Введение в сервосистему ЧПУ

    Сервосистема ЧПУ является важной частью станков ЧПУ, используемых для реализации управления сервоприводом CNC и шпинделя сервого управления. Функция системы численного управления сервопривода заключается в получении командной информации от численного устройства управления, после усиления мощности, пластиковой обработки, в исполнительные части станка линейного смещения или углового перемещения движения. Поскольку сервосистема ЧПУ является последним звеном станков ЧПУ, ее производительность будет напрямую влиять на точность и скорость станков ЧПУ и других технических показателей. Таким образом, сервое устройство cnc machine tool требует хорошей быстрой производительности реагирования, точного и чувствительного отслеживания цифрового командного сигнала, посылаемого устройством nc, и может добросовестно выполнять команду с устройства nc, чтобы улучшить динамические следующие характеристики и статическую точность отслеживания системы. Измерительный элемент определяет фактическое значение смещения каждой оси координат станко инструмента cnc и вводит его в устройство nc станка через систему обратной связи.

    Система цифрового управления серво управление представляет собой автоматическую систему управления с механическим смещением в качестве прямой цели управления. Его также можно назвать системой наблюдения позиции, или сервосистемой для краткости. Существует два основных вида системы сервопривода CNC: один - система сервоприводов, он управляет станком каждой оси координат движения режущего корма, в основном линейным движением; Другой является шпиндель сервосистемы, которая контролирует движение шпиндель резки, в основном вращающихся движений. Методы управления сервосистемой в основном делятся на три вида: открытая петля, замкнутая петля и полузакрытая петля. Это на самом деле относится к сервосистеме для достижения позиции сервоконтроля в трех направлениях.

Процесс разработки системы Servo:

    Из-за характеристик постоянного магнитного синхронного двигателя (PMSM), который соединен, изменяемый временем и нелинейный, трудно контролировать PMSM и получить более лучшую производительность управления скоростью. До 1971 года теория контроля векторов, предложенная доктором Ф.Блашке из Siemens в Германии, впервые совершила качественный скачок в теории управления ac motor. Вектор управления вектор преобразования метод был принят, ac двигатель, магнитный поток и крутящий момент разъединения, управление постоянного магнита синхронный двигатель похож на управление dc двигателя, тем самым значительно улучшить производительность управления, стать основным методом управления ac drive, постоянный магнит синхронного двигателя имеет хорошую производительность управления скоростью и производительности управления положением , таким образом, в cnc станок корма сервосистема была широко использована. Система ac servo станков ЧПУ широко использует три петли (текущая петля, петля скорости и петля положения) piD технологии управления, которая была продуктизована и сериализована. Тем не менее, есть еще некоторые проблемы в традиционном трехкольцевом режиме управления PID постоянного магнитного синхронного двигателя в применении станков ЧПУ:

    Параметр настройки регулятора является сложным и ошибка велика. Традиционная ручная конструкция параметров регулятора сервосистемы должна упростить систему, что приводит к повышенной ошибке, а система не работает в оптимальном состоянии.

Разъединение управления сервосистемой требует точной математической модели системы. Он сильно зависит от параметров системы (таких как коэффициент крутящего момента двигателя, структура механической системы, размер и частота силы резки и т.д.). При изменении параметров производительность системы может стать плохой.

    В традиционных результатах исследований большинство исследуемых объектов учитывают только управление двигателем, редко учитывают соответствие механических и электрических параметров и влияние динамической силы резки на динамическую производительность сервосистемы во время обработки. В системе комбикормов полностью замкнутых нцелей НК машинные инструменты, механическая система подачи и физический процесс резки содержатся в петле положения, и они не полностью отделены подсистемами от электрической системы управления сервоприводом, но новая интегрированная электромеханическая система формируется путем соединения обратной связи.

Основной принцип контроллера PID:

    При проектировании любой системы управления следует учитывать индексы стабильности, динамической характеристики, характеристики устойчивого состояния и надежности.

    Стабильность: это самое основное требование конструкции системы управления. Стабильность системы управления можно разделить на внутреннюю стабильность и внешнюю стабильность. Так называемая внутренняя стабильность системы заключается в том, что траектория, начиная с точки равновесия в любом исходном состоянии, сходится в точку равновесия, когда время бесконечно; Внешней стабильностью системы является стабильность входных данных и вывода, то есть ограниченный входной сигнал может получить ограниченный выход.

    Динамические характеристики: то есть форма и скорость процесса перехода системы, включая скорость реагирования и превышение. Скорость реагирования системы может быть выражена к тому времени, когда переходный процесс системы прошел. Перегибом является максимальная амплитуду колебаний системы. Вообще говоря, различные системы имеют разные требования к динамическим характеристикам. Для сервосистемы ЧПУ, чем быстрее скорость отклика, тем меньше ошибка отслеживания системы, и чем выше точность управления. Характеристика устойчивого состояния: то есть, когда система достигает стабильного состояния после переходного процесса, значение устойчивого состояния контролируемого количества соответствует ожидаемому значению. Для любой практической инженерной системы всегда есть ошибка между устойчивым государственным значением контролируемого количества и ожидаемым значением, которое можно назвать ошибкой устойчивого состояния, из-за влияния структуры системы, внешнего вмешательства, внутреннего трения и других нелинейных факторов. Ошибка устойчивого состояния является важным символом для измерения точности управления системой управления, и в технических индексах системы управления, как правило, существуют специфические требования.

    Надежность: когда ограничения системы изменяются, функциональные характеристики системы не будут затронуты. Если надежность системы хорошая, система все еще может поддерживать свою стабильность при изменении параметров. В процессе перехода скорость отклика и превышение системы не зависят от изменения параметров. Упомянутое здесь изменение параметра включает в себя не только фактическое изменение внешнего параметра, но и изменение внутреннего параметра системы.

    Технология управления PID является одной из самых ранних стратегий контроля, разработанной, которая имеет историю нескольких десятилетий. Он широко используется в промышленном управлении благодаря своим преимуществам простого алгоритма, хорошей надежности, высокой надежности и легкой регулировке. Когда структура и параметры контролируемого объекта не могут быть полностью освоено или не удается получить точную математическую модель, структура и параметры системного контроллера должны определяться опытом и отладкой на месте. В настоящее время наиболее удобно применять технологию управления PID. В практическом инженерном применении, PI управления и PD управления также могут быть использованы по мере необходимости. Контроллер PID основан на отклонении системы, через пропорциональные, интегральные и дифференциальные операции для контроля объема регулировки.