Введение:В робототехнике сервоприводы являются распространенной темой.С ускоренными изменениями в Индустрии 4.0 был также модернизирован сервопривод робота.Современная роботизированная система требует, чтобы система привода не только управляла большим количеством осей, но и выполняла более интеллектуальные функции.
В робототехнике сервоприводы — обычная тема.С ускоренными изменениями в Индустрии 4.0 был также модернизирован сервопривод робота.Современная роботизированная система требует, чтобы система привода не только управляла большим количеством осей, но и выполняла более интеллектуальные функции.
На каждом узле работы многоосного промышленного робота, он должен использовать силы разной величины в трех измерениях для выполнения таких задач, как управление набором. Двигателив роботе естьспособен обеспечивать переменную скорость и крутящий момент в точных точках, а контроллер использует их для координации движения по разным осям, обеспечивая точное позиционирование.После того, как робот завершит задачу по перемещению, двигатель уменьшает крутящий момент, возвращая роботизированную руку в исходное положение.
Состоит из высокопроизводительной обработки управляющих сигналов, точной индуктивной обратной связи, источников питания и интеллектуальныхмоторные приводы, эта высокоэффективная сервосистемаобеспечивает сложное, почти мгновенное реагирование, точное управление скоростью и крутящим моментом.
Высокоскоростное управление сервоприводом в реальном времени — обработка управляющего сигнала и индуктивная обратная связь.
Основа реализации высокоскоростного цифрового управления следящим контуром в реальном времени неотделима от совершенствования процесса производства микроэлектроники.На примере наиболее распространенного трехфазного электрического двигателя робота трехфазный инвертор с ШИМ генерирует высокочастотные импульсные сигналы напряжения и выводит эти сигналы в трехфазные обмотки двигателя по независимым фазам.Из трех сигналов мощности изменения нагрузки двигателя влияют на обратную связь по току, которая воспринимается, оцифровывается и отправляется на цифровой процессор.Затем цифровой процессор выполняет алгоритмы высокоскоростной обработки сигнала для определения выходного сигнала.
Здесь требуется не только высокая производительность цифрового процессора, но и строгие требования к конструкции источника питания.Давайте сначала посмотрим на процессорную часть. Скорость основных вычислений должна соответствовать темпам автоматизированных обновлений, что больше не является проблемой.Некоторые чипы управления работойинтегрируйте аналого-цифровые преобразователи, счетчики множителей определения положения/скорости, генераторы ШИМ и т. д., необходимые для управления двигателем, с ядром процессора, что значительно сокращает время выборки контура сервоуправления и реализуется с помощью одного чипа. Он использует автоматическое управление ускорением и замедлением, управление синхронизацией передач и цифровое компенсационное управление тремя контурами положения, скорости и тока.
Алгоритмы управления, такие как упреждение по скорости, упреждение по ускорению, фильтрация нижних частот и фильтрация провалов, также реализованы на одном кристалле.Выбор процессора здесь повторяться не будет. В предыдущих статьях были проанализированы различные приложения роботов, будь то недорогое приложение или приложение с высокими требованиями к программированию и алгоритмам. На рынке уже есть много вариантов. Плюсы разные.
Не только обратная связь по току, но и другие измеренные данные также отправляются на контроллер для отслеживания изменений напряжения и температуры системы. Обратная связь с высоким разрешением по току и напряжению всегда была проблемой вуправление двигателем. Обнаружение обратной связи от всех шунтов/датчиков Холла/магнитные датчики при этом, несомненно, лучшие, но это очень требовательно к конструкции, да и вычислительной мощности нужно не отставать.
При этом, чтобы избежать потери сигнала и помех, сигнал оцифровывается вблизи края датчика. По мере увеличения частоты дискретизации возникает множество ошибок данных, вызванных дрейфом сигнала. При проектировании необходимо компенсировать эти изменения посредством индукции и корректировки алгоритма.Это позволяет сервосистеме оставаться стабильной в различных условиях.
Надежный и точный сервопривод — источник питания и интеллектуальный моторный привод
Источники питания со сверхвысокоскоростными функциями переключения со стабильным управлением с высоким разрешением обеспечивают надежное и точное сервоуправление. В настоящее время многие производители интегрируют силовые модули, используя высокочастотные материалы, которые гораздо проще проектировать.
Импульсные источники питания работают по топологии с замкнутым контуром на базе контроллера, а двумя наиболее часто используемыми силовыми ключами являются силовые МОП-транзисторы и IGBT.Драйверы затворов распространены в системах, в которых используются импульсные источники питания, которые регулируют напряжение и ток на затворах этих переключателей, управляя состоянием ВКЛ/ВЫКЛ.
В конструкции импульсных источников питания и трехфазных инверторов бесконечным потоком появляются различные высокопроизводительные драйверы интеллектуальных затворов, драйверы со встроенными полевыми транзисторами и драйверы со встроенными функциями управления.Интегрированная конструкция встроенного полевого транзистора и функция выборки тока позволяют значительно сократить использование внешних компонентов. Логическая конфигурация ШИМ и включения, верхнего и нижнего транзисторов, а также входа сигнала Холла значительно повышает гибкость конструкции, что не только упрощает процесс разработки, но и повышает энергоэффективность.
ИС сервоприводов также максимизируют уровень интеграции, а полностью интегрированные ИС сервоприводов могут значительно сократить время разработки и обеспечить превосходные динамические характеристики сервосистем.Интеграция предварительного драйвера, схем датчиков, защиты и силового моста в один корпус сводит к минимуму общее энергопотребление и стоимость системы.Здесь представлена полностью интегрированная блок-схема микросхемы сервопривода Trinamic (ADI), все функции управления реализованы аппаратно, встроенный АЦП, интерфейс датчика положения, интерполятор положения, полностью функционален и подходит для различных сервоприложений.
Полностью интегрированная микросхема сервопривода Trinamic (ADI)
краткое содержание
В высокоэффективной сервосистеме необходимы высокопроизводительная обработка сигналов управления, точная индукционная обратная связь, источник питания и интеллектуальный привод двигателя. Сотрудничество высокопроизводительных устройств может обеспечить роботу точный контроль скорости и крутящего момента, который мгновенно реагирует на движение в режиме реального времени.Помимо более высокой производительности, высокая степень интеграции каждого модуля также обеспечивает более низкую стоимость и более высокую эффективность работы.
Время публикации: 22 октября 2022 г.