Adaptiver nicht-linearer Algorithmus optimiert Servoregelung

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Servotronix Motion Control

Adaptive Vorsteuerung senkt die Einschwingzeit deutlich

Das adaptive Vorsteuermodul sorgt für eine kurze Einschwingzeit. Aufgrund der Effektivität der Zweige Kiv und Ki, besteht die Rückführungsantwort (Stromsollwert) im Wesentlichen aus dem Integralanteil. Während der Bewegung wird das Verhältnis zwischen Beschleunigung und Motordrehmoment überwacht und während der Verlangsamung genutzt, um den Integralanteil zu verarbeiten.

Nach Abschluss der Bewegung modifiziert der adaptive Vorsteuerungsalgorithmus den Inhalt des Integralanteils entsprechend der voraussichtlichen (erwarteten) Pfadbeschleunigung, wodurch sich eine Einschwingzeit von nahezu Null ergibt.

HDC ist Teil der von Servotronix entwickelten und gefertigten Servoantriebsserie CDHD. Die Einstellung erfolgt automatisch über die CDHD-Schnittstellensoftware Servo-Studio. In den meisten Fällen ist die automatische Einstellung ausreichend, bei einigen Anwendungen kann jedoch eine manuelle Feineinstellung zur Optimierung der Regelparameter erforderlich sein.

Die Einstellung erfolgt automatisch oder manuell

Automatische und manuelle Einstellung erfolgen auf Basis des gleichen Prinzips. Bei der automatischen Einstellung wird die Qualität der Bewegung gemessen und vom Antrieb und der Software ausgewertet. Bei der manuellen Einstellung wird die Qualität der Bewegung vom Bediener beurteilt. Bei beiden Verfahren werden die Parameter der Servoregelung schrittweise angepasst, und der Wert, bei dem das Bewegungsverhalten am besten ist, wird ausgewählt.

Die Einstellung erfolgt bei HDC einfach und intuitiv und ähnelt der Vorgehensweise bei konventionellen PID-Regelungen. Die variablen Verstärkungen werden einzeln schrittweise erhöht, bis ein Schwingungsverhalten auftritt, und dann wieder um 10 bis 20 % auf einen sicheren Wert abgesenkt.

Anwendung belegt höhere Genauigkeit im Vergleich zum Servoantrieb

Ein Beispiel zeigt die Leistungsfähigkeit des Reglers: Dabei benötigte ein Kunde von Servotronix für eine Portalroboteranwendung eine dauerhafte Genauigkeit von 2 -3 µm bei Höchstgeschwindigkeit.Bei einem Vergleichstest mit einem Servoantrieb eines Konkurrenten bei einer Geschwindigkeit von 160 mm/s zeigte der CDHD-Antrieb eine deutlich höhere Genauigkeit und geringere Welligkeit. HD Control erweist sich als besonders vorteilhaft für Anwendungen, die eine präzise Pfadnachführung und eine geringe Einschwingzeit erfordern, wie zum Beispiel CNC- und Schneidanwendungen, Förderernachführung, Entnahme- und Absetzvorgänge, Bohren und Montieren von Leiterplatten (PCB), Schweißen, Lackieren, Beschichten und Kleben. (ud)

SPS IPC Drives 2014: Halle 3, Stand 458

* Dr. Yves Villaret ist beschäftigt bei der Servotronix Motion Control

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