伺服系統(tǒng)的扭矩控制(Toque Control)和速度控制(Velocity Control)?
一般定位上的伺服系統(tǒng)之伺服馬達(dá)控制方式可分為扭矩控制(Toque Control)及速度控制(Velocity Control)兩類,這兩種控制方式都需要控制器和驅(qū)動(dòng)器一起配合才有辦法動(dòng)作,扭矩控制定位時(shí),速度增益是在控制器上調(diào)整,驅(qū)動(dòng)器只要把命令轉(zhuǎn)換成馬達(dá)相對(duì)的輸出扭矩即可,而速度控制定位時(shí),速度增益是在驅(qū)動(dòng)器上調(diào)整,驅(qū)動(dòng)器要把命令轉(zhuǎn)換成馬達(dá)相對(duì)的轉(zhuǎn)速輸出.兩者方式詳細(xì)說明如下:
所謂的扭矩控制就(Toque Control)是伺服控制器輸出的+/- 10V電壓命令到伺服驅(qū)動(dòng)器上所代表的是要控制伺服馬達(dá)扭矩的大小,正電壓越大代表控制馬達(dá)的正向輸出扭矩越大,負(fù)電壓越大代表控制馬達(dá)的逆向輸出扭矩越大, 若命令電壓為0V時(shí)則表示馬達(dá)沒有輸出扭矩,在動(dòng)作時(shí),控制器會(huì)先輸出扭矩控制命令給驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器會(huì)根據(jù)這命令控制馬達(dá)的輸出扭矩 ,而控制器同時(shí)根據(jù)外部編碼器(一般皆安裝在馬達(dá)尾端) 回授來決定輸出的扭矩命令是否要加強(qiáng)或是減弱,然后連續(xù)重復(fù)執(zhí)行這種動(dòng)作以達(dá)到定位位置.這種控制方式對(duì)控制器本身來說會(huì)比較復(fù)雜一點(diǎn),因?yàn)樗俣仍鲆嬉诳刂破魃献稣{(diào)整,多了一項(xiàng)參數(shù)要執(zhí)行,而驅(qū)動(dòng)器上則較為簡單,至要把輸入的控制命令轉(zhuǎn)換成馬達(dá)相對(duì)的扭矩輸出即可,不需要考慮扭力是否足夠負(fù)荷外部負(fù)載,這問題是由控制器那邊去考慮的,所以這類的伺服驅(qū)動(dòng)器一般都只是單純的馬達(dá)電流比例控制而已 .
扭矩控制方式的優(yōu)點(diǎn)是可以在控制器上隨時(shí)改變馬達(dá)的輸出扭矩大小而不需要在驅(qū)動(dòng)器上做硬性的調(diào)整,這種靈活的扭矩控制方式可以在某些場合上達(dá)到特殊的應(yīng)用控制.例如,在應(yīng)用中有某一段距離移動(dòng)時(shí)不需輸出 100%的扭矩,則可以暫時(shí)經(jīng)由控制器把馬達(dá)輸出扭矩變小即可,然后在后面再把它恢復(fù)成100%扭矩即可.
而所謂的速度控制(Velocity Control)方式就是伺服控制器輸出的+/-10V 電壓命令到伺服驅(qū)動(dòng)器上所代表的是要控制伺服馬達(dá)速度的快慢,正電壓越大代表控制馬達(dá)的正向速度越快,負(fù)電壓越大代表控制馬達(dá)的反向速度越快,若命令電壓為0V時(shí)則表示馬達(dá)為停止?fàn)顟B(tài)(速度為零).在動(dòng)作時(shí),控制器會(huì)先輸出一個(gè)速度控制命令給伺服驅(qū)動(dòng)器,此伺服驅(qū)動(dòng)器會(huì)根據(jù)這速度命令控制馬達(dá)的輸出速度的快慢,而控制器同時(shí)根據(jù)外部編碼器(一般皆安裝在馬達(dá)尾端)回授來決定輸出的速度命令是否要調(diào)整加強(qiáng)或是減弱 ,然后連續(xù)重復(fù)執(zhí)行這種動(dòng)作以達(dá)到定位位置.這種控制方式的速度增益要在驅(qū)動(dòng)器上面調(diào)整,驅(qū)動(dòng)器會(huì)根據(jù)所接收的速度命令去調(diào)整輸出到馬達(dá)上的電流大小(因?yàn)槿粲型庠谪?fù)載會(huì)使馬達(dá)轉(zhuǎn)速變慢)以達(dá)到所要求的速度,而控制器上面的速度增益則需設(shè)為零(不做調(diào)整) .
其實(shí)這兩種控制器的定位方式,在控制器上都需要外部伺服馬達(dá)的編碼器 (Encoder)配合回授接口來達(dá)到定位的目的,只是控制方式上有所不同而已,至于你需要哪一種的控制方式 ,則需看你的控制器和伺服驅(qū)動(dòng)器搭配上可否連接,有些驅(qū)動(dòng)器或控制器是兩種模式都可以接受的,有些則不行 .故在選用上要考慮清楚,或者直接向廠商選用整組系統(tǒng)的方式(控制+驅(qū)動(dòng)+馬達(dá))較為有保障.