Echtzeitdetektions- und Kompensationsmethode für den Ausfall des Stufenmotors

Ein Schrittmotor ist eine Art Motor, der elektrische Impulssignale in eine Winkel- oder Linearverschiebung umwandelt und in Anwendungen, die eine präzise Positionierung erfordern, weit verbreitet ist.mit einer Breite von mehr als 20 mm,Im tatsächlichen Betrieb können jedoch Schrittmotoren aus verschiedenen Gründen aus Schrittfehlern entstehen, was zu Positionsabweichungen und ungenauer Bewegung führt.Daher, ist es von großer Bedeutung, Methoden zur Echtzeit-Erkennung und -Kompensation für die Steppmotor-Ausfallstörungen zu untersuchen.

    1、 Erkennungsmethode für den Ausfall des Schrittmotors aus dem Schrittfehler

  (1) Positionsrückkopplungserkennung

Die Positionsrückkopplungsdetektion ist derzeit eine der am häufigsten verwendeten Methoden zur Erkennung von Schrittfehlern.Die tatsächliche Position des Motors kann in Echtzeit überwacht und die Positionsinformationen an das Steuerungssystem zurückgegeben werden.Das Steuerungssystem vergleicht die tatsächliche Position mit der erwarteten Position, und wenn eine signifikante Abweichung zwischen den beiden vorkommt, wird festgestellt, daß der Motor den Schritt verloren hat.Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass sie eine hohe Detektionsgenauigkeit aufweist und für hochgenaue Positionierungssysteme geeignet ist.

(2) Erkennung von Pulsverlusten

Wenn ein Schrittmotor normal arbeitet, bewegt er sich mit jedem empfangenen Impulssignal um einen Schrittwinkel.Der Motor bewegt sich nicht nach dem erwarteten Schrittwinkel.Durch die Überwachung des Verlustes von Pulssignalen kann das Steuerungssystem feststellen, ob der Motor nicht passt.aber erfordert eine hohe Überwachungsgenauigkeit für Pulssignale.

  (3) Drehmomentüberwachung und -erkennung

Schrittmotoren erzeugen in der Regel signifikante Drehmomentschwankungen, wenn sie den Schritt verlieren.Das Ausgangsdrehmoment des Motors kann in Echtzeit überwacht und mit dem erwarteten Wert verglichen werdenWenn der Drehmomentwert vom erwarteten Bereich abweicht, kann dies darauf hindeuten, daß der Motor den Schritt verloren hat.Diese Methode ist anfällig für Änderungen der Last des Motors und eignet sich für Anwendungsszenarien mit großen Laständerungen.

  (4) Abnormale Bewegungserkennung

Schrittmotoren können abnormale Bewegungsmuster wie Vibrationen und erhöhte Geräusche aufweisen, wenn sie den Schritt verlieren.Durch Installation von Beschleunigungs- oder Schallsensoren zur Überwachung des Bewegungsstatus und des Geräuschpegels des Motors, kann das Steuerungssystem diese Anomalien erkennen und feststellen, ob ein Schrittverlust aufgetreten ist.Aber die Detektionsgenauigkeit ist relativ gering..

 (5) Geräuschbasierte Erkennung

Durch die Anordnung von Geräuscherkennungspunkten um den Schrittmotor und die Simulation von Hintergrundgeräuschquellen während unterschiedlicher Arbeitszeitenund die Erstellung eines Hintergrund-Audiomodells in Kombination mit einem dreidimensionalen RaummodellWenn der Motor läuft, kann durch Vergleich des tatsächlichen Geräuschs mit dem Hintergrundgeräuschmodell, Analyse der Veränderungen der Geräuschmuster, festgestellt werden, ob der Motor nicht passt.Diese Methode eignet sich für die Früherkennung von Fehlern und kann mögliche Probleme erkennen, bevor der Motor offensichtliche Ausfall zeigt.

   2、 Kompensationsmethode für Schrittmotorfehler

(1) Kompensation im geschlossenen Kreislauf

Die Kompensation in geschlossenem Kreislauf ist eine Kompensationsmethode, die auf Rückkopplungssignalen basiert.Das Steuerungssystem berechnet die Ausgleichsinformationen anhand des Rückkopplungssignals., einschließlich Ausgleichswert, Ausgleichsfehler und Ausgleichszeiten.Der Motor wird mehrfach kompensiert, bis die Kompensationsinformationen den vorgegebenen Bedingungen entsprechen., und die Kompensation wird gestoppt und der Kompensationsmodus in geschlossenem Kreislauf beendet.aber erfordert zusätzliche Rückkopplungsgeräte und komplexe Steuerungsalgorithmen.

 (2) Anpassung der Fahrparameter

Wenn der Motor den Schritt verliert, kann der Betriebszustand des Motors durch Anpassung der Fahrparameter verbessert werden.Erhöhung des Antriebsstroms oder der Spannung entsprechend zur Erhöhung des elektromagnetischen Drehmoments des Motors■ oder die Betriebsfrequenz des Motors zu reduzieren und das Ausgangsdrehmoment des Motors zu erhöhen.Die Trägheitsbelastung des Motors während des Starts und Stillstands kann durch Optimierung des Beschleunigungs- und Verzögerungsprozesses des Motors reduziert werden..

  (3) Segmentiertes Fahren

Die Unterteilung des Antriebs ist eine Methode zur Verbesserung der Genauigkeit des Motorbetriebs durch Erhöhung der Stufenlösung des Motors.,Außerdem kann der Unterteilantrieb auch Vibrationen und Lärm des Motors reduzieren.und verbessern die Betriebstabilität des Systems.

 (4) Dämpfungsverfahren

Einbau von Dämpfungsvorrichtungen an Motoren oder Lasten, wie mechanische oder magnetische Dämpfer,kann das Resonanzphänomen des Motors wirksam unterdrücken und den durch Resonanz verursachten Schrittverlust reduzierenDiese Methode ist einfach und leicht umzusetzen, kann aber die Kosten und Komplexität des Systems erhöhen.

In der Praxis ist es in der Regel notwendig, mehrere Erkennungs- und Kompensationsmethoden zu integrieren, um die Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Systems zu verbessern.durch Kombination von Positionsrückkopplungsdetektion und Drehmomentüberwachung, kann die Position und das Drehmoment des Motors gleichzeitig überwacht werden, wodurch die Genauigkeit der Erkennung von Ausfallschritten verbessert wird.

Gleichzeitig kann durch die Kombination von Schlusskompensation und Anpassung der Fahrparameter der normale Betrieb des Motors nach einem Schrittverlust schnell wiederhergestellt werden.Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Technologie, werden die Erkennungs- und Kompensationsmethoden für Ausfallstörungen von Stufenmotoren künftig intelligenter und effizienter sein.

Durch die Nutzung von Algorithmen der künstlichen Intelligenz und der Analyse großer Datenmengen können beispielsweise Echtzeitvorhersagen und intelligente Kompensation von Motorfehlern erreicht werden.Die Anwendung neuer Sensoren und Steuerchips wird die Genauigkeit und Effizienz der Erkennung und Kompensation weiter verbessern..