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美國(guó)AB工控機(jī)6176M-15PN整機(jī)

價(jià)格
¥2,233.00

型號(hào)
6176M-15PN

品牌
廈門光沃自動(dòng)化設(shè)備有限公司

所在地
福建省 廈門市

更新時(shí)間
2023-11-03 03:52:03

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    6176M-15PN 6176M-15PN

    悟空和唐僧一起上某衛(wèi)視非誠(chéng)勿擾,悟空上臺(tái),24盞燈全滅。理由:1.沒房沒車只有一根破棍. 2.保鏢職業(yè)危險(xiǎn).3.動(dòng)不動(dòng)打妖精,對(duì)女生不溫柔. 4.坐過牢,曾被壓五指山下500年。唐僧上臺(tái),嘩!燈全亮。 理由:1.公務(wù)員; 2.皇上兄弟,后臺(tái)*硬 3.精通梵文等外語 4.長(zhǎng)得帥 5.*關(guān)鍵一點(diǎn):有寶馬!


    數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)*重要的功能是保證輸出的速度和距離準(zhǔn)確復(fù)制輸入要求。為了保證實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能,數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)基本包括電流控制環(huán),速度控制環(huán)和位置控制環(huán)三環(huán)控制的系統(tǒng)。電流環(huán)保證伺服系統(tǒng)的電流在動(dòng)態(tài)時(shí)為*波形; 速度環(huán)和位置環(huán)保證伺服系統(tǒng)在任何時(shí)刻的輸出速度和位置準(zhǔn)確復(fù)制輸入信號(hào)要求的速度和位置。評(píng)估伺服系統(tǒng)往往從系統(tǒng)的靜特性、動(dòng)特性出發(fā),本文從下面幾個(gè)美國(guó)AB模塊2711-T6C16L1具體指標(biāo)對(duì)伺服系統(tǒng)的性能進(jìn)行評(píng)估。 

    對(duì)輸出特性的要求 

    它是指被控制的伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的靜特性,根據(jù)這個(gè)特性,判斷在要求的速度范圍內(nèi)是否具有足夠的輸出轉(zhuǎn)矩以帶動(dòng)負(fù)載。是否有足夠的過載倍數(shù)使機(jī)械負(fù)載啟動(dòng)。電機(jī)的特性如圖1所示。一般伺服電機(jī)以轉(zhuǎn)矩作為主要參數(shù)。連續(xù)工作的轉(zhuǎn)矩不得過連續(xù)工作區(qū)。在起制動(dòng)及加減速時(shí)不得過斷續(xù)工作區(qū)。為了能反向和在制動(dòng)下工作,伺服系統(tǒng)還需要具有四象限工作的特性。美國(guó)AB模塊2711-T6C16L1

    圖1
    圖1 第I象限的轉(zhuǎn)矩特性
    系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的分析 

    系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性是描述系統(tǒng)在輸入的作用下,輸出隨時(shí)間變化的情況。 

    速度和電流控制系統(tǒng),有數(shù)字和模擬兩種控制方法,可分別采用離散和連續(xù)的數(shù)學(xué)方法分析。工程上為了簡(jiǎn)化分析,根據(jù)香農(nóng)定理,選擇數(shù)字系統(tǒng)的采樣頻率f0,數(shù)字系統(tǒng)信號(hào)頻譜中的*頻率為fmax。這樣系統(tǒng)就可以按連續(xù)系統(tǒng),用拉普拉斯傳遞函數(shù)的方法分析。 

    f0 ≥ fmax (1) 

    采樣周期T0為采樣頻率的倒數(shù)。 

    即T0< 1/f0,那么如何確定數(shù)字系統(tǒng)信號(hào)頻譜中的*頻率呢?以電流環(huán)為例,當(dāng)忽略反電勢(shì)作用時(shí),電流環(huán)由電流調(diào)節(jié)器、功率PWM 放大器、電機(jī)繞組電流產(chǎn)生電路、電流反饋組成; 繞組的電磁時(shí)間常數(shù)一般為幾十到幾百微秒的數(shù)量級(jí),相應(yīng)采樣周期數(shù)量級(jí)和一般使用的功率模塊如表1所示。 

    美國(guó)AB模塊2711-T6C16L1

    速度環(huán)經(jīng)常采用的兩種控制方式 

    為了分析速度系統(tǒng),把電流環(huán)近似為1; 由于伺服電機(jī)的軸端施加負(fù)載,所以伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性受阻尼和慣性負(fù)載的影響。為了提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,PID算法是工程上經(jīng)常采用的方法,美國(guó)AB模塊2711-T6C16L1速度環(huán)經(jīng)常采用的有PI和IP兩種控制方式。本質(zhì)上,PI與IP都是比例—積分的關(guān)系。但PI控制軟件處理的順序是先比例、后積分,著重于比例; 而IP控制軟件處理的順序是先積分、后比例,著重于積分。 

    lPI控制: 圖2為比例積分控制,其中K2為比例增益,K1為積分增益,KT為電機(jī)轉(zhuǎn)矩系數(shù),J為伺服電機(jī)軸上的慣量。 結(jié)構(gòu)上PI更強(qiáng)調(diào)比例的關(guān)系。因而,系統(tǒng)在收到速度指令后,比較短的時(shí)間就加大了的轉(zhuǎn)矩,PI控制適合于系統(tǒng)機(jī)械剛性低,間隙較大,響應(yīng)性能不太好,要求系統(tǒng)快速跟上的大型機(jī)械,這時(shí)可以增加K2,減小K1。如果剛性高的機(jī)械需要改進(jìn)起動(dòng)特性,也可以實(shí)施PI控制。

