最高控制精度100kHz的Triamec伺服驅(qū)動器

文:2024年第五期

  Triamec伺服驅(qū)動器的控制周期為100 kHz,比傳統(tǒng)驅(qū)動器快4到10倍,能使控制偏差減少到十分之一,并能主動抑制振動,優(yōu)點是精度最高且剛性最強。

  Triamec伺服驅(qū)動技術(shù)的優(yōu)越性基于兩大支柱:最小死區(qū)時間或快速控制周期,以及完美的傳感器信號。

  最小死區(qū)時間

  Triamec 使用所有控制工程方法中最有效的方法:持續(xù)最小化死區(qū)時間和最大化控制周期。這可實現(xiàn)最大的反應(yīng)速度:每個控制系統(tǒng)的目標(biāo)是盡快抑制路徑或位置偏差,同時確保最佳引導(dǎo)行為。

  在 2005 年 11 月于紐倫堡舉行的SPS-Drives交易會上的一次會議上,Kucera 博士闡述了控制系統(tǒng)中最小死區(qū)時間帶來的積極作用。他表明,死區(qū)時間的減少,即從測量變量的采集到輸出至放大器的時間,帶來了具體的優(yōu)勢:從260μs減少到25μs允許將機械帶寬從150增加到450Hz的三倍,這對應(yīng)于剛度增加十倍。

  通過高控制采樣,可以主動抑制高達千赫茲范圍的共振。這非常有用,因為超出有用帶寬的共振通常也會限制動態(tài)范圍。

  Triamec伺服驅(qū)動器中的控制具有五個可自由編程的通用二階濾波器。所有控制參數(shù)和狀態(tài)都以SI單位存儲在伺服驅(qū)動器中,并且可以在TAM System Explorer中以高達100kHz的采樣率實時顯示和分析。

  傳感器的最佳掃描

  伺服驅(qū)動器中的數(shù)字控制器取決于通過掃描模擬傳感器和隨后的數(shù)字化獲得的測量變量。眾所周知的Nyquist和Shannon采樣定理規(guī)定,采樣的傳感器信號中不能存在高于采樣頻率一半的頻率分量,否則會出現(xiàn)錯誤,即所謂的混疊,這會對控制質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。

  Triamec 的伺服驅(qū)動器通過對信號進行復(fù)雜的硬件和軟件過濾來滿足這一要求。信號首先用更高階的無源和有源模擬濾波器進行濾波,然后以高頻采樣(“過采樣”)。第二個是在FPGA中進行數(shù)字濾波,以便對控制的輸入信號進行頻譜處理。

  這種技術(shù)的成功在于非常好的、低噪聲的電流和位置測量,這是首屈一指的。除了快速的時鐘頻率之外,這也是Triamec伺服驅(qū)動器實現(xiàn)卓越控制質(zhì)量的基礎(chǔ)。同時,出色的信號處理使軸的運行非常安靜。

伺服驅(qū)動

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