في مجال الأتمتة الصناعية ، ومراقبة دقيقة ، محرك سيرفو ، باعتبارها جوهر العنصر التنفيذي ، مباشرة يحدد أداء النظام والدقة والقدرة على الاستجابة الديناميكية . في حينالتشفير الإضافيةكما الاستشعار أجهزة النظام ، من خلال التغذية المرتدة في الوقت الحقيقي موقف الدوار وسرعة المعلومات ، يصبح الدعم التقني الرئيسي لتحقيق حلقة مغلقة السيطرة .
مبدأ العمل و الميزة الأساسية الإضافية التشفير
التشفير الإضافية تحويل زاوية دوران الميكانيكية إلى نبض الكهربائية إشارة عن طريق الكشف عن التغيرات الدورية من صريف القرص أو الشريط المغناطيسي . الناتج الأساسي يحتوي على ثلاث مجموعات من الإشارات :
أ / ب المرحلة : اثنين من نبضات نبضات التربيع 90 ° الفرق المرحلة المستخدمة في حساب الإزاحة و اتجاه الدوران ( من خلال الحكم على ارتفاع / انخفاض حافة تسلسل التمييز في اتجاه عقارب الساعة / عكس اتجاه عقارب الساعة ) ؛
z-phase صفر إشارة : نبض واحد أنتج في كل دورة ، والتي يمكن استخدامها بوصفها نقطة مرجعية مطلقة من أصل الميكانيكية ، وبالتالي حل مشكلة فقدان الموقف بعد انقطاع التيار الكهربائي من التشفير الإضافية .
بالمقارنة مع التشفير المطلق ، التشفير الإضافية لديها ثلاث مزايا واضحة :
فائدة نموذج يحتوي على مزايا التكلفة العالية ، بنية بسيطة ، لا تحتاج إلى ترميز القرص معقدة ، فقط 1 / 3 ~ 1 / 2 من نفس الدقة التشفير المطلق .
المضادة للتشويش قدرة قوية : المغناطيسي التشفير الإضافية يمكن أن تكون قوية في التداخل الكهرومغناطيسي ، والنفط ، والغبار وغيرها من البيئات القاسية ، والعمل بثبات .
الاستجابة الديناميكية السريعة : نبض إشارة تأخير انتقال منخفضة ، ومناسبة لسرعة عالية التحكم في الحركة المشهد .
السيطرة على الموقف : من نبض العد نانومتر الدقة
التشفير الإضافية يدرك موقف حلقة مغلقة السيطرة من خلال نبض العد .
نبض جمع : كل وحدة القرار التشفير بالتناوب ( على سبيل المثال ، 1024 خط التشفير الناتج 1024 نبض في اللفة ) ، المراقب المالي من خلال سرعة عالية العد ميناء لتسجيل عدد من البقول .
موقف عملة : تحويل عدد النبضات في زاوية أو التشريد الخطي الفعلي ( نسبة والعتاد أو تؤدي المسمار ) حسب صيغة الموقف = عدد النبضات / القرار .
خطأ التعويض : من خلال z-phase صفر إشارة المعايرة الدورية خطأ تراكمي ، جنبا إلى جنب مع تغذية خوارزمية التحكم للقضاء على الفجوة الميكانيكية ، تشوه مرن وغيرها من العوامل غير الخطية .
تطبيق نموذجي :
نظام تغذية آلة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أداة : 17 بت التشفير الإضافية ( القرار 131072 نبض / دورة في الدقيقة ) ، مع مقضب حاكم لتحقيق دقة تحديد المواقع ميكرون ، لتلبية متطلبات الدقة بالقطع .
الروبوت السيطرة المشتركة : 4 مرات التردد التكنولوجيا ( أ / ب المرحلة نبض الحافة / الحافة الهابطة في الاعتبار ) التشفير القرار 4096 نبض / دورة في الدقيقة ، لتحقيق زاوية مشتركة دون راديان السيطرة ؛
جهاز أشباه الموصلات : في رقاقة نقل الروبوت ، التشفير الإضافية تتعاون مع المحرك الخطي لتحقيق دقة تحديد المواقع المتكررة ± 0.1
قياس سرعة الدوران : التطور التقني من التردد إلى طن متري
التشفير الإضافية يمكن قياس سرعة الدوران من خلال توقيت نبض إشارة .
طريقة التردد ( م طريقة )
المبدأ : عد عدد النبضات في وقت ثابت النافذة ، وحساب سرعة الدوران من خلال صيغة السرعة = عدد النبضات / ( القرار * الوقت النافذة ) .
سمات :
عالية السرعة وعالية الدقة قياس ( على سبيل المثال ، في 1000 دورة في الدقيقة ، 1024 خط التشفير يمكن التقاط 17 نبضات في 10ms ، خطأ فقط 0.6 في المائة ) .
