چقدر در مورد تحلیل ضد تداخل سیستم کنترل حرکت می‌دانید؟

به عنوان بخش اصلی برخی از تجهیزات اتوماسیون، قابلیت اطمینان و پایداری سیستم کنترل حرکت مستقیماً بر عملکرد تجهیزات تأثیر می‌گذارد و یکی از عوامل اصلی مؤثر بر قابلیت اطمینان و پایداری آن، مشکل عدم تداخل است. بنابراین، چگونگی حل مؤثر مشکل تداخل، مشکلی است که نمی‌توان در طراحی سیستم کنترل حرکت نادیده گرفت.

۱. پدیده تداخل

در کاربرد، پدیده‌های تداخل اصلی زیر اغلب مشاهده می‌شوند:
۱. وقتی سیستم کنترل فرمانی صادر نکند، موتور به صورت نامنظم می چرخد.
۲. وقتی سروو موتور از حرکت باز می‌ایستد و کنترل‌کننده حرکت موقعیت موتور را می‌خواند، مقداری که توسط انکودر فوتوالکتریک در انتهای موتور برگردانده می‌شود، به طور تصادفی جهش می‌کند.
۳. هنگامی که سروو موتور در حال کار است، مقدار خوانده شده انکودر با مقدار دستور صادر شده مطابقت ندارد و مقدار خطا تصادفی و نامنظم است.
۴. هنگامی که سروو موتور در حال کار است، اختلاف بین مقدار انکودر خوانده شده و مقدار فرمان صادر شده، مقداری پایدار است یا به صورت دوره ای تغییر می کند.
۵. تجهیزاتی که از منبع تغذیه مشترک با سیستم سروو AC استفاده می‌کنند (مانند نمایشگر و غیره) به درستی کار نمی‌کنند.

۲. تحلیل منبع تداخل

دو نوع کانال اصلی وجود دارد که در ورود به سیستم کنترل حرکت اختلال ایجاد می‌کنند:

۱، تداخل کانال انتقال سیگنال، تداخل از طریق کانال ورودی سیگنال و کانال خروجی متصل به سیستم وارد می‌شود؛
2، تداخل سیستم منبع تغذیه.

کانال انتقال سیگنال، راهی است که سیستم کنترل یا درایور، سیگنال‌های بازخورد را دریافت و سیگنال‌های کنترل را ارسال می‌کند، زیرا موج پالس در خط انتقال دچار تأخیر و اعوجاج می‌شود، میرایی و تداخل کانال، در فرآیند انتقال، عامل اصلی تداخل طولانی مدت است.

در هر منبع تغذیه و خطوط انتقال، مقاومت‌های داخلی وجود دارد. همین مقاومت‌های داخلی هستند که باعث تداخل نویز منبع تغذیه می‌شوند. اگر مقاومت داخلی وجود نداشته باشد، صرف نظر از اینکه چه نوع نویزی توسط اتصال کوتاه منبع تغذیه جذب شود، هیچ ولتاژ تداخلی در خط ایجاد نخواهد شد. خود درایور سیستم سروو AC نیز منبع قوی تداخل است و می‌تواند از طریق منبع تغذیه با سایر تجهیزات تداخل ایجاد کند.

سیستم کنترل حرکت

سه، اقدامات ضد تداخل

۱. طراحی ضد تداخل سیستم منبع تغذیه

(1) منبع تغذیه را به صورت گروهی پیاده‌سازی کنید، به عنوان مثال، منبع تغذیه موتور را از منبع تغذیه کنترل جدا کنید تا از تداخل بین دستگاه‌ها جلوگیری شود.
(2) استفاده از فیلترهای نویز همچنین می‌تواند به طور مؤثر تداخل سروو درایوهای AC با سایر تجهیزات را سرکوب کند. این اقدام می‌تواند به طور مؤثر پدیده تداخل فوق را سرکوب کند.
(3) از ترانسفورماتور ایزولاسیون استفاده شده است. با توجه به اینکه نویز فرکانس بالا عمدتاً نه از طریق کوپلینگ اندوکتانس متقابل سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه، بلکه از طریق کوپلینگ خازن‌های پارازیتی اولیه و ثانویه از ترانسفورماتور عبور می‌کند، طرف‌های اولیه و ثانویه ترانسفورماتور ایزولاسیون توسط لایه‌های محافظ ایزوله می‌شوند تا ظرفیت خازنی توزیع‌شده آنها کاهش یابد و توانایی مقاومت در برابر تداخل حالت مشترک بهبود یابد.

2. طراحی ضد تداخل کانال انتقال سیگنال

(1) اقدامات ایزولاسیون کوپلینگ فوتوالکتریک
در فرآیند انتقال از راه دور، استفاده از فوتوکوپلرها می‌تواند اتصال بین سیستم کنترل و کانال ورودی، کانال خروجی و کانال‌های ورودی و خروجی سروو درایو را قطع کند. اگر از ایزولاسیون فوتوالکتریک در مدار استفاده نشود، سیگنال تداخل سنبله خارجی وارد سیستم می‌شود یا مستقیماً وارد دستگاه سروو درایو می‌شود و باعث اولین پدیده تداخل می‌شود.
مزیت اصلی کوپلینگ فوتوالکتریک این است که می‌تواند به طور مؤثری نویزهای ناگهانی و تداخل‌های مختلف نویز را سرکوب کند،
بنابراین، نسبت سیگنال به نویز در فرآیند انتقال سیگنال به میزان قابل توجهی بهبود می‌یابد. دلیل اصلی این است: اگرچه نویز تداخل دامنه ولتاژ بزرگی دارد، اما انرژی آن کم است و فقط می‌تواند جریان ضعیفی تشکیل دهد. دیود ساطع کننده نور قسمت ورودی فتوکوپلر تحت حالت جریان کار می‌کند و جریان هدایت کلی 10-15 میلی‌آمپر است، بنابراین حتی اگر تداخل دامنه بالایی وجود داشته باشد، سرکوب می‌شود زیرا نمی‌تواند جریان کافی را فراهم کند.

(2) سیم محافظ جفت پیچ خورده و انتقال سیم بلند
سیگنال در حین انتقال تحت تأثیر عوامل تداخلی مانند میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی و امپدانس زمین قرار می‌گیرد. استفاده از سیم محافظ زمین می‌تواند تداخل میدان الکتریکی را کاهش دهد.
در مقایسه با کابل کواکسیال، کابل جفت پیچ خورده دارای باند فرکانسی پایین‌تری است، اما امپدانس موج بالایی دارد و در برابر نویز حالت مشترک مقاوم است که می‌تواند تداخل القایی الکترومغناطیسی یکدیگر را خنثی کند.
علاوه بر این، در فرآیند انتقال از راه دور، انتقال سیگنال دیفرانسیلی معمولاً برای بهبود عملکرد ضد تداخل استفاده می‌شود. استفاده از سیم محافظ جفت پیچ خورده برای انتقال سیم بلند می‌تواند به طور موثر پدیده تداخل دوم، سوم و چهارم را سرکوب کند.

(3) زمین
اتصال به زمین می‌تواند ولتاژ نویز ایجاد شده هنگام عبور جریان از سیم زمین را از بین ببرد. علاوه بر اتصال سیستم سروو به زمین، سیم محافظ سیگنال نیز باید به زمین متصل شود تا از القای الکترواستاتیک و تداخل الکترومغناطیسی جلوگیری شود. اگر به درستی به زمین متصل نشود، ممکن است پدیده تداخل دوم رخ دهد.