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带增量式编码器的伺服误差有多大?
发布时间:2025-08-19        浏览次数:0        返回列表

带增量式编码器的伺服系统误差受多种因素影响,理论误差虽小,但实际应用中可能因干扰、机械间隙、控制系统断电滑行等问题产生累计误差,需通过回原点校正或全闭环控制来避免。以下是对其误差的详细分析:

理论误差特性

增量式编码器通过测量轴相对于参考点的位置变化来确定位移,理论上不会产生累计误差。它利用光电转换原理,当轴旋转时,光栅或磁栅会随之改变位置,光电传感器或磁传感器检测到这一变化并转化为电信号。编码器输出三组方波脉冲A、B和Z相,其中A、B两组脉冲相位相差90°,用于判断旋转方向;Z相脉冲每转输出一次,用于基准点定位。旋转时,光栅或磁栅的条纹产生脉冲,传感器感应到脉冲变化,测量轴的运动和位置,脉冲数量和频率与轴的运动速度和方向相关。

实际应用中的误差来源

  1. 干扰因素:现场环境中的抖动或电磁干扰可能导致编码器输出信号出现误差。例如,在交流伺服系统中,光电编码器可能受到很强的电磁干扰以及自身的扰动,导致计数错误。

  2. 机械间隙:编码器和电机轴之间如果存在松动,没有固定紧,也会导致位置测量不准确。此外,机械部件的磨损和松动、偏心和偏移等也会引起定位误差。

  3. 控制系统断电后的机械滑行:在控制系统断电后,电机轴可能会因惯性继续滑行一段距离,导致编码器记录的位置与实际位置产生偏差。

  4. 脉冲输出频率与计数器匹配问题:如果增量编码器的脉冲输出频率大于计数器输入脉冲的最高频率,或者导线延长过长导致输出电压下降,都可能触发不了计数器计数,从而产生误差。

误差的影响与应对措施

  1. 累计误差问题:由于上述因素的存在,增量式编码器在实际应用中可能会产生累计误差。例如,在铝板生产线中,如果编码器每转一周的误差为1mm,那么当铝卷的总长度达到6000m时,累计误差所造成的距离差可能达到6m甚至更高,严重影响系统对缺陷定位的精确性。

  2. 应对措施

    • 经常回原点校正误差:通过定期回原点操作,可以消除因干扰、机械间隙等因素产生的累计误差。

    • 采用全闭环控制:全闭环控制可以实时监测并补偿位置偏差,从而提高系统的定位精度。

    • 优化机械结构:通过增加结构刚度、减小负载惯量、使用精确的定位元件和轴承等措施,可以减小机械振动和共振对定位精度的影响。

    • 提高控制系统性能:选择先进的控制算法、合理整定控制参数、提高反馈信号的准确性等措施,可以提高控制系统的性能,从而减小定位误差。

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