-
-
WhatsApp
Каковы основные элементы сервосистемы?
2025-09-24
В своей базовой форме сервосистема состоит из исполнительного механизма (мышцы), управляющего устройства (мозга) и элемента обратной связи (органа чувств). В мире автоматизации, хотя в качестве мускула может выступать множество механизмов, чаще всего он представлен серводвигателем. Мозг также может быть представлен различными элементами, но обычно это контроллер движения или сервопривод. Орган чувств передает информацию обратной связи в мозг через датчик тока и/или энкодер, резольвер или даже систему машинного зрения.
Когда устройство управления посылает приводу сигнал на перемещение в заданное положение, привод начинает движение, а устройство обратной связи посылает контроллеру сигнал о том, куда и с какой скоростью движется привод. Контроллер анализирует обратную связь и определяет, достиг ли двигатель заданного положения. Если нет, устройство управления продолжает подавать приводу сигнал на перемещение, пока не получит сигнал от устройства обратной связи о достижении двигателем заданного положения.
Сервосистема работает во многом подобно процессам человеческого тела — замечательная многоосевая система движения, состоящая из сотен мышц, множества устройств обратной связи и системы управления, которая быстро корректируется. Например, бейсболист подходит к базе, чтобы отбить, и мозг анализирует текущую ситуацию, количество игроков на базе, текущее количество аутов, позицию защиты. Бэттер смотрит в сторону тренера третьей базы и получает сигнал к удару по мячу (изображение передается от глаз в мозг). Когда питчер бросает мяч, он предвидит подачу и соображает, где мяч пересечет базу. Когда питчер выпускает мяч, глаза бэттера посылают информацию в мозг, мозг анализирует полет мяча, принимает решения за доли секунды, посылает сигналы нескольким мышцам и координирует взмах биты для точного удара по мячу. Если бьющий промахивается по мячу, мозг анализирует ошибку, чтобы скорректировать следующую подачу. Человеческое тело, подобно сервосистеме, работает в скоординированном танце точных движений. Современные промышленные сервосистемы значительно усовершенствовались и теперь включают в себя сложные контроллеры с множеством устройств обратной связи и быстрыми процессорами, которые принимают решения за наносекунды для выполнения требуемого движения. Типичная промышленная сервосистема включает:
Серводвигатель – «мышца» системы, доступный в различных исполнениях, включая щёточные и бесщёточные, корпусные и бескорпусные, линейные и роторные. Двигатель создаёт крутящий момент, необходимый для ускорения и перемещения груза.
Сервопривод – может быть как «мозгом» системы, так и его частью. Простые сервоприводы могут управлять крутящим моментом и/или скоростью, в то время как сервоприводы более высокого уровня предлагают дополнительные функции и могут быть настроены как позиционер с возможностью программирования. Привод или контроллер, согласованный с серводвигателем, управляет напряжением и током, подаваемыми на двигатель.
Сервоконтроллер – мозг системы, использующий среду программирования, обеспечивающую различные варианты управления машиной, управления входами и выходами, и взаимодействующий с графическим пользовательским интерфейсом. Сервоконтроллеры могут быть автономными или интегрированными с сервоприводами.
Обратная связь – датчики системы обычно интегрированы в серводвигатель. Элемент обратной связи может состоять из энкодера, резольвера, линейного датчика обратной связи, тахометра и т. д. Сложные системы управления могут включать более продвинутые формы обратной связи, такие как система технического зрения.
Кабели — сервосистема взаимосвязана таким образом, что кабели обратной связи, связи и электропитания становятся нервной системой, которая соединяет мозг, мышцы и чувства вместе.
Выбор правильного набора компонентов для сервосистемы требует тщательного анализа требований к производительности системы. Необходимая мощность определяет размер серводвигателя, который, в свою очередь, влияет на выбор сервопривода. Точность применения играет важную роль при выборе обратной связи, особенно типа и разрешения устройства обратной связи. Степень координации между другими устройствами в системе, а также требуемая скорость отклика, определяют требуемый уровень контроллера.
