¿Cómo logra una placa de servocontrolador una sincronización de alta-precisión de posición/velocidad/par a través de algoritmos de control de bucle cerrado-?

La placa del servocontrolador logra una sincronización de alta-precisión de posición, velocidad y par a través de un algoritmo de control de bucle cerrado-. El núcleo de este enfoque radica en un mecanismo de ajuste dinámico de "retroalimentación-comparación-corrección", que combina una arquitectura de control de múltiples-bucle con optimización de algoritmo inteligente. La siguiente es una explicación simplificada de su principio de funcionamiento:

1. La lógica central del control de bucle-cerrado: retroalimentación y corrección
El control de bucle cerrado-de un servosistema es similar a la "conducción autónoma":

Configuración objetivo: el usuario ingresa un comando de posición (p. ej., "mover a 100 mm"), un comando de velocidad (p. ej., "500 rpm") o un comando de torsión (p. ej., "10 N·m").
Real-Retroalimentación en tiempo real: el codificador (o sensor de efecto Hall) monitorea continuamente la posición, la velocidad y el par reales del motor y transmite estos datos a la placa del controlador.
Comparación de errores: la placa del controlador calcula la diferencia entre el valor objetivo y el valor de retroalimentación (por ejemplo, "Posición actual 95 mm, error 5 mm").
Corrección dinámica: el voltaje/corriente de salida se ajusta para compensar el error, acercando el valor real al valor objetivo.

2. Arquitectura de control de tres-bucles: control colaborativo en capas
Las placas de servocontrolador suelen emplear un sistema de control de tres-capas: bucle de posición, bucle de velocidad y bucle de corriente (bucle de torsión). Cada bucle es responsable de diferentes dimensiones de precisión:

Bucle de corriente (control de par):
Función: Controla directamente la corriente del motor, logrando una respuesta de par rápida.
Principio: Al ajustar el ciclo de trabajo de la señal PWM, la intensidad del campo magnético del motor se controla con precisión para garantizar que el par de salida coincida con el comando.
Analogía: al igual que el "control muscular", determina directamente la cantidad de fuerza aplicada.
Bucle de velocidad:
Función: basándose en el bucle de corriente, estabiliza la velocidad del motor.
Principio: basándose en la retroalimentación del codificador, ajusta el comando del bucle actual para eliminar las fluctuaciones de velocidad (como la desaceleración durante cambios repentinos de carga).
Analogía: Al igual que el "control del acelerador", mantiene una velocidad de conducción constante.
Bucle de posición:
Función: En última instancia logra un posicionamiento preciso.
Principio: basándose en la posición objetivo y la posición real, genera un comando de velocidad (por ejemplo, "Posición actual 95 mm, acelerar a 500 rpm"), que luego es ejecutado por los bucles de velocidad y corriente.
Analogía: como un "sistema de navegación", planifica rutas y dirige la conducción. Mecanismo de sinergia:

La salida del bucle exterior (bucle de posición) sirve como entrada al bucle interior (bucle de velocidad), que a su vez sirve como entrada al bucle actual, formando una cadena de corrección "en capas".
Por ejemplo, cuando el error de posición es grande, el bucle de posición aumentará el comando de velocidad, mientras que el bucle de velocidad aumentará la velocidad al aumentar la corriente, reduciendo rápidamente el error.