低速高精度速度控制是所有的过滤。
查克•列文性能的运动设备
大量的医疗设备,如蠕动泵,注射器控制器和机器人导管控制器需要精确的速度控制在低速。成功的关键是拥有正确的信息从电动机和喂养它正确的控制算法。
最受欢迎的定位运动控制的控制方法是PID(比例、积分、微分)伺服回路。但是那些使用它会告诉你,结果低速运动最终成为一系列数字启动和停止,而不是平滑的速度。
其他控制技术可以做得更好,但是在所有情况下,速度控制器只是一样好美联储的信息,如以下指南所示。这是一系列的步骤来控制低速运动。
切换到一个速度循环
许多低速应用程序将受益于切换速度控制回路,明确措施,然后执行一个循环,比较期望的速度与测量速度。这两个的区别是速度误差,并通过后π(比例、积分)过滤器,电流环的合成输出值是美联储,它控制着身体产生的转矩马达。
速度回路可以使用一个模拟测速信号作为反馈,但这些天来,它更普遍使用位置编码器和连续的减法计算速度的阅读位置。
还有一个更漂亮的技术,可以用于低速称为1 / T时期测量。这个方案措施之间的时间间隔的到来编码器输出信号类似,如连续下降的边缘正交信号),从这个时间间隔测量和计算速度。虽然不是没有局限性,1 / T只能用于与速度环和代表切换到该控制方法的另一个原因。
循环速度缓慢下来
特别是如果速度测量来自连续位置的减法,你想给尽可能多的时间读之间。这将增加的准确性和减少波浪翻滚的测量速度。
而现代伺服控制器提供循环率10 kHz和超越,是罕见的速度循环需要运行超过1 kHz。一些实验,你可以找到伺服速度让你最好的速度估计但仍不够快稳定控制电动机。
过滤你的成功之路
戏剧性的改善速度的平滑控制可以通过过滤(通常使用bi-quad滤波器低通滤波函数编程)速度估计。数字输出的位置编码器本质上是一系列小的步骤,所以过滤可以显著平滑和模仿analog-velocity传感器。
取决于您的应用程序,另一个有用的过滤器类型是静带过滤器。这种类型的过滤器尤其擅长减少狩猎时命令速度接近于零,重要的,可以减少噪音和运动加热。
连接到一个更高层次的循环
如果您的应用程序只需要速度控制,恭喜,你已经完成了!然而,许多应用程序运行速度循环内的高阶循环如位置回路或压力或温度控制回路。呼吸器、温度控制器和反应过程控制都是应用程序的例子,一个外循环措施所需的数量,然后不断地命令电机(通常是作为一个涡轮机或向心泵)旋转的速度将达到所需的数量来衡量。
在这些系统。高阶循环成为输入命令的输出速度循环。如果是这样的话,你应该考虑再次过滤,命令的速度剖面。
运动设备性能和其他人提供速度和转矩控制集成电路,结合所有这些运动控制功能到一个包中。但即使一个调优和well-filtered速度循环不能违背物理定律。当一切失败时,编码器分辨率更高,就能很容易地创建低速运动更平稳。
也要注意,连续减法的职位可能带来非线性编码器的输出将不重要的一个位置控制的应用程序。分辨率不一样的准确性,因此在速度控制应用程序中,间隔均匀可溶解的编码器计数如何直接影响电动机速度控制的质量。
查克·列文是首席执行官,负责销售和营销的副总裁性能运动设备。
这篇文章的观点是作者的,不一定反映的医疗设计和外包或员工。