增强的跟踪控制(等)
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Aerotech独特的增强跟踪控制(ETC)功能提高了点对点定位的移动和定位时间，减少了在运动过程中的跟踪错误。它适用于所有的航空技术控制器(A3200，集成®和独奏者®)包括我们的Nmark®CLS高性能galvo控制器。改进的跟踪控制算法与传统的比例积分导数(PID)控制体系结构并行工作，增强了伺服机构对干扰的抑制能力，否则将导致位置误差。
背景
在精密定位系统中，轴承摩擦是导致许多动态误差的主要原因。一个简单的库仑摩擦模型对于大尺度运动是足够的，但是在微米级及以下的行为要复杂得多。不同预紧力和润滑水平的多个滚动单元之间的相互作用导致了施加的力和产生的位移之间的滞后关系。简单地说，力学并不像线性伺服理论预测的那样运动。当控制器试图将舞台拉到最终位置，或在舞台改变方向时达到位置误差的峰值时，其结果是在稳定时间内出现长尾现象。
图1所示。轴承摩擦显示在伺服回路增益。
轴承摩擦的影响显然是表明伺服环路增益的频率响应图(图1)。理想反应过渡顺利从高增益低频率(表明良好的控制权力)通过交叉频率低增益高频率(必要阻止不必要的机器振动)。轴承摩擦在低频率下产生衰减响应，低环路增益意味着对扰动的响应更慢。改进的跟踪控制算法提高了伺服机构的低频响应，使动态行为更接近理想的无摩擦系统。
调优技术
增强的跟踪控制算法易于优化，并且通常不需要更改现有的PID增益。系统应该首先进行常规调优，以获得良好的性能和稳定性指标，最好使用全面的环路传输测量进行量化。增强的跟踪控制功能只需要两个额外的参数:一个比例因子和一个带宽。一种自动调谐算法识别比例因子(惯性、电机力常数和传感器分辨率的组合)，并将带宽设置为控制器交叉频率的很小一部分。
图2。ETC消除了与亚微米公差相关的长尾沉降。
点对点定位的改进
增强跟踪控制算法改善点对点定位性能通过消除与结算相关的长尾亚微米公差(图2)。系统与滚动体轴承通常需要很长时间在准静态条件下滚动元素几乎是,但不完全,在最后的位置。当使用增强的跟踪控制算法时，伺服系统在低频时的高环路增益提供了通过轴承摩擦的额外努力。
图3。ETC可以在复杂的轮廓中提供4倍的峰值跟踪误差。
动态跟踪的改进
当采用改进的跟踪控制算法来抑制干扰时，动态跟踪性能也得到了改善。跟踪误差通常在方向反转时更大，小圆轮廓是伺服机构最具挑战性的跟踪之一。如图3所示，当ETC应用于复杂的轮廓时，峰值跟踪误差降低了4倍，就像激光切割应用中所看到的那样。
图4。在127hz频率下跟踪圆的有无等跟踪误差。
改进的加尔沃镜控制
高速激光电流计中使用的轻型反射镜特别容易受到哪怕是最小的干扰力的影响。即使是质量最好的轴承，在精密应用中也会出现非线性摩擦行为，降低定位性能。图4显示了跟踪命令的跟踪错误，该命令用于跟踪具有和不具有ETC的127 Hz频率的圆。通过启用该算法，可以改善位置误差，并最终改善零件质量。
总结
Aerotech的增强跟踪控制(ETC)特性改进了点对点的解决时间，减少了在精密应用中的跟踪误差。今天就联系Aerotech来讨论您的应用程序，并了解ETC如何改进您的流程吞吐量和质量。
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