خطأ كبير في سرعة منخفضة ( على سبيل المثال ، في 10 دورة في الدقيقة ، فقط 0.17 نبضات في 10 مللي ثانية ، تحتاج إلى إطالة فترة العد أو استخدام التردد مضاعفة التكنولوجيا ) .
الحل الأمثل :
تردد مضاعفة الأجهزة : تحقيق 4 و 16 مرة من خلال FPGA أو رقاقة خاصة ، وتحسين سرعة منخفضة القرار ؛
برامج الترشيح : المتوسط المتحرك خوارزمية يستخدم لقمع نبض غضب .
2 - النهج الدوري ( ت )
المبدأ : قياس الفاصل الزمني بين البقول المجاورة وحساب سرعة الدوران من خلال صيغة السرعة = 1 / ( القرار × الفاصل الزمني ) .
سمات :
انخفاض سرعة قياس دقة عالية ( على سبيل المثال ، في 1 دورة في الدقيقة ، 1024 خط التشفير نبض الفاصلة تصل إلى 60ms ، قياس خطأ يمكن السيطرة عليها في غضون 0.1 في المائة ) ؛
الخطأ هو زيادة في سرعة عالية ( على سبيل المثال ، في 1000 دورة في الدقيقة ، نبض الفاصل الزمني هو 0.6ms محدودة على مدار الساعة الدقة ) .
الحل الأمثل :
عالية التردد على مدار الساعة الاستيفاء : استخدام أكثر من 100 ميغاهيرتز على مدار الساعة إلى تقسيم نبض الفاصلة ، وتحسين دقة القياس عالية السرعة ؛
متعددة نبض متزامن قياس : في وقت واحد يلتقط العديد من فترات النبض ، مع متوسط قيمة للحد من كلمة خطأ .
3 - الأسلوب المختلط ( طن متري )
المبدأ : الجمع بين طريقة التردد و طريقة الدوري ، عد عدد النبضات ( م طريقة ) في وقت ثابت ، وفي الوقت نفسه قياس عدد نبضات عالية التردد على مدار الساعة ( ر طريقة ) ، وحساب سرعة الدوران من خلال صيغة السرعة = عالية التردد على مدار الساعة التردد * نبض عدد / ( القرار * عالية التردد على مدار الساعة العد ) .
سمات :
دقة معادلة السرعة الكاملة في المنطقة ( على سبيل المثال ، خطأ في مجموعة من 1 دورة في الدقيقة إلى 10000 دورة في الدقيقة أقل من 0.01 في المائة ) .
خوارزمية معقدة للغاية ، تحتاج إلى دعم الأجهزة الخاصة .
تطبيق نموذجي المشهد :
مصعد آلة الجر : استخدام طن متري طريقة لقياس سرعة المحرك ، وتحقيق 0.01m / s سرعة السيطرة على الدقة ، وضمان راحة من المصعد .
محرك الأقراص الرئيسي للسيارات الطاقة الجديدة : 0.1 دورة في الدقيقة منخفضة السرعة السيطرة على الزحف يتحقق من خلال الجمع بين التشفير الإضافية مع تصميم محول دوار التكرار مع طن متري .
توربينات الرياح شفرة متغير النظام : في نطاق واسع من 0.1rpm إلى 15 دورة في الدقيقة ، طن متري الأسلوب يضمن دقة السيطرة على شفرة زاوية تصل إلى ± 0.1 درجة .
رابعاً - التحديات التقنية واتجاهات التنمية
على الرغم من أن التشفير الإضافية لديها مزايا التكلفة والاعتمادية ، فإنه لا يزال يحد من تطوير التطبيقات بسبب الاعتماد على عدادات الخارجية ، والحاجة إلى إعادة البحث عن الصفر بعد انقطاع التيار الكهربائي . هناك اتجاهان رئيسيان للتطورات التكنولوجية الحالية :
intellectualized التكامل : تصميم متكامل من التشفير و السائق ، من خلال المدمج في رقاقة حزب اليسار الديمقراطى لتحقيق نبض العد ، حساب السرعة ، خطأ التعويض الأجهزة ، والحد من وحدة تحكم تحميل .
multisensor الانصهار : الجمع بين التشفير الإضافية مع التشفير المطلق ، وأجهزة الاستشعار الحالية ، وبناء نظام التغذية المرتدة المتعدد الوسائط ، وتحسين نظام التسامح مع الخطأ ( مثل التشفير خطأ التبديل إلى حلقة التحكم الحالية ) .
التشفير الإضافيةبسبب ارتفاع نسبة السعر إلى الأداء والموثوقية ، فإنه يأخذ المركز المهيمن في مجال أجهزة التحكم في المحركات موقف وسرعة القياس . جنبا إلى جنب مع تحسين دقة المعدات intelligentization متطلبات الصناعة 4.0 ، التشفير الإضافية باستمرار كسر حدود الأداء من خلال الابتكار التكنولوجي ، وتوفير أكثر دقة التحكم في الحركة حل ذكي التصنيع .