数控系统中三环控制怎么回事?

数控机床的控制系统中,如何通过环路控制中的速度环、位置环和电流环控制电机的速度以及进给轴的位置信息?

1、首先是电流环,此环完全在伺服驱动器内部进行,通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流,负反馈给电流的设定进行PID调节,从而达到输出电流尽量接近等于设定电流,电流环就是控制电机转矩的,所以在转矩模式下驱动器的运算最小,动态响应最快。

2、第二环是速度环,通过检测的伺服电机编码器的信号来进行负反馈 PID 调节,它的环内 PID 输出直接就是电流环的设定,所以速度环控制时就包合了速皮环和电流环。

任何棋式都必须使用电流环,电流环是控制的跟本,在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流(转矩)的控制以达到对速度和位置的相应控制。

3、第三环是位置环,它是最外环,可认在驱动器和伺服电机编码器间构建也可以在外部控制器和电机编码器或最终负载间构建,要根据实际情况来定。由于位置控制环内部输出就是速度环的设定,位置控制模式下系统进行了所有 3 个环的运算,此时的系统运算量最大,动态响应速度也最慢。

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影响三环控制的因素:

1、速度环主要进行PI(比例和积分),比例就是增益,所以要对速度增益和速度积分时间常数进行合适的调节才能达到理想效果。

2、位置环主要进行P(比例)调节。对此只要设定位置环的比例增益就好了。当进行位置模式需要调节位置环时,最好先调节速度环,位置环、速度环的参数调节没有什么固定的数值。

要根据外部负载的机械传动连接方式、负载的运动方式、负载惯量、对速度、加速度要求以及电机本身的转子惯量和输出惯量等等很多条件来决定,调节的简单方法是在根据外部负载的情况进行大体经验的范围内将增益参数从小往大调,积分时间常数从大往小调,以不出现震动超调的稳态值为最佳值进行设定。

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第1个回答  2012-10-19
都是有反馈信息的,开放式没有反馈信息,闭环控制数控车床每一个都有反馈,像伺服电机有编码器,ZX各项位移都有实际测量光栅尺。主轴电机也是伺服主轴。
第2个回答  2012-10-21
这是伺服器特有的当位置控制时三环就有效,当速度控制时就没有位置环有其它两环
第3个回答  推荐于2016-05-22
  所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。电压映射电流变化,电流映射转矩大小,转矩大小映射转速的变化,转速同时又映射了位置的变化,三环控制是考虑电气与物理融合。以达到非常精准,可靠的控制。
  位置给定是位置环的输入,给定经过位置环的输出加上编码器反馈就变成速度环的输入,经过速度环之后的输出加编码器的反馈接着变成电流环的输入,编码器的反馈也要给到电流环的输出。编码器是三个控制环的反馈源。
第4个回答  2012-10-26
数控系统的三环主要是指位置环、速度环、电流环,其中位置环是最外环,通常用于全闭环控制或半闭环控制,一般是通过工作台的光栅尺实时反馈位置(全闭环)或电机的码盘实时反馈位置(半闭环);速度环为中间环,速度的反馈值一般是通过位置的反馈值计算得到;电流环是最内层的环路,电流的反馈一般是伺服驱动器内部采用电流传感器(如霍尔原件)获得。目前主流的数控系统的三环控制大多数是在伺服驱动器中实现的,有一些系统的位置环是在数控装置中实现而其它两个环路的控制是在驱动器中实现的。本回答被网友采纳
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