Bir servo sürücü kartı, kapalı-döngü kontrol algoritmaları aracılığıyla konum/hız/torkun yüksek-hassas senkronizasyonunu nasıl başarır?

Servo sürücü kartı, kapalı-döngü kontrol algoritması aracılığıyla konum, hız ve torkun-yüksek hassasiyette senkronizasyonunu sağlar. Bu yaklaşımın özü, çoklu-döngülü kontrol mimarisini akıllı algoritma optimizasyonuyla birleştiren dinamik bir "geri bildirim-karşılaştırma-düzeltme" ayarlama mekanizmasında yatmaktadır. Aşağıda çalışma prensibinin basitleştirilmiş bir açıklaması bulunmaktadır:

1. Kapalı-Döngü Denetiminin Temel Mantığı: Geri Bildirim ve Düzeltme
Bir servo sistemin kapalı-döngü kontrolü "otonom sürüşe" benzer:

Hedef Ayarı: Kullanıcı bir konum komutunu (örneğin, "100 mm'ye hareket ettir"), bir hız komutunu (örneğin, "500rpm") veya bir tork komutunu (örneğin, "10N·m") girer.
Gerçek Zamanlı-Geri Bildirim: Kodlayıcı (veya Hall etkisi sensörü) gerçek motor konumunu, hızını ve torkunu sürekli olarak izler ve bu verileri sürücü kartına iletir.
Hata Karşılaştırması: Sürücü panosu, hedef değer ile geri bildirim değeri arasındaki farkı hesaplar (örneğin, "Geçerli konum 95 mm, hata 5 mm").
Dinamik Düzeltme: Çıkış voltajı/akımı, hatayı telafi edecek şekilde ayarlanarak gerçek değer hedef değere yaklaştırılır.

2. Üç-Döngü Kontrol Mimarisi: İşbirliğine Dayalı Katmanlı Kontrol
Servo sürücü kartları tipik olarak üç-katmanlı bir kontrol sistemi kullanır: konum döngüsü, hız döngüsü ve akım döngüsü (tork döngüsü). Her döngü farklı doğruluk boyutlarından sorumludur:

Akım Döngüsü (Tork Kontrolü):
Fonksiyon: Motor akımını doğrudan kontrol ederek hızlı tork tepkisi sağlar.
Prensip: PWM sinyal görev döngüsünü ayarlayarak, motorun manyetik alan gücü, çıkış torkunun komutla eşleştiğinden emin olmak için hassas bir şekilde kontrol edilir.
Analoji: "Kas kontrolü" gibi, uygulanan kuvvetin miktarını doğrudan belirler.
Hız Döngüsü:
Fonksiyon: Mevcut döngüyü temel alarak motor hızını dengeler.
Prensip: Enkoder geri bildirimine dayanarak, hız dalgalanmalarını (ani yük değişiklikleri sırasında yavaşlama gibi) ortadan kaldırmak için mevcut döngü komutunu ayarlar.
Analoji: "Gaz kontrolü" gibi sabit bir sürüş hızını korur.
Konum Döngüsü:
İşlev: Sonuçta hassas konumlandırma sağlar.
Prensip: Hedef pozisyona ve gerçek pozisyona bağlı olarak, daha sonra hız ve akım döngüleri tarafından yürütülen bir hız komutu oluşturur (örneğin, "Mevcut konum 95 mm, 500 dev/dak'ya hızlanma").
Analoji: Bir "navigasyon sistemi" gibi rotaları planlar ve sürüşü yönlendirir. Sinerji Mekanizması:

Dış döngünün çıkışı (konum döngüsü), iç döngüye (hız döngüsü) girdi görevi görür, bu da mevcut döngüye girdi görevi görür ve "katmanlı" bir düzeltme zinciri oluşturur.
Örneğin konum hatası büyük olduğunda konum döngüsü hız komutunu artıracak, hız döngüsü ise akımı artırarak hızı artıracak ve hatayı hızla azaltacaktır.