CNC обработващ център Аксесоари за CNC машинни инструменти: решения за шума на серво мотора
Шумът обикновено се определя като безполезни компоненти в сигнала и е повсеместен. В машинните инструменти с ЦПУ и заобикалящата ги среда шумовото смущение е неизбежно, включително отклонение, причинено от температурни промени и различни сигнали за електрически смущения. Различните сигнали за шумови смущения неизбежно ще намалят точността на проследяване на серво системите. В контролния шкаф на металорежещите машини с ЦПУ обикновено се използват технология за заземяване, технология за екраниране и технология за изолиране, за да се елиминира влиянието на сигналите за шумови смущения.
Проектирането на наблюдатели на смущения за различни сигнали на смущения и компенсирането им в системите за серво управление е начин за намаляване на въздействието на смущенията и подобряване на устойчивостта на системата. Много учени в страната и чужбина са провели изследвания върху методите за контрол на компенсацията за сигнали за смущения в серво управление. KIM и др. проектира размит наблюдател на смущения за контрол на проследяването на обратната връзка на системи с множество входове и изходи и използва размит наблюдател на смущения за контрол на скоростта на синхронни двигатели с постоянен магнит
RYOO и др. проектира стабилен наблюдател на смущения и провежда експерименти за контрол на проследяването на релси в системи за оптични дискови устройства; LU и др. изследвани наблюдатели на сигнали за смущения, използвайки теорията за повтарящо се управление в плъзгащ се режим; Dong Mingxiao и други съчетаха метода за проектиране на смесена чувствителност, за да проектират H ∞ здрав контролер за CNC серво машина.
Статията анализира въздействието на шумовите смущения върху точността на проследяване на серво системите и предлага метод за управление за наблюдение и компенсиране на сигнали за шумови смущения: чрез откриване на напрежението, приложено към серво драйвера и ротационното ъглово изместване на серво мотора, шумовите смущения се наблюдава и сумата за компенсация на смущението се добавя към изхода на позиционния контролер, за да се постигне компенсация. Бяха проведени симулационни експерименти върху типични шумови смущаващи сигнали с формата на трион.
Модел на сервосистема за цифрово управление и електрически смущаващи ефекти
Блокова схема на полузатворена захранваща серво система с шумово смущение. Сигналът за команда за позиция от интерполатора е зададен на X (s), а изходният сигнал за ъглово изместване на сервомотора е зададен на Y (s). Контурът за управление на позицията е настроен да приема пропорционално управление, а функцията за предаване е сигнал за смущение от шум. Грешката в стационарно състояние, генерирана от сигнала за смущение, е свързана със самия сигнал за смущение, както и с частта преди точката на действие на N (s) в захранващата серво система.
Методи за наблюдение и компенсиране на шумовите смущения
В захранващата сервосистема е добавена връзка за наблюдение и компенсиране на шумови смущения. Както е показано на фигура 2, чрез откриване на сигнала за напрежение, приложен към серво драйвера и ъгловото изместване на серво мотора, се наблюдава сигналът за смущение N (s) и сумата за компенсиране на смущението се добавя към изхода на регулатора на позицията към постигне обезщетение.
От уравнения (3) до (5) може да се получи трансферната функция на затворената верига G (s) на системата с добавяне на шумови смущения и наблюдение и компенсатор, което е напълно съвместимо с уравнение (2). Това показва, че методът за наблюдение и компенсиране на шумовите смущения, показан на Фигура 2, може да компенсира влиянието на смущенията и да подобри способността на системата за предотвратяване на смущения.
Симулация на методите за наблюдение и компенсиране на шумовите смущения
Позиционният контролер приема PID управление с пропорционален коефициент от 8,1, интегрален коефициент от 0.002 и диференциален коефициент от 0.032. Когато провеждате изследване на симулация на компенсация за наблюдение на шумови смущения, задайте входния сигнал на командата за позиция като 2sin (0,4 π t); Шумовото смущение е сигнал с трионообразна вълна с амплитуда 0,5 и период от 2 секунди.
Когато не се вземат предвид сигналите за шумови смущения, грешката при проследяване на серво захранващата система е показана на Фигура 4, а грешката при проследяване на системата е в диапазона от ± 0.006 mm ; Когато се добавят сигнали за шумови смущения без наблюдение и компенсация на смущенията, грешката при проследяване е показана на фигура 5, а грешката при проследяване на системата е в диапазона от ± 0,02 mm; След използване на метода за наблюдение и компенсиране на шумовите смущения, споменат в статията, грешката при проследяване е показана на фигура 6, а грешката при проследяване на системата е в диапазона от ± 0,007 mm. Сравнението показва, че изследваните методи за наблюдение и компенсиране на шумовите смущения могат ефективно да подобрят способността за предотвратяване на смущения на системата за серво захранване.
Заключение
Шумовите сигнали са навсякъде и на интерфейса на драйвера на сервосистемата в машинните инструменти с ЦПУ шумовите смущения включват дрейф, причинен от температурни промени и различни сигнали за електрически смущения. Различните сигнали за шумови смущения неизбежно ще намалят точността на проследяване на серво системите. В статията е проектиран метод за наблюдение и компенсиране на шумови смущения не от гледна точка на хардуера, а от гледна точка на софтуерната компенсация: чрез откриване на напрежението, приложено към серво драйвера и ротационното ъглово изместване на серво мотора, шумът се наблюдава смущение и сумата за компенсация на смущението се добавя към изхода на позиционния контролер, за да се постигне компенсация. Симулацията на типичните сигнали за смущение на трионообразна вълна показва, че предложеният метод за наблюдение и компенсация може ефективно да подобри точността на проследяване и да подобри способността на системата за предотвратяване на смущения. Този метод е полезно допълнение към хардуерната технология против смущения.