Шаговый двигатель

Шаговые двигатели спроектированы как система с разомкнутым контуром. Генератор импульсов посылает импульсы в схему регулирования фаз. Секвенсор фаз определяет, какие фазы необходимо отключить или включить, как описано в полной информации о шагах и полушагах. Секвенсор управляет мощными полевыми транзисторами, которые затем вращают двигатель.

Однако в системе с разомкнутым контуром нет проверки положения и нет способа узнать, выполнил ли двигатель заданное движение.

Самый популярный метод замыкания контура — установка энкодера на заднем валу двухвального двигателя. Кодировщик представляет собой тонкий диск с нанесенными на него линиями. Диск проходит между передатчиком и приемником. Каждый раз, когда между ними возникает линия, на сигнальных линиях выводится импульс. Эти импульсы передаются обратно на контроллер, который их подсчитывает. Обычно в конце хода контроллер сравнивает количество импульсов, отправленных драйверу, с количеством импульсов энкодера, отправленных обратно. Обычно пишется процедура, согласно которой, если два числа различны, разница затем компенсируется. Если числа одинаковые, ошибки не произошло и движение продолжается.

У этого метода есть два недостатка: стоимость (и сложность) и отклик. Дополнительная стоимость кодера, а также усложнение контроллера увеличивают стоимость системы. Кроме того, поскольку коррекция (если таковая имеется) производится в конце хода, в систему может быть добавлено дополнительное время.

Другой вариант — сервосистема. Сервосистема обычно представляет собой двигатель с малым числом полюсов, который обеспечивает высокую скорость, но не имеет встроенной функции позиционирования. Чтобы сделать его устройством позиционирования, необходима обратная связь, обычно и энкодер или резольвер, и контуры управления. Сервопривод по сути включается и выключается до тех пор, пока счетчик резольвера не достигнет определенной точки. Следовательно, сервопривод работает по ошибке. Например, сервоприводу дана команда двигаться на 100 оборотов. Счетчик резольвера показывает ноль, и двигатель включается. Когда счет резольвера достигает 100 оборотов, двигатель отключается. Если положение отклоняется, двигатель снова включается, чтобы вернуть его в исходное положение. То, как сервопривод реагирует на ошибку, зависит от настройки усиления. Если настройка усиления высока, двигатель будет очень быстро реагировать на любые изменения в ошибке. Если настройка усиления низкая, двигатель не будет так быстро реагировать на изменения в ошибке. Однако при любых настройках усиления по времени в систему управления движением вводятся временные задержки.