借力多核MCU/編碼器 PMSM助工業機器人精準位移

2021-01-08 OFweek維科網

  弱磁控制

  超過馬達額定轉速的作業要求,PWM逆變器提供的輸出電壓高於直流母線電壓所限制的輸出能力。要克服速度限制,可實施弱磁演算法。負的d軸給定電流將提高速度範圍,但由於定子電流的限制,可得到的最大扭矩會相對地降低。在同樣的直流母線電壓限制下,控制d軸電流可以起到弱化轉子磁場的效果,這降低了反電動勢電壓,允許更高的定子電流流入馬達。

  PMSM/MCU相輔相成提升工業機器人自由度

  機器人已開始在工廠自動化處理中發揮著重要作用,其代替工人進行焊接、塗裝、裝配等可藉由機器人達到更經濟、快速和準確完成標準的常規作業。以下將從馬達控制角度介紹系統描述和需求。

  無論是線性的還是鉸接式的機器人架構配置,大部分應用都要求高精度的機械臂運動。因此,馬達控制策略採用位置控制環路,其中實際位置由位置感測器捕獲,通常增量編碼器或絕對編碼器的解析度都非常高。機器人系統的自由度(DOF),即移動關節數與所使用的馬達數是相等的,因此DOF的值越高,每個馬達的位移精準度要求就越高,因為每個馬達產生的位置誤差是相乘的。在這些應用中,需要具有數以百萬計脈衝的編碼器。與焊接或銑削數控工具機相比,衝孔或鑽孔數控工具機的刀具夾的位置控制要求較低,因為焊接或銑削數控工具機的關節運動必須精確地同步進行,才能保持所需的運動軌跡。

  以銑削數控工具機的例子而言,工具機控制結構的頂層是數控工具機主控制器,通常須要使用多內核的MCU,它必須執行的任務和服務,包括人機介面/顯示器應當能夠輸入、顯示並編輯整個數控程式;系統管理器監控並指揮其他MCU,處理系統異常情況和中斷訊號,存儲數控控制程式、刀具校準和刀具補償參數,以及不同用戶的補償和其他設置;以及運動軸控制處理器解析數控程式並計算位置指令,將這些指令內插到各種坐標系統,並將消息發送給指定的馬達控制器。

  從周邊設備要求來看,MCU應當能夠處理各種工業通訊協議,包含大容量的片內記憶體且無需特定的馬達控制外設模組。

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