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运动控制系统基本概念介绍

运动控制系统基本概念介绍

    一个运动控制系统一般包括:处理运动算法和信号的控制器;一个能增强信号、可供应执行器提供运动输出放大器;反馈(传感器/变送器)系统,可基于输出和输入的比较值,调节过程变量。

 

    系统还包括一个操作员界面或主机终端前端处理(front-end)设备。反馈意味着大多数运动控制系统是闭环系统;但是,也不排除一些是开环系统,特别是步进电机系统中。执行器有各种形式--电动机、汽缸、螺旋线圈等,可以是电气的、液压的、气动的或其他类型的设备。

 

    轴:机械或系统的任何可移动的部分,需要被控制的运行。不少的运动轴能合并在一个同等的多轴系统中;

 

    圆弧形补间运动:两个独立的运动轴的协调运动可产生一个圆形的运动。它通过软件算法以一系列的近似直线来实现;

 

    换相:电动机线圈的连续的激励可在转子和定子磁场中维持相对的相位角,在规定的范围内,控制电动机的输出。在有刷DC电动机中,这一功能由机械整流器和碳刷完成;在无刷电动机中,以转子位移反馈完成;

 

    电子齿轮:通过电子方式模拟机械传动的一种方法,以变量比方式"强制"一个闭环回路轴从动于另一个轴(开环或闭环回路);

 

    编码器:一个反馈设备,能解释机械运动,以电子信号表现执行器的位移。增量和绝对编码器较为常用,型号多样;同样,它们的输出也表示出位移的增加和绝对改变值;

 

    前馈:一种方法,根据电动机、驱动器或负荷特性得出的已知的误差,提前补偿一个控制回路,以提高响应。它仅取决于指令,而不是测量误差;

 

    分度器:一个电子单元,可将来自于主机、PLC或操作员面板的高层命令转换为步进电机驱动器所需的阶跃和指向脉冲信号;

 

    回路带宽:控制回路能响应控制参数变量的最大速率。它体现了回路的性能,以Hz表示;

 

    运动规范:运动的速度和时间(或位移)的比值关系,由运动轴产生;

 

    超调:一个系统的响应输出或结果超出了额定值;

 

    脉宽调节:一个开关量控制方法,用于放大器和驱动器,可控制电动机电压和电流,从而获得比线形控制更高的效率。PWM指电压脉冲的变量占空(on/off)时间或宽度;

 

    正交: 一项技术,在反馈设备中以90°分离信号通道。编码器和解算器用此技术确定运动方向;

 

    解算器:一个位移转换器,采用电磁耦合方式,以在旋转中测量绝对的轴位移;

 

    伺服装置:一个自动化的闭环运动控制系统,使用反馈控制额定的输出,如位移、速度或加速度;

 

    测速发电机:一个电磁反馈转换器,提供一个与旋转速度成正比的模拟电压信号。