    圖2
    圖2 PI控制
    lIP控制: 圖3為積分比例控制,其中K1為積分增益,K2為比例增益。KT為電機(jī)轉(zhuǎn)矩系數(shù)。結(jié)構(gòu)上IP強(qiáng)調(diào)積分的關(guān)系。因而,機(jī)械開始起動(dòng)會(huì)有一定的延遲,系統(tǒng)比較穩(wěn)定起動(dòng)。因此,IP控制主要用在對(duì)起動(dòng)要求穩(wěn)定的系統(tǒng),比如,某機(jī)械為剛性高,響應(yīng)快的小型機(jī)械,為增加對(duì)擾動(dòng)的阻尼并且使起動(dòng)穩(wěn)定,可以采用IP控制,同時(shí)美國(guó)AB模塊2711-T6C16L1適當(dāng)加大速度環(huán)增益K1。
    圖3
    圖3 IP控制
    從以上的分析及相關(guān)的頻率特性計(jì)算可以得到: PI具有較大的高頻增益,因而提高了響應(yīng)性。相頻特性: PI在頻域范圍內(nèi)降接近90°; 而IP下降接近180°因而PI控制更穩(wěn)定; PI與IP兩者抗擾動(dòng)特性基本相同。 

    速度環(huán)采樣時(shí)間: 選電流環(huán)采樣時(shí)間的2-3倍就可以了。目前,伺服系統(tǒng)的采樣周期大約如表2: 

    美國(guó)AB模塊2711-T6C16L1

    在分析了速度環(huán)后,再看一看電流環(huán),一般也采取PI或IP的結(jié)構(gòu),分析的方法也一樣。 
    除了PI和IP的結(jié)構(gòu)外,有時(shí)也采用參考模型PI調(diào)節(jié)器的方法進(jìn)行補(bǔ)償。 

    負(fù)載慣量 

    對(duì)伺服系統(tǒng)動(dòng)特性的影響 

    伺服電機(jī)軸上的慣量包括電機(jī)和負(fù)載的慣量?jī)刹糠帧R陨蠈?duì)速度環(huán)的分析是不考慮負(fù)載慣量的情況。負(fù)載慣量直接影響使速度環(huán)的幅頻特性和相頻特性變壞。一般說,慣量越大,動(dòng)特性越不好。 從圖2~圖3看出,負(fù)載慣量對(duì)伺服系統(tǒng)的動(dòng)特性有影響。一般選負(fù)載慣量不大于電機(jī)慣量的3~5倍。 

    位置控制的動(dòng)態(tài)特性美國(guó)AB模塊2711-T6C16L1

    圖4
    圖4 伺服系統(tǒng)位置控制環(huán)簡(jiǎn)化圖
    經(jīng)過上面分析,在速度增益較大時(shí),速度環(huán)近似為1; 于是位置控制如圖4所示??梢园阉拈_環(huán)視為一個(gè)積分環(huán)節(jié)。其閉環(huán)為一階慣性環(huán)節(jié),時(shí)間常數(shù)為圖5中位置增益Kp的倒數(shù)。Kp的大小與機(jī)械的負(fù)載特性有很大的關(guān)系。Kp越大,響應(yīng)越快。一般大型機(jī)床Kp= 20~40/s,中、小型機(jī)床Kp=30-60/s,隨著控制系統(tǒng)性能的不斷改進(jìn),在高速和高精系統(tǒng)中,通過改善電流環(huán)特性,提高速度環(huán)增益,消除機(jī)械的共振點(diǎn)等措施,Kp可以大于100/s。
    圖5
    圖5 進(jìn)給伺服系統(tǒng)簡(jiǎn)化圖
    系統(tǒng)*速度與位置分辨率的關(guān)系 

    數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)是一個(gè)數(shù)字位置控制的系統(tǒng),在*輸出速度不變的情況下,其位置分辨率越高,對(duì)系統(tǒng)要求越高。為了分析方便,設(shè)系統(tǒng)電流環(huán)和美國(guó)AB模塊2711-T6C16L1速度環(huán)的增益足夠大,于是,可把伺服系統(tǒng)圖簡(jiǎn)化為圖5;圖4中的Kp為伺服系統(tǒng)圖簡(jiǎn)化后的位置增益,它的意義是當(dāng)位置系統(tǒng)有1個(gè)檢測(cè)單位誤差時(shí),系統(tǒng)的速度V多大。 

