最復(fù)雜的運(yùn)動控制問題中有一部分是來自于流體動力控制應(yīng)用,因?yàn)樗婕暗慕橘|(zhì)(空氣或液壓油)不會對控制輸入做出線性方式的響應(yīng)。使用開環(huán)控制還是閉環(huán)控制所進(jìn)行的選擇圍繞著反饋的概念,以及特定運(yùn)動系統(tǒng)將反饋考慮在內(nèi)的重要性。
在閉環(huán)控制中使用反饋會提供平穩(wěn)和精確的運(yùn)動,不過這需要一個可以利用反饋信息的運(yùn)動控制器。開環(huán)控制可能不需要閉環(huán)運(yùn)動系統(tǒng)的設(shè)定和編程,不過它也不具備閉環(huán)系統(tǒng)能夠提供的靈活性和精確性。其決策是根據(jù)應(yīng)用及其需求而定;開環(huán)控制和閉環(huán)控制都有各自的好處和不足。
01什么時候選擇開環(huán)控制
許多應(yīng)用都使用開環(huán)控制,包括那些并不看重對一臺執(zhí)行機(jī)構(gòu)(一個控制系統(tǒng)的“業(yè)務(wù)終點(diǎn)”)進(jìn)行精確位置或速度控制的情況。使用開環(huán)控制,不用努力將實(shí)際的速度或一套運(yùn)動系統(tǒng)施加的壓力或力量與計(jì)算出來的目標(biāo)值匹配起來。有了一個要達(dá)到的目標(biāo),而系統(tǒng)怎么達(dá)到并不是非常重要。
通常來說,在速度很重要而精確操作并不重要的情況下會使用開環(huán)控制,例如在機(jī)加工步驟完成之后將工具收縮回來的操作,或者在接觸加工部件之前將工具預(yù)先定位的操作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以根據(jù)負(fù)載的變化來變換速度,或者是液壓系統(tǒng)的情況下根據(jù)油壓和油溫的變化來變換速度。
開環(huán)控制并不是完全“沒有反饋”的。開環(huán)控制會使用獨(dú)立的限位開關(guān)、光電檢測器或壓力開關(guān)來決定運(yùn)動應(yīng)該在什么時候停止或什么時候達(dá)到一個壓力限值。一些特殊的運(yùn)動控制器一般不需要運(yùn)行啟/停的運(yùn)動控制,例如一臺可編程邏輯控制器(PLC)的通用計(jì)算機(jī)就足夠了。如果使用必須要在指定位置安裝的物理限位裝置可能會帶來問題,因?yàn)槿绻麢C(jī)器是被用來加工不同尺寸的材料,在產(chǎn)品切換的過程中限位裝置的物理位置需要移動。
在流體動力系統(tǒng)設(shè)置的過程中可以使用開環(huán)控制,例如在檢查閥門接管和接線的極性時,找到正限位和負(fù)限位、檢查閥門線性以及檢查平穩(wěn)運(yùn)動時。
對于那些需要輪廓跟隨、同步或根據(jù)一個軸的運(yùn)動來帶動另一個軸的運(yùn)動、或需要高精度的高速運(yùn)行靈活性或速度的應(yīng)用場合,必須使用閉環(huán)控制。其他需要閉環(huán)控制的應(yīng)用包括在負(fù)載或環(huán)境條件變化的情況下需要保持精度的應(yīng)用。
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