開(kāi)環(huán)控制(Open-loop control system )指調節系統不接受反饋的控制,只控制輸出,不計后果的控制。又稱(chēng)為無(wú)反饋控制系統。在數控機床中由步進(jìn)電機和步進(jìn)電機驅動(dòng)線(xiàn)路組成。數控裝置根據輸入指令,經(jīng)過(guò)運算發(fā)出脈沖指令給步進(jìn)電機驅動(dòng)線(xiàn)路,從而驅動(dòng)工作臺移動(dòng)一定距離。
半閉環(huán)控制系統的工作原理和全閉環(huán)伺服系統相似,只是位置檢測器不是安裝在工作臺上,而是安裝在伺服電機的軸上的編碼器作反饋運動(dòng)控制。
全閉環(huán)控制簡(jiǎn)稱(chēng)閉環(huán)控制(closed-loop control system)則是由信號正向通路和反饋通路構成閉合回路的自動(dòng)控制系統,又稱(chēng)反饋控制系統。由伺服電機、比較線(xiàn)路、伺服放大線(xiàn)路、速度檢測器和安裝在工作臺上的位置檢測器(直線(xiàn)光柵尺)組成,通過(guò)軟件實(shí)時(shí)補償絲桿的精度誤差和換向回差,自動(dòng)檢測并與指令值進(jìn)行比較,用差值進(jìn)行控制。
通俗的講就是,全閉環(huán)是有光柵尺,半閉環(huán)沒(méi)有光柵尺,只有編碼器。電機說(shuō)我走了一圈就是一圈,這叫半閉環(huán),電機說(shuō)我走了一圈,然后還要問(wèn)光柵尺,說(shuō)我走了是一圈嗎,光柵尺說(shuō)是走了一圈,那就是一圈,說(shuō)不是,那電機還要走點(diǎn)。這就是全閉環(huán)。
工作原理
開(kāi)環(huán)控制系統不能檢測誤差,也不能校正誤差。閉環(huán)控制系統不管出于什么原因(外部擾動(dòng)或系統內部變化),只要被控制量偏離規定值,就會(huì )產(chǎn)生相應的控制作用去消除偏差。
結構組成
開(kāi)環(huán)系統沒(méi)有檢測設備,組成簡(jiǎn)單,但選用的元器件要嚴格保證質(zhì)量要求。閉環(huán)系統具有抑制干擾的能力,對元件特性變化不敏感,并能改善系統的響應特性。
穩定性
開(kāi)環(huán)控制系統的穩定性比較容易解決。這種控制系統優(yōu)點(diǎn)是比較簡(jiǎn)單,工作穩定,容易掌握使用,但精度和速度的提高受到限制??刂凭群鸵种聘蓴_的性能都比較差,而且對系統參數的變動(dòng)很敏感。因此,一般僅用于可以不考慮外界影響,或慣性小,或精度要求不高的一些場(chǎng)合。
半閉環(huán)系統中反饋回路的引入增加了系統的復雜性。眾所周知利用編碼器作反饋的半閉環(huán)運動(dòng)控制的精度還需傳動(dòng)絲桿或其它連接件的精度來(lái)保證,因此無(wú)法控制機床傳動(dòng)機構所產(chǎn)生的傳動(dòng)誤差、機床空走高速運轉時(shí)傳動(dòng)機構所產(chǎn)生熱變形誤差以及加工過(guò)程中傳動(dòng)系統磨損而產(chǎn)生的誤差。但半閉環(huán)伺服系統所能達到的精度、速度和動(dòng)態(tài)特性?xún)?yōu)于開(kāi)環(huán)伺服系統,其復雜性和成本低于全閉環(huán)伺服系統。
全閉環(huán)控制是用直線(xiàn)光柵作反饋,通過(guò)軟件實(shí)時(shí)補償絲桿的精度誤差和換向回差。就免除了一切機械傳動(dòng)鏈的誤差影響,是一種很精密的直線(xiàn)運動(dòng)控制方式,能消除機床傳動(dòng)機構所產(chǎn)生的傳動(dòng)誤差、機床空走高速運轉時(shí)傳動(dòng)機構所產(chǎn)生熱變形誤差以及加工過(guò)程中傳動(dòng)系統磨損而產(chǎn)生的誤差,大大提高了機床的定位精度、重復定位精度以及精度可靠性。但作為提高位置精度的關(guān)鍵部件光柵尺的準確度等級是首先要考慮的。
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