ZF-D200-Serie Digitale Schließschleife AC Servomotorantriebssysteme Bewegungssteuerung

Ein Closed-Loop-Servosystem ist ein automatisches Steuerungssystem, das auf Rückkopplungssteuerungsprinzipien basiert und in Bewegungssteuerungsbereichen weit verbreitet ist, die hohe Präzision und Stabilität erfordern. Sein Kern ist die Echtzeitüberwachung der Systemausgabe durch einen Rückkopplungsmechanismus, der Vergleich mit dem Zielwert, die Anpassung des Steuersignals entsprechend der Abweichung und die Erzielung einer präzisen Steuerung des Systems.

Das Closed-Loop-Servosystem besteht hauptsächlich aus folgenden Teilen:

• Controller: Empfängt Zielanweisungen und Rückkopplungssignale, erzeugt Steuersignale.
• Treiber: Wandelt Steuersignale in Strom oder Spannung um, um den Motor anzutreiben.
• Servomotor: Wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um, um die Lastbewegung anzutreiben.
• Sensor: Echtzeit-Erkennung physikalischer Größen wie Lastposition, Geschwindigkeit oder Drehmoment.
• Rückkopplungsschleife: Überträgt Sensorsignale an den Controller, um eine geschlossene Schleife zu bilden.

• Befehlseingabe: Der Controller empfängt Zielpositions- oder Geschwindigkeitsbefehle.
• Signalverarbeitung: Der Treiber treibt den Servomotor entsprechend dem Steuersignal zur Drehung an.
• Lastbewegung: Der Motor treibt die Last an, während der Sensor den Laststatus in Echtzeit überwacht.
• Rückkopplungsvergleich: Das Sensorsignal wird an den Controller zurückgeführt, mit dem Zielwert verglichen und die Abweichung berechnet.
• Fehlerkorrektur: Der Controller passt das Steuersignal basierend auf der Abweichung an und treibt den Motor an, um den Fehler zu kompensieren, bis sich die Abweichung Null nähert.

Entsprechend der Quelle der Rückkopplungssignale können Closed-Loop-Servosysteme unterteilt werden in:

• Vollständig geschlossenes Servosystem:
  Der Sensor ist direkt am Lastende (z. B. am Werktisch) installiert, um die tatsächliche Position der Last in Echtzeit zu überwachen.
  Vorteile: Hohe Präzision, kann Fehler in der Übertragungskette eliminieren.
  Nachteile: Das System ist komplex und schwer zu debuggen.
• Halbgeschlossenes Servosystem:
  Der Sensor ist am Ende der Motorwelle installiert, um den Drehwinkel des Motors zu erfassen.
  Vorteile: Einfache Struktur und geringe Kosten.
  Nachteil: Kann Fehler in der Übertragungskette nicht vollständig eliminieren.