhwyro, ei ddigideiddio, a'i anfon at y prosesydd digidol.Yna mae'r prosesydd digidol yn perfformio algorithmau prosesu signal cyflym i bennu'r allbwn.

Nid yn unig y mae angen perfformiad uchel y prosesydd digidol yma, ond mae yna hefyd ofynion dylunio llym ar gyfer y cyflenwad pŵer.Gadewch i ni edrych ar y rhan prosesydd yn gyntaf. Rhaid i'r cyflymder cyfrifiadurol craidd gadw i fyny â chyflymder uwchraddio awtomataidd, nad yw bellach yn broblem.Rhai sglodion rheoli gweithrediadintegreiddio trawsnewidyddion A/D, cownteri lluosydd canfod lleoliad/cyflymder, generaduron PWM, ac ati sy'n angenrheidiol ar gyfer rheoli modur gyda chraidd y prosesydd, sy'n byrhau amser samplu'r ddolen rheoli servo yn fawr ac yn cael ei wireddu gan un sglodyn. Mae'n mabwysiadu rheolaeth cyflymiad ac arafiad awtomatig, rheolaeth cydamseru gêr, a rheolaeth iawndal digidol o dair dolen o safle, cyflymder a cherrynt.

Mae algorithmau rheoli fel porthiant cyflymdra, bwydo cyflymiad, hidlo pas isel, a hidlo sag hefyd yn cael eu gweithredu ar un sglodyn.Ni fydd dewis y prosesydd yn cael ei ailadrodd yma. Yn yr erthyglau blaenorol, mae cymwysiadau robot amrywiol wedi'u dadansoddi, boed yn gymhwysiad cost isel neu'n gymhwysiad â gofynion uchel ar gyfer rhaglennu ac algorithmau. Mae yna lawer o ddewisiadau ar y farchnad eisoes. Mae'r manteision yn wahanol.

Nid yn unig adborth cyfredol, ond mae data synhwyro arall hefyd yn cael ei anfon at y rheolwr i olrhain newidiadau mewn foltedd a thymheredd system. Mae adborth synhwyro cerrynt a foltedd cydraniad uchel wedi bod yn her erioedrheolaeth modur. Canfod adborth o bob siyntiau/synhwyryddion Neuadd/synwyryddion magnetig ar yr un pryd yn ddiamau yw'r gorau, ond mae hyn yn feichus iawn ar y dyluniad, ac mae angen i'r pŵer cyfrifiadurol gadw i fyny.

Ar yr un pryd, er mwyn osgoi colli signal ac ymyrraeth, caiff y signal ei ddigideiddio ger ymyl y synhwyrydd. Wrth i'r gyfradd samplu gynyddu, mae drifft signal yn achosi llawer o wallau data. Mae angen i'r dyluniad wneud iawn am y newidiadau hyn trwy sefydlu ac addasu algorithm.Mae hyn yn caniatáu i'r system servo aros yn sefydlog o dan amodau amrywiol.

Gyriant servo dibynadwy a manwl gywir - cyflenwad pŵer a gyriant modur deallus

Cyflenwadau pŵer gyda swyddogaethau newid cyflym iawn gyda phŵer rheoli cydraniad uchel sefydlog, rheolaeth servo dibynadwy a chywir. Ar hyn o bryd, mae gan lawer o weithgynhyrchwyr fodiwlau pŵer integredig gan ddefnyddio deunyddiau amledd uchel, sy'n llawer haws i'w dylunio.

Mae cyflenwadau pŵer modd switsh yn gweithredu mewn topoleg cyflenwad pŵer dolen gaeedig sy'n seiliedig ar reolwyr, a dau switsh pŵer a ddefnyddir yn gyffredin yw MOSFETs pŵer ac IGBTs.Mae gyrwyr gatiau yn gyffredin mewn systemau sy'n defnyddio cyflenwadau pŵer modd switsh sy'n rheoleiddio foltedd a cherrynt ar gatiau'r switshis hyn trwy reoli'r cyflwr ON / OFF.

Wrth ddylunio cyflenwadau pŵer modd switsh a gwrthdroyddion tri cham, mae nifer o yrwyr clwydi clyfar perfformiad uchel, gyrwyr â FETs adeiledig, a gyrwyr â swyddogaethau rheoli integredig yn dod i'r amlwg mewn ffrwd ddiddiwedd.Gall dyluniad integredig FET adeiledig a swyddogaeth samplu gyfredol leihau'r defnydd o gydrannau allanol yn fawr. Mae cyfluniad rhesymeg PWM a galluogi, transistorau uchaf ac isaf, a mewnbwn signal Hall yn cynyddu hyblygrwydd y dyluniad yn fawr, sydd nid yn unig yn symleiddio'r broses ddatblygu, ond hefyd yn gwella'r Effeithlonrwydd Pŵer.

Mae ICs gyrrwr servo hefyd yn gwneud y mwyaf o lefel yr integreiddio, a gall ICs gyrrwr servo cwbl integredig fyrhau'r amser datblygu ar gyfer perfformiad deinamig rhagorol systemau servo yn fawr.Mae integreiddio'r rhag-yrrwr, synhwyro, cylchedau amddiffyn a phont bŵer mewn un pecyn yn lleihau'r defnydd pŵer cyffredinol a chost system.Wedi'i restru yma mae diagram bloc IC gyrrwr servo cwbl integredig Trinamic (ADI), mae'r holl swyddogaethau rheoli yn cael eu gweithredu mewn caledwedd, ADC integredig, rhyngwyneb synhwyrydd sefyllfa, rhyngosodwr safle, yn gwbl weithredol ac yn addas ar gyfer amrywiol gymwysiadau servo.

 

Gyrrwr servo cwbl integredig IC, Trinamic (ADI)

crynodeb

Mewn system servo effeithlonrwydd uchel, mae prosesu signal rheoli perfformiad uchel, adborth sefydlu manwl gywir, cyflenwad pŵer a gyriant modur deallus yn anhepgor. Gall cydweithrediad dyfeisiau perfformiad uchel roi cyflymder cywir a rheolaeth trorym i'r robot sy'n ymateb ar unwaith yn ystod symudiad mewn amser real.Yn ogystal â pherfformiad uwch, mae integreiddio uchel pob modiwl hefyd yn darparu cost is ac effeithlonrwydd gwaith uwch.