低精度系統(tǒng),理論上可以使用一個編碼器和一個光柵尺。但是由于編碼器便宜,所以通常會選擇使用編碼器。
高精度系統(tǒng)一般不能只使用編碼器或光柵尺。對于一般的外部特例,相信看完這篇文章題主就知道有什么了。
編碼器通常安裝在電動機的后端。一般情況下,電機廠會根據(jù)客戶的需要將電機軸延伸到后端,使編碼器能與電機軸直接連接。因此,編碼器的作用是監(jiān)控電機軸的轉(zhuǎn)速,通常也是整個機電系統(tǒng)中第一個知道電機運動的傳感器。(電動機軸和減速器輸出軸不是同一個軸)光柵尺的安裝位置和作用光柵尺通常安裝在整個系統(tǒng)的執(zhí)行端。檢測線性位移的作用。這一線性位移通常也是系統(tǒng)最終需要控制的量。在沒有編碼器之后會發(fā)生什么?若系統(tǒng)的控制精度要求不高,則對編碼器的去除影響不大。事實上,如果精度要求不高,在編碼器和光柵尺兩者中,使用編碼器會更好,因為它們更便宜。但若在高精度系統(tǒng)中沒有編碼器,僅僅使用光柵尺就有可能引起精度上升、速度不穩(wěn)定、震顫等癥狀。這是因為在傳動機構(gòu)中會有回程間隙。相當于在控制閉環(huán)中增加了一個延遲環(huán)節(jié)。為直觀地理解,我將這一過程放大,以便題主能夠清楚地看到。過程如下:控制器發(fā)出速度指令,驅(qū)動器輸出小電壓,電機開始旋轉(zhuǎn)。但是由于齒輪間隙等延遲環(huán)節(jié)的影響,減速器輸出端始終沒有移動。由于只有光柵尺的反饋,根據(jù)光柵尺的反饋,控制器自然認為電動機沒有移動。(如果有編碼器的反饋,控制器可以知道電機的真實速度)然后PID算法會增加電壓,然后可以想象速度超調(diào)。然后控制器試圖降低速度,同樣的道理,速度也會降低太多。
總的來說,實際速度會圍繞設(shè)定速度上下波動。延遲會導(dǎo)致閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。延遲環(huán)節(jié)也會對絕對位置精度要求較高的系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。由于高精度的位置不是一次就能達到的。通常是由于硬件的觸發(fā),加上軟件算法在設(shè)置位置附近來回調(diào)整幾次。而且由于缺少編碼器返回的第一手信息,調(diào)整可能需要很長時間。沒有編碼器一定不行嗎?許多項目問題沒有絕對的答案。以題主這個問題為例。假如碰巧遇到機械結(jié)構(gòu)空間有限,而且不方便走線。這時,老板拍著桌子喊道:“我會不惜一切代價把丑陋的編碼器拿走。”然后他瞇著眼睛信任地看著你說“同時保證精度”。潛臺詞是“做得好,加薪”。只有老板一句話,計劃總是存在的。更換線性電機啦,在算法上做出時間讓步啦,做實驗收集數(shù)據(jù)建模啦。。。
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