"Servo" tiếng Anh servo - nghĩa của từ "nô lệ" trong tiếng Hy Lạp. Mọi người muốn sử dụng "cơ chế servo" như một công cụ thuần hóa tiện dụng, tùy thuộc vào các yêu cầu của tín hiệu điều khiển. Trước khi tín hiệu đến, nó sẽ không di chuyển; sau khi tín hiệu đến, nó sẽ chuyển ngay lập tức; khi tín hiệu biến mất, nó có thể dừng lại ngay lập tức. Vì hiệu suất "servo-slave" của nó, nó được đặt tên là - hệ thống điều khiển servo.
Định nghĩa Servo:
(1)Hệ thống Servo: Hệ thống điều khiển tự động thay đổi đầu ra của đối tượng như vị trí, hướng, trạng thái và thời điểm của đối tượng và có thể theo dõi bất kỳ thay đổi nào về lượng đầu vào (hoặc một giá trị nhất định).
(2) Trong hệ thống điều khiển tự động, một hệ thống có thể đáp ứng tín hiệu điều khiển với một mức độ chính xác nhất định được gọi là hệ thống theo dõi, còn được gọi là hệ thống servo. Để đảm bảo độ chính xác của phản hồi tức thời này, thường có sự so sánh phản hồi của cảm biến về vị trí, tốc độ và mô-men xoắn, còn được gọi là điều khiển vòng kín.
Nhiệm vụ chính của servo là khuếch đại, biến đổi và điều khiển công suất theo yêu cầu của lệnh điều khiển, do đó việc điều khiển vòng kín mômen, tốc độ và vị trí đầu ra của thiết bị truyền động rất linh hoạt và thuận tiện. .
Nói một cách đơn giản, vị trí, thời gian và lực của hệ chuyển động là â € œobedientâ € ?? tại mọi thời điểm, tại thời điểm nào và ở vị trí nào, và lượng lực phát ra tại vị trí này được gọi là điều khiển servo.
Trong số đó, nếu hệ thống chuyển động được dẫn động bởi động cơ, thì vị trí của động cơ tương ứng với dòng điện làm việc do động cơ đầu vào, đó là vấn đề cần giải quyết của hệ thống điều khiển servo. Ở vị trí nào, điện áp và dòng điện (bao gồm cả pha) được đưa vào động cơ ở vị trí nào, điều khiển vòng lặp vị trí và dòng điện được gọi là này. Số lượng thay đổi vị trí theo thời gian là vòng tốc độ, và sự thay đổi trong vòng tốc độ là gia tốc và độ giật. Từ vật lý, chúng ta biết rằng gia tốc tương ứng với lực (chẳng hạn như gia tốc trọng trường G), và lực đầu ra của động cơ được điều khiển bởi điện áp đầu vào (bao gồm cả pha), sau đó từ đầu vào động cơ là vòng dòng = lực, từ động cơ Phản hồi của cảm biến là gia tốc = lực. Thông qua phản hồi đến cảm biến trên động cơ, thông tin vị trí và gia tốc được thu được và so sánh với đầu vào điều khiển để tạo thành hệ thống điều khiển servo vòng kín.
Bộ mã hóa quay là một cảm biến vị trí quay xuất ra tín hiệu xung tăng dần (đại diện cho sự thay đổi vị trí) hoặc tín hiệu vị trí góc có giá trị tuyệt đối. Đạo hàm đầu tiên của tín hiệu này cho thời gian là vận tốc và đạo hàm thứ hai là gia tốc. Do đó, bộ mã hóa quay là lựa chọn cảm biến phản hồi tốt nhất cho hệ thống servo.
Động cơ là thiết bị truyền động chuyển động được sử dụng phổ biến nhất. Trình điều khiển động cơ có điều khiển vòng kín về vị trí, tốc độ và mô-men xoắn. Nó được gọi là â € œservo motorâ € ??. Động cơ servo thường được sử dụng là động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu AC, và đôi khi động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu AC được gọi là động cơ servo.
Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu AC:
Tức là rôto được làm bằng vật liệu nam châm vĩnh cửu, nên sau khi quay, khi từ trường quay của stato động cơ thay đổi, rôto cũng thay đổi tốc độ của tần số đáp ứng, và tốc độ rôto = lực từ stato tốc độ đẩy, vì vậy nó được gọi là "đồng bộ". Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu AC được trang bị bộ mã hóa cho các yêu cầu điều khiển đồng bộ hóa của chúng. Các bộ mã hóa này không chỉ cung cấp tín hiệu vị trí góc (chẳng hạn như tín hiệu xung tăng dần hoặc tín hiệu số tuyệt đối), mà còn cung cấp các thay đổi vị trí rôto. Tín hiệu pha (chẳng hạn như tín hiệu UVW hoặc tín hiệu sin và côsin lần lượt đơn C, D), tín hiệu vị trí góc dưới dạng phản hồi vòng kín về vị trí và vận tốc và tín hiệu chuyển mạch rôto cho phản hồi vòng kín của đầu vào lực đẩy mô-men xoắn vòng lặp của động cơ tới thu được chuyển động quay rôto đồng bộ. Do đó, động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu xoay chiều đã có được đặc tính "servo" một cách tự nhiên do bổ sung trực tiếp bộ mã hóa, thông tin phản hồi về vị trí, tốc độ và mô-men xoắn, và điều khiển vòng kín.
