産業用ロボットは主に、機械構造部、回路ハードウェア部、組込みソフトウェア部などのいくつかの部分から構成されています。ロボットの高精度で複雑な動作を実現したい設計者にとって、主に回路ハードウェア部分のモータ制御が難しいため、ロボットの動作とその動作軌跡を繰り返し研究し、仕様に応じて対応するモータ制御手法を採用する必要があります。異なるロボットの機能を統合し、ソフトウェア制御アルゴリズムを最適化することで、高精度で複雑な動作を実現します。
1. 開ループ制御と閉ループ制御:
例として、バスケットボールをシュートする場合、バスケットボールが手から外れる場合、ボールが入るかどうかに関係なく、ボールが外に出るとコントロール活動は終了します。これがオープンループ制御です。
閉ループ制御: 家庭用ウォーターディスペンサーまたはより高度な電気ケトル。管理する必要はありません。水は開いており、自動電源オフです。水を入れると自動的に暖房の電源が入ります。設定温度を超えると加熱機能が自動的にオフになり、設定温度よりも低い場合は加熱を再開します。このようなサイクルを繰り返すことで温度が一定になります。外界、つまりお湯の沸かし始めから最後の保温まで、システムは自動的に一定の温度を維持します。これが閉ループ制御と呼ばれるものです。
2. モーターの開ループ制御:
モーターを回転させたい場合は、まず電源回路とマイコン制御回路の2つの要素で構成されます。電源は外部から供給できます。制御回路はマイコンを利用してモーター駆動回路を制御し、モーター駆動回路はモーターを駆動する必要があります。モーター。電源と制御回路があれば、モーターは正常に回転、変速することができます。
モーターのオープンループ制御は、マイクロコントローラー制御回路のみが利用可能でフィードバック情報が利用できないシステム制御方法です。回路全体に電力を供給し、マイクロコントローラーが特定のデューティサイクルを出力し、それがモータードライバーに入力され、モータードライバーがモーターを駆動します。これにより、モーターを回転させ、モーターの正転と逆転を制御できます。回転数と回転速度の大きさはマイクロコントローラーを介して監視されますが、モーターの動作状態は監視されません。モーターの回転速度が調整されていない場合、システムはそれを調整できなくなり、モーターが回転妨害をブロックしている場合、 、システムも同様です モーターがブロックされて固着している場合、システムはそれを認識できないため、保護措置を講じることができません。したがって、オープンループ制御を使用して設計されたモーター制御システムは、制御タイミングが非常に重要です。一度エラーが発生すると、モーターが焼損し、システム回路全体が完全に麻痺し、大規模なプロジェクトの場合、取り返しのつかない損失が発生するため、アプリケーションは練習は非常に少ないです。
3. モーターの閉ループ制御モード:
モーターの閉ループ制御とは、モーターの状態を定常状態に調整できるように、開ループ制御回路に基づいてフィードバック回路を追加することを意味します。モーター制御回路はオープンループ制御回路と同じであり、モーターロータリーエンコーダーの回転軸にフィードバック回路を追加でき、ロータリーエンコーダー信号は信号整形回路と信号フィルタリング回路を介して安定した信号を取得します。マイクロコントローラーは、データ処理後にロータリーエンコーダーを読み取ることができます。 モーターの現在の速度を認識できます。モーターの実際の速度が設定した値よりも高い場合、マイクロコントローラーの出力デューティサイクルを減らすことができます。モーターの速度を下げます。モーターの実際の速度が設定した値を超える場合、マイクロコントローラーの出力デューティ サイクルを減らしてモーターの速度を下げることができ、実際の速度が設定した速度値よりも低い場合、モーターの速度を上げることができます。マイクロコントローラーの出力デューティサイクルを調整してモーターを制御します。また、モーター回転時の電圧値と電流値を収集することで、現在のモーターが過電流状態か過電圧状態かを知ることができ、モーターの現在の状態をより適切に判断できます。モーターの閉塞やその他の障害が発生した場合、保護のためにモーターを迅速に停止できます。この方法により、モーターが確実に動作することが保証され、実際に広く使用されています。
4. モーターの二重閉ループ制御:
モーターの以前の閉ループ制御に基づいて、モーター減速装置と角度センサーを追加した後、二重閉ループ制御を実現できます。この制御モードは、デュアルモーターのリアルタイム同期回転を保証します。または複数のモーター。複数のモーターのリアルタイム同期回転機能を実現するには、各モーターに角度センサーを取り付ける必要があります。これにより、マイコンはロータリーエンコーダーによって処理されたデータを読み取るだけでなく、安定した回転を実現し、モーターを短時間で動作させることができます。安定した信頼性の高い状態を維持するだけでなく、各モーターのリアルタイム位置を知るために角度センサーによって処理された信号も読み取ります。これは、モーターを形成する第 2 レベルのフィードバック回路を構成します。これは二次フィードバック回路を構成し、二重閉回路を形成します。モーターのループ制御。 2つのモーターまたは複数のモーターの回転角度が安定した回転偏差の場合、角度偏差値を処理してアルゴリズム補正を実行し、マイクロコントローラーの出力デューティサイクルを調整することで、リアルタイム同期回転を実現します。 2 つのモーターまたは複数のモーターの機能。実際には、マイクロコントローラーは単一の円を満たす角度センサー データのみを読み取り、20 点を収集できます。角度偏差が固定しきい値を超えると、状態を迅速に調整できます。
5. 要約:
従来の人工的なモードと比較して、産業用ロボットは考え方の転換であり、私たちの将来の生活における産業用ロボットの役割はますます大きくなり、この分野の健全な発展を確保するために、制御アルゴリズムはますます細かくなります。産業用制御の分野では、産業用ロボットの制御においても、精度とアルゴリズムの観点から革新を続け、私たちの生活をより良くするために産業用ロボットを最適化し続ける必要があります。