精密、動态和操作方便的數字運動控制器

數字壓電陶瓷控制器相對于模拟伺服電路具有幾個優點,特别是用于高精度定位任務,獲得高精度和更好的動态性能。


優化定位精度的線性化

機械系統線性化

整個系統的線性度是其定位精度的一個标準。壓電陶瓷促動器通常顯示10%至15%的非線性,必須由控制回路補償。 數字控制器采用高階多項式将運動非線性值降低至0.001%以下,對于100µm的典型行程,對應于一納米或更好的精度。

電控線性化

所有用于納米級定位的PI控制器均有相同作用。這使得任何壓電陶瓷設備可協調至任何數字控制,同時能夠由其他控制器操作,同時沒有性能損失。所需對比數據存儲于平台内的ID芯片内,并在啟動前由控制器喚醒。


動态數字線性化

此外,動态數字線性化(DDL)減少運動中重複周期軌迹的偏差。 這與掃描應用相關,其中必須确定一個特定的位置,随後以高精度接近,或處理過程中必須遵循運動軌迹的應用。


控制器和伺服技術

伺服回路的任務是校正實際位置和目标位置之間的偏差。通常,使用帶陷波濾波器的比例積分控制器。然而,根據應用程序,其他結合線性化算法的控制技術可以産生更好的結果。數字濾波器避免不必要的機械性興奮,抑制噪聲,從而提高系統的分辨率。

狀态空間控制

為定位系統提供的另一個控制概念是:先進的壓電陶瓷控制。這基于一個狀态空間控制器,反過來基于定位系統的模型。先進的壓電陶瓷控制器積極降低諧振頻率,對比傳統的帶陷波濾波器的比例積分微分(PID)控制器,後者中機械共振從激發光譜中切斷。其結果是更快的解決時間和對于外部幹擾較低的靈敏度。與一個甚至兩個陷波濾波器的阻尼相比,相位保真度顯著提高。這直接影響路徑保真度和沉降行為。

如果機械系統具有太多的共振在一起,或如果諧振頻率阻尼在1kHz或以上,則與傳統PID控制器相比,狀态控制器不再具有任何優勢。請與我們讨論您的應用。


即插即用:ID芯片

ID芯片包含平台的相關數據,因此允許支持ID芯片的運動控制器最快調整。基于驅動器的類型,數據讀取範圍可為從階段類型到個體操作參數。對于基于壓電陶瓷的定位系統,最佳結果通過操作參數的單獨比對實現。這取決于各個平台。 如果數字電子被調諧一次,這些參數将被存儲在平台的ID芯片中。因此,這些參數可在另一台數字控制器上自動再次運行,而無需重新調整。平台和控制器之間的這種互換性是系統靈活使用的重要一步。

數字控制器的操作便捷性

與數字控制器齊頭并進的計算能力和内存容量可實現有用的附加功能。

  • 可訪問所有運動參數和圖形顯示結果的軟件
  • 直角坐标系下簡單控制的并聯運動坐标變換
  • 可外部觸發的存儲和檢索運動宏内存
  • 預定義軌迹的檢索和定制波形生成的波形發生器和波形存儲
  • 數據記錄器記錄傳感器和用于後續處理的控制數據

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并非所有控制器都具有每項功能。詳細信息,請參見對應的産品數據表。

下載

樣本

數字控制器實現高精度和動态、方便操作

版本/日期
TEC69 2017-10
文件語言 English
pdf - 560 KB
常規軟件文檔

How to Control PI Systems

Interface, Software, Customer's tasks
版本/日期
2018-08-07
文件語言 English
pdf - 255 KB
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