Trên thực tế, không chỉ động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu xoay chiều có thể có đặc tính servo, động cơ không đồng bộ xoay chiều thông qua bộ điều khiển (biến tần) và phản hồi cảm biến (chẳng hạn như bộ mã hóa), cũng có thể được chỉ huy bởi bộ điều khiển để đạt được vị trí, tốc độ và thậm chí cả mô-men xoắn đầu ra Điều khiển vòng kín và phản hồi tiếp theo cũng có thể đạt được các đặc tính của hệ thống "servo".
Cho dù nó có thể được gọi là "servo" hay không là phản ứng tiếp theo của nó và độ chính xác điều khiển về vị trí, tốc độ và lực đầu ra có thể đáp ứng các yêu cầu sử dụng hay không và nó không nằm ở việc sử dụng bộ truyền động động cơ nào.
Dưới tiền đề phát triển công nghệ chuyển đổi tần số, bộ điều khiển truyền động servo có công nghệ điều khiển chính xác hơn và hoạt động thuật toán hơn so với việc chuyển đổi tần số chung trong vòng lặp hiện tại, vòng lặp tốc độ và vòng lặp vị trí bên trong biến tần. Nó cũng mạnh hơn biến tần truyền thống. Nhiều, điểm chính là kiểm soát vị trí chính xác. Tốc độ và vị trí được điều khiển bởi các lệnh được gửi bởi bộ điều khiển máy chủ (tất nhiên, có một số chuyển đổi tần số - bộ điều khiển tích hợp bộ điều khiển hoặc đặt trực tiếp các thông số vị trí và tốc độ trong biến tần bằng phương tiện truyền thông bus, hoặc thẻ PG ) Các thuật toán bên trong của biến tần và các phép tính nhanh hơn, chính xác hơn và các thiết bị điện tử hoạt động tốt hơn làm cho nó trở nên ưu việt hơn so với bộ biến tần.
Bộ điều khiển tần số thay đổi và động cơ tạo thành bộ điều khiển vòng mở điều khiển thay đổi tốc độ, động cơ bước và bộ điều khiển tạo thành bộ điều khiển vòng mở thay đổi vị trí (bước) nếu cảm biến (ví dụ: mã được thêm vào biến hệ thống động cơ tần số hoặc hệ thống động cơ bước) Do đó, bộ điều khiển lệnh bên ngoài (chẳng hạn như PLC hoặc thẻ điều khiển được tích hợp trong trình điều khiển động cơ) cũng có thể đạt được vòng lặp khép kín kép về vị trí và tốc độ, đồng thời đảm bảo đáp ứng của lực đầu ra động cơ và vị trí dừng. Một hệ thống điều khiển "servo".
Hệ thống điều khiển servo không chỉ là động cơ truyền động chuyển động mà còn là hệ thống truyền động cơ khí, chẳng hạn như hộp số, trục vít đẩy, bộ truyền động bánh răng, v.v. Các hệ thống truyền động cơ khí này có lỗi gia công và lắp ráp, đồng thời có sự thay đổi nhiệt độ và mặc. Các lỗi do các yếu tố môi trường tại chỗ khác gây ra, để ngăn chặn ảnh hưởng của độ chính xác điều khiển do các lỗi này gây ra, các cảm biến đôi khi được thêm vào thiết bị đầu cuối chuyển động như phản hồi thông tin về vị trí và tốc độ đến hệ thống điều khiển servo để sửa lỗi. Phương pháp điều khiển như vậy được gọi là điều khiển "vòng kín hoàn toàn", chẳng hạn như bổ sung bộ mã hóa tuyến tính hoặc bộ mã hóa quay. Để đảm bảo độ chính xác lâu dài của điều khiển vị trí, cần phải thêm một cảm biến vị trí 0 hoặc một bộ mã hóa giá trị tuyệt đối vị trí đầu cuối trong hệ thống điều khiển-thực thi. Bộ mã hóa giá trị tuyệt đối không cần phải lo lắng vì mã hóa duy nhất của từng vị trí cơ học trong cảm biến. Tín hiệu bị ảnh hưởng bởi nhiễu bên ngoài và thông tin vị trí sau khi mất điện bị mất.
Cho dù đó là động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu AC (còn được gọi là động cơ servo trực tiếp), hoặc các thiết bị truyền động cơ học như động cơ tần số thay đổi và động cơ bước, nó cần được điều chỉnh bằng bộ điều khiển, hệ thống truyền động cơ khí và cảm biến đầu cuối để tạo thành một "Servo" hoàn chỉnh hệ thống điều khiển. Độ chính xác điều khiển (độ chính xác vị trí và phản hồi thời gian theo dõi) của hệ thống servo bao gồm động cơ truyền động, trình điều khiển động cơ, thực hiện truyền cơ học, bộ điều khiển tổng hệ thống, v.v. với các yêu cầu "đồng bộ hóa" của nó. Được thiết kế với độ chính xác điều khiển servo cao nhất. Tuy nhiên, để đảm bảo độ chính xác điều khiển và độ tin cậy điều khiển của đầu cuối thực hiện chuyển động, cần phải cân bằng độ chính xác của hệ thống truyền động cơ khí với độ chính xác và độ tin cậy của cảm biến vị trí cuối (chẳng hạn như bộ mã hóa tuyệt đối).
