机器人运动控制系统基本概念介绍
一个运动控制系统一般包括:处理运动算法和信号的控制器;一个能增强
信号、可供应执行器提供运动输出放大器;反馈(传感器 /变送器)系统,可基
于输出和输入的比较值,调节过程变量。
系统还包括一个操作员界面或主机终端前端处理(front-end)设备。反
馈意味着大多数运动控制系统是闭环系统;但是,也不排除一些是开环系统,
特别是步进电机系统中。执行器有各种形式--电动机、汽缸、螺旋线圈等,可
以是电气的、液压的、气动的或其他类型的设备。
轴:机械或系统的任何可移动的部分,需要被控制的运行。不少的运动轴
能合并在一个同等的多轴系统中;
圆弧形补间运动:两个独立的运动轴的协调运动可产生一个圆形的运动。
它通过软件算法以一系列的近似直线来实现;
换相:电动机线圈的连续的激励可在转子和定子磁场中维持相对的相位角,
在规定的范围内,控制电动机的输出。在有刷 DC 电动机中,这一功能由机械
整流器和碳刷完成;在无刷电动机中,以转子位移反馈完成;
电子齿轮:通过电子方式模拟机械传动的一种方法,以变量比方式“强制”
一个闭环回路轴从动于另一个轴(开环或闭环回路);
编码器:一个反馈设备,能解释机械运动,以电子信号表现执行器的位移。
增量和绝对编码器较为常用,型号多样;同样,它们的输出也表示出位移的增
加和绝对改变值;
前馈:一种方法,根据电动机、驱动器或负荷特性得出的已知的误差,提
前补偿一个控制回路,以提高响应。它仅取决于指令,而不是测量误差;
分度器:一个电子单元,可将来自于主机、PLC 或操作员面板的高层命令
转换为步进电机驱动器所需的阶跃和指向脉冲信号;
回路带宽:控制回路能响应控制参数变量的最大速率。它体现了回路的性
能,以 Hz 表示;
运动规范:运动的速度和时间(或位移)的比值关系,由运动轴产生;
超调:一个系统的响应输出或结果超出了额定值;
脉宽调节:一个开关量控制方法,用于放大器和驱动器,可控制电动机电
压和电流,从而获得比线形控制更高的效率。 PWM 指电压脉冲的变量占空
(on/o)时间或宽度;
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