伺服管制器每每应用古板的场所环内嵌速率环的串级管制方法。这种管制方法发生的年代,电流和速率管制是用硬件实行,而场所管制则用软件实行。它流通至今的由来之一是它的浅易性。开始安排速率环,接着安排场所环,而电流管制参数日常自愿设定。场所管制器每每由一个轻易的比例系数构成,速率管制器则蕴涵一个比例系数和一个积分症结(图1)。这种管制方法的一个弱点是存正在和速率成比例尾随偏差。应用前馈管制形式可能减小尾随偏差,但价格是浮现超调或者整准时辰延伸。中的伺服本能,Servotronix Motion Control开垦出了一种自适合非线性管制算法。这种名叫HD管制(HDC)的特别算法应用并联管制方法,全豹岔道处于统一级别并正在一个采样周期内同时施行。每一条岔道蕴涵一个可变的增益参数并自愿优化以满意高增益和高不乱性。所以,场所偏差和整准时辰被最小化,远远优于其他管制器的级别。该算法首要由两个模块构成,一个是可变增益模块,用于减小尾随偏差;另一个是自适合前馈模块,用于减小整准时辰(图2)。正在HDC算法运算经过中,可变增益(VGd、VGp、VGiv和VGi)自愿估计打算并动态窜改。正在体例变量层面,每一个增益具有它特定的成效,如速率偏差和场所偏差。正在运动经过中,可变增益可以比正在运动停顿时超越十倍。云云可能担保正在运动经过中及以较低速率运转时旅途尾随的高精度。别的,正在运动经过中,体例刚性被降低了3倍以上,从而担保特别小的尾随偏差。四个可变增益通过一套特别的算法得到均衡,以担保体例的不乱性。Kd参数所正在的岔道与速率反应环犹如,用于减小速率偏差。Kp参数所正在的岔道是一个比例型场所反应环,用于减小场所偏差。Ki参数所正在的岔道是场所反应环的积分症结,用于减小稳态偏差。Kiv参数所正在的岔道是HD管制特有的,它归纳了Kp岔道和ki岔道的效用。它发生的刚性比Kp超越两倍以上,并且不会发生振荡。它用于减小加快和稳态两种阶段的尾随偏差。它也能像积分参数(Ki)那样用于肃清稳态偏差,但具有与比例参数(Kp)一律疾的反响速率。适合前馈模块用于得到很短的整准时辰。因为Kiv和Ki岔道的杰出呈现,大部门反应反响(电流指令)存正在于积分症结之中。正在运动经过中,自适合前馈模块会看管加快率和电机转矩之间的类似性,并将这一联系用于正在减速阶段时治理积分症结。正在运动终了时,自适合前馈算法依据愿望的旅途加快率来窜改积分症结内的参数,从而实行零整准时辰(图4)。HDC算法已利用正在由Servotronix研发创制的CDHD伺服驱动器系列之中(图5)。参数整定通过CDHD用户界面软件ServoStudioTM自愿施行。只是,自愿安排往往是不敷的,某些利用还须要手动精调以优化参数。自愿安排和手动安排都是基于雷同的道理。正在自愿安排经过中,运动质地的优劣是由驱动器和软件来丈量和评估。正在手动安排时,则是由应用者来评估。无论哪种形式,伺服管制参数都是被渐进地窜改并选用抵达最佳本能的阿谁值。HDC参数整定轻易直观,并且施行起来很像古板PID参数的整定。每一个可变增益都是被渐渐加众直到产生振荡,然后低重10-20%,回到安详限制。利用央浼正在以最高速率运转时接续确凿度抵达2-3微米。应用带HDC算法的CDHD伺服驱动器正在担保确凿度的条件下,将该利用的最高运转速率从120 mm/s降低到了160 mm/s,从而使分娩效果降低了33%。正在与其他厂家伺服驱动器举办的一次比照测试中,当兴办以160 mm/s的速率运转时,CDHD驱动器昭着地实行了更高真实凿度和更低的纹波(图6)。其他厂家驱动器Servotronix CDHD-8A 120/240 VAC驱动器
总而言之,正在诸如CNC与切割、传送尾随、取放操作、PCB拼装、焊接、喷漆、喷涂和涂胶等等须要高旅途尾随确凿度和低整准时辰的利用中,HD管制已被阐明具有相当的上风。
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