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运动控制体系抗干扰问题剖析

时间:2020-11-24    作者:星辰智能

  运动控制体系作为一些自动化设备的中心部分,其可靠性和安稳性直接影响设备的功用,而影响其可靠性和安稳性的首要要素之一是抗干扰问题。因此,怎样有效地处理干扰问题是运动控制体系的规划中的一个不容忽视的问题。

  一、干扰现象

  在运用中,常会遇到以下几种首要干扰现象:

  1、控制体系未发指令时,电机无规则地转动。

  2、伺服电机接连运动,运动控制器读取电机位置时,由电机端部的光电编码器反应回的数值无规律乱跳。

  3、伺服电机运行时,所读取的编码器的值与所宣告指令值不符合,且误差值是随机的,无规律的。

  4、伺服电机运行时,所读取的编码器的值与所宣告指令值的差值为一安稳的值或呈周期性改动。

  5、与沟通伺服体系共用同一电源的设备(如显示器等)作业不正常。

  二、干扰源剖析

  干扰进入运动控制体系的途径首要有两类:

  1、信号传输通道干扰,干扰通过与体系相联的信号输入通道、输出通道进入;

  2、供电体系干扰。

  信号传输通道是控制体系或驱动器接收反应信号和宣告控制信号的途径,由于脉冲波在传输线上会呈现延时、畸变、衰减与通道干扰,在传输进程中,长线的干扰是首要要素。任何电源及输电线路都存在内阻,正是这些内阻才引起了电源的噪声干扰,假定没有内阻,不论何种噪声都会被电源短路吸收,在线路中不会建立起任何干扰电压,此外,沟通伺服体系驱动器本身也是较强的干扰源,它可以通过电源对其他设备进行干扰。

  三、抗干扰的方法

  1、供电体系的抗干扰规划

  (1)行电源分组供电,例如,将实施电机的驱动电源与控制电源分隔,以防止设备间的干扰

  (2)选用噪声滤波器也可以有效地抑制沟通伺服驱动器对其他设备的干扰。该方法对以上几种干扰现象都可以有效地抑制。

  (3)选用隔绝变压器,考虑到高频噪声通过变压器首要不是靠初次级线圈的互感耦合,而是靠初次级寄生电容耦合的,因此隔绝变压器的初次级之间均用屏蔽层隔绝,减少其分布电容,以提高抗共模干扰。

  2、信号传输通道的抗干扰规划

  (1)光电耦合隔绝方法

  长距离传输进程中,选用光电耦合器,可以将控制体系与输入通道、输出通道以及伺服驱动器的输入、输出通道堵截电路之间的联络。假定在电路中不选用光电隔绝,外部的尖峰干扰信号会进入体系或直接进入伺服驱动设备,产生第一种干扰现象。光电耦合的首要利益是能有效地抑制尖峰脉冲及各种噪声干扰,从而使信号传输进程中的信噪比大大提高。首要原因是:干扰噪声虽然有较大的电压凹凸,但能量小,只能构成微小电流,而光电耦合器输入部分的发光二极管是在电流状态下作业,一般导通电流为10-15mA,所以即使有很高的大凹凸的干扰,由于不能供给满足的电流而被抑制掉。

  (2)双绞屏蔽线长线传输

  信号在传输进程中会遭到电场、磁场和地阻抗等干扰要素的影响,选用接地屏蔽线可以减小电场的干扰。双绞线与同轴电缆比较,虽然频带较差,但波阻抗高,抗共模噪声才调强,能使各个小环节的电磁感应干扰互相抵消。其他,在长距离传输进程中,一般选用差分信号传输,提高抗干扰功用。选用双绞屏蔽线长线传输可以有效地抑制第二、三、四种干扰现象的产生。

  (3)接地

接地可以消除电流流经地线时所产生的噪声电压,除了要将伺服体系接大地外,信号屏蔽线也要接地,防止静电感应和电磁干扰。假定没有正确的接地,则可能会呈现第二种干扰现象。

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