闭环步进电机的优缺点?
一、闭环步进电机的优缺点?
缺陷
1无法静止:
由于采用闭环控制,伺服电机本身结构和电机的特性决定,伺服电机在停止时无法绝对静止在负载扰动小或者伺服电机的参数调试良好的情况下,伺服电机始终在正负1个脉冲之间波动(可以通过观察伺服驱动器上关于编码器位置的数值,它一直在正负1之间波动)。在图像处理场合这就是一个影响精度的因素。
2过冲:
在由高速转为低速或者静止时,不可避免地要过冲一段距离,然后在纠正回来。当控制器发一个脉冲给伺服电机时,伺服电机往往不是走一个脉冲,而是走3个脉冲,然后在回退2个脉冲。这对那些需要一个脉冲一个脉冲运动的场合,绝对不允许过冲的场合时致命的。
3.调试复杂:
伺服驱动器内动辄上百个参数,使用说明书几百页,着实让新手发怵;更换一个品牌的伺服电
机,也会让老手着实头痛。这也为售后服务和维修带来了大量的工作。
4.低速蠕动:
在低速时同服电机的运行会出现蠕动或者称之为爬行。而闭环步进电机就完美地解决了以上问题。
优点:由于闭环步进电机不是简单的给进电机配一个编码器了事,而是按照伺服电机系统的工作原理进行设计和开发。它采用32位的DSP做为主处理器,以保证整个系统的高响应和高速,可以做到每隔25微秒就可以调整一次电机的电流,标配10000个脉冲/圈的编码器,而且是金属码盘的编码器,既保证了精度,也保证了对环境、温度和振动的高适应性、稳定性和可靠性,甚至优于采用玻璃码盘编码器的伺服电机。
二、步进电机位置闭环控制?
不邀自来,强答一个,我是用过闭环步进的,但是是半闭环,编码器在步进电机的轴上的。
题主想要实现的是光栅尺全闭环,首先你要知道移动单位长度光栅尺输出多少个脉冲,比如32000p/mm
然后再确定步进电机带动运动副移动单位距离的脉冲数,比如1.8度两相步进电机8细分5mm丝杆,那就是320p每mm
那么控制器需要对给步进输出的脉冲数和光栅尺反馈脉冲数做比较就好了,输出320脉冲,应该移动1mm,那么光栅尺返回32000脉冲就对了,
如果不够,失步,多了,过冲,失步就补,过冲就回来,完事儿了
不过,这都是马后炮了,更高级的实现方法当然是提高比较频率,比如步进电机驱动脉冲每发出一个,进行一次光栅尺反馈比较,然后立马进行纠偏
三、闭环步进电机伺服电机区别?
首先,闭环步进电机是步进电机,步进电机的所有功能特性它都有。而步进电机和伺服电机最大的区别是步进电机是开环控制,伺服电机是闭环控制。所以,当给步进电机配备编码器闭环控制后,从广义上来看,两者是没有什么大的区别。
但是,要详细区分闭环步进电机和伺服电机的不同之处,你需要先了解一下什么是闭环步进电机以及伺服电机的功能和特点。
闭环步进电机和伺服电机主要有以下不同之处:
1.闭环步进电机本体是步进电机,在静止时是绝对静止不动的。伺服电机在停止时无法绝对静止,在负载扰动小或者伺服电机的参数调试良好的情况下,伺服电机始终在正负1个脉冲之间波动,在实际使用时可以适当调整电机刚性来提升它的锁定力矩和性能。
2.闭环步进电机结合了步进电机的特点和伺服的控制方式,所以不会过冲(因为步进电机的特点就是不会过冲)。
伺服电机在由高速转为低速或者静止时,过冲是常有发生的。当控制器发一个脉冲给伺服电机时,伺服电机往往不是走一个脉冲,而是走3个脉冲,然后回退2个脉冲。这对那些环境要求严谨的场景,是绝对不允许的。
3.闭环步进电机调试和使用非常简单,只需要调节驱动器的3个电位器的位置,不仅设备制造商可以使用,而且设备使用商也可以使用,对使用者的要求极低。伺服电机参数较多,调试较困难,需要有经验的工程师调试。
4.闭环步进电机采用真正地正弦波、向量和滤波方式控制电流,最低转速可以控制在0.2转/分,而且电机运行非常平稳和稳定,这一点甚至是伺服电机都无法做到的(一般伺服电机理论上可以做到1转/分,实际的应用场合是无法做到1转/分,大致在5rpm以上)。
5.相对而言伺服电机的精度要高于闭环步进电机。
6.成本上,要实现相同功能的情况下伺服电机的价格要大于同功率闭环步进电机,在性价比上步进电机是有优势的。
四、伺服电机和闭环步进电机的区别?