Ví dụ, điều khiển vòng kín của thang máy tải ô tô, bộ mã hóa đã được cài đặt trên máy chủ nâng thang máy (chẳng hạn như ERN1387 của HEIDENHAIN, Đức), cung cấp tín hiệu sin và cosin A, B gia tăng, 2048 chu kỳ xung mỗi tuần, trong khi cung cấp một tín hiệu sin và cosin C và D của một chu kỳ, các tín hiệu sin và cosin C và D của một vòng tròn duy nhất được chia theo vị trí thô, có thể cung cấp thông tin chuyển mạch của động cơ UVW; và các tín hiệu sin và cosine của 2048 chu kỳ mỗi tuần đi xa hơn. Được chia nhỏ để có được các thay đổi vị trí có độ phân giải cao. Thông tin thay đổi vị trí có độ phân giải cao này chủ yếu được sử dụng cho các tính toán gia tốc ngắn hạn. Vì phản hồi gia tốc chính xác là cần thiết khi biến thời gian nhỏ, nên cần phải so sánh Thông tin thay đổi vị trí nhiều hơn, đòi hỏi độ phân giải rất cao của bộ mã hóa và độ chính xác vị trí chính xác, đảm bảo phản hồi gia tốc chính xác để điều khiển dòng đầu vào động cơ.
Tuy nhiên, do lỗi cơ học trên hệ thống cơ học của thang máy, thang máy vẫn cần được cấp nguồn trở lại bằng cảm biến đo mức bên ngoài khi mỗi lớp dừng, để có thể định vị chính xác, ví dụ sử dụng quang điện mức phẳng. hoặc trực tiếp sử dụng bộ mã hóa nhiều lượt tuyệt đối lớp phẳng. Để tạo thành một hệ thống servo vòng kín chính xác về vị trí.
Trên thực tế, bộ mã hóa được yêu cầu bởi hệ thống servo có thể có hai (hoặc chỉ một), một là ở đầu tốc độ cao của động cơ, đối với phản hồi chuyển mạch và gia tốc của động cơ, phản hồi này đi vào trình điều khiển động cơ, điều này xác định sự đổi chỗ của dòng điện điều khiển của động cơ. Với kích thước (vòng mô-men xoắn), còn lại là để định vị chính xác đầu tốc độ thấp của đầu cuối vị trí. Các bộ mã hóa ở phía động cơ yêu cầu độ phân giải cao, các bộ mã hóa gia tăng độ phân giải cao thường được sử dụng để thu được các biến thể nhỏ trong gia tốc; trong khi các bộ mã hóa trong các thiết bị đầu cuối chuyển động yêu cầu vị trí chính xác và đáng tin cậy, các bộ mã hóa nhiều lượt thường được sử dụng (Cũng hữu ích như một thang đo tuyến tính).
Nếu chỉ sử dụng một bộ mã hóa (ví dụ, chỉ bộ mã hóa đầu cuối của động cơ), thì cần phải dựa vào độ chính xác cao của bộ phận truyền động cơ khí ở vị trí, và bộ truyền cơ khí chính xác cao hiện nay gần như nằm trong tay của người Nhật. và các nhà sản xuất của Đức. sự độc quyền. Thêm một bộ cảm biến (bộ mã hóa) vào thiết bị đầu cuối là một cách để tránh sự độc quyền này.
Trong hệ thống điều khiển biến tần, vì không cần tín hiệu chuyển mạch động cơ, bộ mã hóa có thể được gắn trực tiếp trên đầu cuối chuyển động, còn được gọi là đầu cuối tốc độ thấp.
Chúng ta có hai khái niệm, một là hệ thống servo và hai là động cơ servo. Hai điều này không phải là cùng một khái niệm. Động cơ servo là một thiết bị truyền động đặc biệt. Thiết kế truyền động động cơ của nó là điều khiển vòng kín vị trí, tốc độ và mô-men xoắn ngay từ đầu, nhưng động cơ không phải là một phần của cơ cấu chấp hành, nó không đại diện cho toàn bộ hệ thống servo.
Điều khiển vòng kín có thể được gọi là hệ thống servo không? Không, nhưng đảm bảo khả năng điều khiển nhanh và độ chính xác về không gian (vị trí) và phản ứng thời gian. Tuy nhiên, độ chính xác của việc theo dõi "nhanh" và vị trí là tương đối, sẽ luôn có độ lệch nhất định, đây cũng là một trong những đặc điểm của servo. Servo thực là loại bỏ ảnh hưởng của độ lệch này đến kết quả điều khiển.
Những người đã xem mục này cũng đã xem：
Các sản phẩm bạn có thể muốn biết
：
