什么是闭环控制系统?
闭环控制系统是一种反馈控制系统。在这种系统中,系统输出被反馈到系统输入端,以便与输入端的目标值进行比较。比较结果用于调整系统操作,从而使系统输出与目标值保持一致。
典型闭环控制系统基本原理
1. 编码器的刻线数
编码器的刻线数是指编码器圆盘上每条刻线的刻线数。例如,一个编码器的刻线数是 1024,则该编码器每条刻线有 1024 个刻度。
2. 解析度
编码器的解析度等于编码器刻线数乘以编码器偏心轮的倍数。例如,一个 1024 线编码器与 4 倍偏心轮一起使用,则其解析度为 1024 × 4 = 4096。
3. 周反馈脉冲数
编码器的周反馈脉冲数是指编码器转动一圈产生的脉冲数。用户可以选择 1024、2048 或 4096 等不同的周反馈脉冲数。
4. 计数器
闭环控制系统中通常有两个计数器:
- Free-running position counter:记录伺服电机当前实际位置。
- N0. of signal period:记录指令脉冲数。
5. 互补关系
这两个计数器的读数是互补的,即它们的和等于伺服电机运行全程的指令脉冲数。
6. 乘法器
闭环控制系统中有一个乘法器,它将编码器周反馈脉冲数乘以 2^n。乘数 2^n 就是电子齿轮比。
7. 电子齿轮比
电子齿轮比是编码器周反馈脉冲数与周指令脉冲数之比。它等于 1/2^n。
8. 控制过程
闭环控制系统的控制过程是目标位置指令脉冲计数器的读数从起点指令脉冲数到终点位置的零读数。
高分辨率脉冲数
高分辨率脉冲数是一个 n 位数,表示伺服电机转过的线数。它是指令脉冲数除以 2^n 的余数。
例如,对于一个 1024 线编码器,如果周指令脉冲数为 65536,则: - 2^n = 64 - 高分辨率脉冲数 = 65536 ÷ 64 = 1024征说部分
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