    即Kp=V/ε(2) 

    在式(2)中,當(dāng)位置增益不變,系統(tǒng)的誤差*時(shí),它的輸出速度也為*Vmax,如果位置控制器具有N位二進(jìn)制的誤差寄存器,那么*誤差為2N-1,為了達(dá)到*Vmax,式(3)必需得到滿足。 

    Kp(2N-1)≥Vmax (3) 

    Vmax愈大,在Kp不變的情況,N的位數(shù)愈大; 系統(tǒng)也就愈復(fù)雜。設(shè)2N>>1,那么: 

    N ≥ lg(Vmax/Kp)/lg2 (4) 

    例如,某機(jī)床設(shè)計(jì)要求分辨率為1nm,*速度為1m/min=109nm/min、相當(dāng)16.7×106pps,位置增益為100/s,根據(jù)式(4),需 18位以上的誤差寄存器才能滿足指標(biāo)要求。如果位置增益為25/s,需20位以上的誤差寄存器才能滿足指標(biāo)要求。增益越低,所需位數(shù)越大。 

    電子齒輪比 美國(guó)AB模塊2711-T6C16L1

    考慮到輸入與輸出單位的不同,把數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)簡(jiǎn)化成圖5,其中C,D分別為指令單位與檢測(cè)單位的倍增比。R2為*小移動(dòng)單位,M2為檢測(cè)單位, R1為*小輸入增量,或指令單位;M1為伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)時(shí)編碼器PC的脈沖數(shù); 設(shè)伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)相當(dāng)機(jī)床移動(dòng)為L(zhǎng),通過C,D的系數(shù)變換,可以得出: 

    R1/C=R2(5) 
    L/M1×D=M2(6) 

    由于 R2=M2, 所以 C/D=R1×M1/L (7) 

    C/D稱為電子齒輪比; 改變C,D可以使伺服系統(tǒng)在同樣*小輸入增量的輸入時(shí)可得到不同大小的檢測(cè)單位的輸出。例如,*小輸入增量為1μm,檢測(cè)單位為0.1μm,C=10,L=5mm, M1=10000p/r,那么D=5。 

    伺服系統(tǒng)的改進(jìn)措施 

    模擬伺服系統(tǒng)需要增加很多額外的硬件才能提高性能。但對(duì)數(shù)字伺服系統(tǒng)可以很容易通過軟件算法和通信接口的資源增加功能和提高性能。比如: 美國(guó)AB模塊2711-T6C16L1

    前饋控制 

    采用前饋控制是一種有效減少穩(wěn)態(tài)跟隨誤差的方法。它本質(zhì)是一種補(bǔ)償控制。利用數(shù)字伺服的位置前饋控制算法,可以減少位置環(huán)控制的滯后。增加了前饋后,跟隨誤差從式(2)變?yōu)槭?8)。 

    e=V/[ KP/(1-a)] (8) 

    其中a為前饋系數(shù); 為了減小高速時(shí)的振動(dòng),還可以增加速度前饋控制。 

    內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)的改進(jìn) 

    l電流環(huán)增加“1/2 PI”控制:當(dāng)負(fù)載小電流時(shí),電流環(huán)具有PI控制的特性;當(dāng)負(fù)載大電流時(shí),它卻具有IP控制的特性,這樣,可以壓縮由于大電流引起的電流調(diào),以滿足高速高精加工控制的需要; 

    l雙位置環(huán)控制: 在具有大間隙的機(jī)械上加工,當(dāng)在半閉環(huán)工作時(shí)是穩(wěn)定的,但構(gòu)成閉環(huán)時(shí)就有可能振動(dòng)。為此,采取雙位置控制的方法; 當(dāng)過渡過程時(shí), 系統(tǒng)處于半閉環(huán)下工作, 當(dāng)定位時(shí), 系統(tǒng)處于全閉環(huán)下工作; 

    l 振動(dòng)阻尼控制: 位置閉環(huán)系統(tǒng)有時(shí)應(yīng)用電機(jī)軸上的編碼器作為速度反饋,而利用分離式編碼器作為位置反饋;當(dāng)加減速時(shí),電機(jī)與機(jī)械間的連結(jié)可能變得不好,使得機(jī)械的速度與電機(jī)的速度稍為不同,這就很難控制機(jī)械。為此,設(shè)立了振動(dòng)阻尼控制環(huán)節(jié),它把電機(jī)與機(jī)械之間的速度差反饋到轉(zhuǎn)矩指令以降低機(jī)械的振動(dòng); 

    l觀測(cè)器功能: 比如,利用軟件估算控制狀態(tài),建立狀態(tài)觀測(cè)器。它可以用美國(guó)AB模塊2711-T6C16L1來估算電機(jī)電流、速度以識(shí)別非期望電流和控制消除機(jī)械的振蕩。 

    數(shù)字濾波器 

    在數(shù)字伺服系統(tǒng),經(jīng)常采用數(shù)字濾波器以去除機(jī)械的共振。這種濾波器有以下幾類: 低通濾波器,各種帶阻濾波器。 


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