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1个回答
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在学校的时候,虽然也学过过程控制,但自己对控制的理解并不深刻。直到后来有机会了解了电机,才发现电机控制才是工业生产的重要组成部分。在此过程中,找时间学习了一下,并且结合之前的单片机知识,收获很多。
1、步进电机和伺服电机 步进电机主要用于低速、负载比较低的场景,而伺服电机则相反。此外,在控制精度和时间上,伺服电机的优势也很明显。步进电机开环控制较多,不带编码器,而伺服电机大部分都带编码器。 2、完整的控制系统是什么样的 以cnc加工,也就是数控来说,一般由上位机、控制器、驱动器、步进电机这么几部分组成。上位机,也就是pc发送G指令要求。控制器收到要求后,开始进行插值、速度规划、pwm分配、定时输出等操作。等到定时中断产生时,发出pwm到驱动器。驱动器收到pwm后,通过内部的算法解算,直接输出模拟信号,控制电机。 3、是否一定要步进电机驱动器 如果只是速度控制,很多情况并不需要驱动器,只要一颗电机驱动ic即可,比如L298n。而如果是需要位置控制的话,那么基本上都需要配置电机驱动器。 4、控制器的作用是什么 控制器的部分主要是将上位机的操作指令转换成pwm方波信号。这中间最重要的部分就是速度规划,不能太慢,也不能太快。市面上既有单独的控制器出售,也有独立的运动控制卡贩卖,可以根据需要自己灵活决定。 5、上位机做什么 上位机的作用就是将客户的需求,分解成具体的子命令,也可以称之为路径规划。比如,如果是写字机器人,那么就要根据图像识别算法,将一个汉字拆分成若干个G命令,比如画一条斜线、画一个圆弧,这就是上位机的工作。至于下位机怎么执行分解下的每一个动作,这就不是上位机所要关注的了。 6、plc的位置 plc主要用来做控制器的部分。如果不是特别复杂的运动控制,或者只是一个方向的控制,那么完全可以由plc来执行控制器的部分。plc自身集成了gpio口、pwm口、串口等很多接口,使用起来也很方便。 7、单片机可以做什么 单片机可以做控制器,也可以做驱动器,根据自己的实际需求来定。目前学术上面比较喜欢研究驱动器和电机,而实际生产中对控制器比较关注。对于定制程度比较高的控制场景,用单片机做运动控制还是很不错的。当然,如果嫌麻烦,那就移植开源代码好了。 8、开源的运动控制代码 grbl就不错。 9、涉及到的单片机技术 运动控制的单片机和其他单片机差不多,只不过要求算力更高一点、对pwm控制精准一点。常用的开关、pwm、串口、复位,这些都是少不了的。此外,软件中的rtos、定时中断、控制算法解算、状态机转换、传感器采样、数值滤波、配置加载、数据存储,这些也是非常必要的。另外,通常为了更好地开发,也会匹配一个串口、或者带网络收发的pc上位机软件,可以实时监控单片机的运行情况。 10、运动控制和电机控制的区别 运动控制主要是上层控制算法,主要目的就是将客户的需求转换成不同的pwm值,并且在不同的周期输出。电机控制,比较注重底层,需要了解电机本身等很多知识。就运动控制来说,除了机械加工,还有机械手臂(需要减速器)、agv、雕刻机、无人机等等,都有很多的应用场景。 电机使用的地方非常多,如果有可能,可以自己购买一块单片机开发板,再购买一些驱动器和电机,多做做实验,相信会有更多的收获。 |
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