CNC obradni centar CNC pribor alatnih mašina: rješenja za buku servo motora
Šum se obično definira kao beskorisne komponente u signalu i sveprisutan je. U CNC alatnim mašinama i njihovoj okolini, poremećaj buke je neizbježan, uključujući zanošenje uzrokovano promjenama temperature i različitim signalima električnih smetnji. Različiti signali ometanja buke će neizbježno smanjiti tačnost praćenja servo sistema. U kontrolnom ormaru CNC alatnih mašina, tehnologija uzemljenja, tehnologija zaštite i tehnologija izolacije se općenito koriste za eliminaciju utjecaja signala smetnji buke.
Dizajniranje posmatrača smetnji za različite signale smetnji i njihova kompenzacija u servo upravljačkim sistemima je način da se smanji uticaj smetnji i poboljša robusnost sistema. Mnogi naučnici u zemlji i inostranstvu sproveli su istraživanja o metodama kontrole kompenzacije za signale smetnji u servo upravljanju. KIM i dr. dizajnirao posmatrač rasplinutih smetnji za kontrolu praćenja povratnih informacija sistema sa više ulaza i više izlaza i koristio posmatrač rasplinutih poremećaja za kontrolu brzine sinhronih motora s permanentnim magnetom
RYOO et al. dizajnirao robusni posmatrač smetnji i sproveo eksperimente na kontroli praćenja staza u sistemima optičkih diskova; LU et al. proučavao posmatrače signala poremećaja koristeći teoriju repetitivnog upravljanja kliznim režimom; Dong Mingxiao i drugi kombinirali su metodu dizajna mješovite osjetljivosti kako bi dizajnirali H ∞ robusni kontroler za servo CNC alatnih mašina.
U članku se analizira utjecaj smetnji buke na tačnost praćenja servo sistema i predlaže metoda upravljanja za posmatranje i kompenzaciju signala smetnji buke: detekcijom napona primijenjenog na servo drajver i rotacijskog kutnog pomaka servo motora, smetnja buke se posmatra, a iznos kompenzacije smetnji se dodaje na izlaz regulatora položaja da bi se postigla kompenzacija. Simulacijski eksperimenti su provedeni na tipičnim signalima poremećaja buke u obliku zubaca.
Model servo sistema numeričkog upravljanja i efekti električnih poremećaja
Blok dijagram servo sistema za napajanje poluzatvorene petlje sa šumom. Signal komande položaja iz interpolatora je postavljen na X (s), a izlazni signal kutnog pomaka servo motora je postavljen na Y (s). Petlja za kontrolu položaja je postavljena da usvoji proporcionalnu kontrolu, a funkcija prijenosa je signal smetnji šuma. Greška stacionarnog stanja generisana signalom poremećaja povezana je sa samim signalom smetnje, kao i sa dijelom prije tačke djelovanja N(s) u servo sistemu napajanja.
Metode promatranja i kompenzacije smetnji buke
U dovodnom servo sistemu, dodata je veza za posmatranje poremećaja buke i kompenzaciju. Kao što je prikazano na slici 2, detekcijom naponskog signala primijenjenog na servo drajver i kutnog pomaka servo motora, promatra se signal smetnji N (s), a iznos kompenzacije smetnji se dodaje na izlaz regulatora položaja za ostvariti kompenzaciju.
Iz jednačina (3) do (5) može se dobiti prijenosna funkcija zatvorene petlje G(s) sistema sa dodatkom smetnje buke i posmatranja i kompenzatora, što je u potpunosti konzistentno sa jednačinom (2). Ovo ukazuje da metoda posmatranja i kompenzacije za smetnje šuma prikazana na slici 2 može kompenzovati uticaj smetnji i poboljšati sposobnost sistema protiv smetnji.
Simulacija metoda promatranja i kompenzacije smetnji buke
Regulator položaja usvaja PID kontrolu, sa proporcionalnim koeficijentom od 8,1, integralnim koeficijentom od 0.002 i diferencijalnim koeficijentom od 0.032. Kada provodite simulacijsko istraživanje kompenzacije posmatranja o smetnjama šuma, postavite ulazni signal komande položaja na 2sin (0,4 π t); Smetnja buke je signal pilastih talasa sa amplitudom od 0,5 i periodom od 2 sekunde.
Kada se ne uzmu u obzir signali smetnji buke, greška praćenja servo sistema napajanja je prikazana na slici 4, a greška praćenja sistema je u rasponu od ± 0.006mm ; Kada se dodaju signali smetnji šuma bez uočavanja i kompenzacije smetnji, greška praćenja je prikazana na slici 5, a greška praćenja sistema je u opsegu od ± 0,02 mm; Nakon upotrebe metode posmatranja i kompenzacije buke koja je spomenuta u članku, greška praćenja je prikazana na slici 6, a greška praćenja sistema je u rasponu od ± 0,007 mm. Poređenje pokazuje da proučavane metode posmatranja i kompenzacije buke mogu efikasno poboljšati sposobnost protiv smetnji servo sistema napajanja.
Zaključak
Signali buke su posvuda, a na interfejsu drajvera servo sistema u CNC mašinama, smetnje buke uključuju drift izazvan temperaturnim promenama i različitim signalima električnih smetnji. Različiti signali ometanja buke će neizbježno smanjiti tačnost praćenja servo sistema. U članku je osmišljena metoda za uočavanje i kompenzaciju smetnji buke ne iz perspektive hardvera, već iz perspektive softverske kompenzacije: detekcijom napona primijenjenog na servo drajver i rotacijskog kutnog pomaka servo motora, buka se povećava. smetnja se opaža, a iznos kompenzacije smetnji se dodaje izlazu pozicionog regulatora kako bi se postigla kompenzacija. Simulacija tipičnih signala poremećaja pilastih talasa pokazuje da predloženi metod posmatranja i kompenzacije može efikasno poboljšati tačnost praćenja i poboljšati sposobnost sistema protiv smetnji. Ova metoda je koristan dodatak hardverskoj tehnologiji protiv smetnji.