1、工作原理
这两种电机在原理上有很大的不同,步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件,查看步进电机的工作原理。
而伺服主要靠脉冲来定位,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,这样系统就会清楚发了多少脉冲和收了多少脉冲回来,从而能够精确的控制电机的转动,实现精确的定位。
2、控制精度
步进电机的精度一般是通过步距角的精准控制来实现的,步距角有多种不同的细分档位,可以实现精准控制。
而伺服电机的控制精度是由电机轴后端的旋转编码器保证的,一般伺服电机的控制精度要高于步进电机。
3、转速与过载能力
步进电机在低速运转的时候容易出现低频振动,所以当步进电机在低速工作时候,通常还需采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器或驱动器上采用细分技术等,而伺服电机则没有这种现象的发生,其闭环控制的特性决定了其在高速运转时保持优秀的性能。两者的矩频特性不同,一般伺服电机的额定转速要大于步进电机。
步进电机的输出力矩会随着转速的升高而下降,而伺服电机则是恒力矩输出的,所以步进电机一般没有过载能力,而交流伺服电机的过载能力却较强。
4、运行性能
步进电机一般是开环控制,在启动频率过高或者负载过大的情况下会出现失步或堵转现象,所以使用时需要处理好速度问题或者增加编码器闭环控制,查看什么是闭环步进电机。而伺服电机采用的是闭环控制,更容易控制,不存在失步现象。
5、成本
步进电机在性价比上是有优势的,要实现相同功能的情况下伺服电机的价格要大于同功率的步进电机,伺服电机的高响应、高速性及高精度的优点决定了产品的价格高昂,这是无可避免的。
五、闭环步进电机丢步吗?
步进电机本质上是一个开环装置。它们不需要反馈,因为驱动器传递的每个电流脉冲等于电机的一步(对于微步进,等于一小步)。利用小的步距(或步角),可以非常精确地确定电机的位置,而无需反馈装置和复杂的控制方案。
闭环步进电机不会失步。如果遇到的冲击扭矩过大,无法继续运行,电机会以最大扭矩挡住障碍物,并反馈给控制系统,控制系统会发出信号进行处理。 但是开环失步的风险,失步后控制系统不知道,照常发送脉冲,其实是失控。
六、闭环步进电机如何寻找原点?
回原点的过程一般有两段速度: 首先以较快的速度沿原点的方向寻找近原点信号,当接收到近原点信号后,电机由高速减到低速,以低速寻找原点信号。 从高速变到低速需要一个减速的过程,减速距离只要保证电机能从高速减到低速就行。不同的控制器回原点的方式和过程不同,具体情况还是参照使用的控制的相关说明。
七、闭环步进电机和伺服的区别?
1、步进电机的转矩随着转速的增加而降低,即具备低转速高扭力的特点,适合的转速为500左右。而伺服电机是恒扭矩,但更适合2000转或更高。
2、步进电机的控制精度要比伺服电机低大约10倍。
3、伺服电机的过载能力约为步进电机的3倍。
4、步进电机的平稳性较差,特别是在低速时噪声更明显,而伺服电机运行一直是低噪音、平稳的。
5、伺服电机的价格约为步进电机的3倍。这只是个人见解,希望对您有所帮助!祝您生活愉快
八、步进电机闭环振动怎么解决?
步进电机驱动后振动大,通常原因是电机处于低速运转(处于共振点),步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点,一般可采用以下方案来克服: 一、如步进电机正好工作在共振区,可通过改变减速比等机械传动避开共振区; 二、采用带有细分功能的驱动器,这是最常用的、最简便的方法; 三、换成步距角更小的步进电机,如三相或五相步进电机; 四、换成交流伺服电机,几乎可以完全克服震动和噪声,但成本较高; 五、在电机轴上加磁性阻尼器,市场上已有这种产品,但机械结构改变较大。
九、步进电机闭环控制原理?
步进电机闭环控制是一种通过反馈系统实现对步进电机位置、速度和转矩的精确控制的方法。它主要通过以下原理实现:
1. 位置检测:使用编码器、霍尔效应传感器或其他位置传感器来检测步进电机的当前位置。这些传感器将实时测量电机转子的位置,并将其反馈给控制系统。
2. 目标位置生成:控制系统根据所需的位置来生成目标位置。这可以通过用户输入、控制算法或其他方式来实现。
3. 位置误差计算:控制系统将当前位置和目标位置之间的差值作为位置误差。这个误差表示电机当前离目标位置的偏差。
4. 控制算法:利用位置误差,控制系统使用特定的控制算法,例如PID(比例-积分-微分)控制算法,来计算步进电机输出的控制信号。
5. 输出控制信号:控制系统将通过控制信号来调整步进电机的驱动方式,例如更改电流方向、步进角度或脉冲序列。
6. 反馈调整:步进电机的运动期间,控制系统持续监测位置反馈,并根据实际位置与目标位置的差异调整控制信号。这样可以实现闭环控制,使步进电机更加精确地达到目标位置。
通过以上步骤,步进电机闭环控制能够实时校正电机位置误差,提供更高的控制精度和稳定性。这种控制方法广泛应用于需要精确定位和速度控制的应用领域,如工业自动化、机器人技术和精密仪器等。
十、步进电机闭环plc如何编程?
以下是步进电机闭环PLC编程的基本流程:
1. 确定系统的控制目标和规划。这一步需要定义程序需要控制的步进电机的型号、控制器和其他参数。
2. 确定系统的输入和输出,并根据实际应用进行配置。
3. 根据控制器和步进电机的驱动手册确定所需驱动程序的类型和参数,并开发它们。驱动程序将负责控制步进电机的速度、方向和位置。
4. 建立反馈控制循环,包括PID控制器、编码器反馈和其他控制环。这将确保步进电机能够按预期精确地运动。
5. 针对步进电机的控制器编写PLC程序。这个程序将从驱动程序中获取控制信号,并以正确的方式处理并传递它们。
6. 针对系统进行测试,调试和调整。这个过程将确保系统能够按照预期运行,或者调整系统以适应任何情况。
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