مبدأ عمل محرك سيرفو

A محرك سيرفوهو محرك يمكنه التحكم بدقة في الموضع والسرعة والتسارع ويستخدم عادةً في التطبيقات التي تتطلب تحكمًا عالي الدقة في الحركة. يمكن فهمه على أنه محرك يطيع أمر إشارة التحكم: قبل إصدار إشارة التحكم، يكون الدوار ثابتًا؛ عندما يتم إرسال إشارة التحكم، يدور الدوار على الفور؛ عند فقدان إشارة التحكم، يمكن للدوار أن يتوقف على الفور. يتضمن مبدأ عملها نظام تحكم، وجهاز تشفير، وحلقة تغذية راجعة. وفيما يلي شرح تفصيلي لكيفية عمل محركات السيرفو:

نظام التحكم: يتكون نظام التحكم في محرك سيرفو عادة من جهاز التحكم والسائق والمحرك. يستقبل جهاز التحكم إشارات التحكم من الخارج، مثل تعليمات تحديد الموقع أو تعليمات السرعة، ثم يقوم بتحويل هذه الإشارات إلى إشارات تيار أو جهد وإرسالها إلى السائق. يتحكم السائق في دوران المحرك حسب إشارة التحكم للوصول إلى الوضعية المطلوبة أو التحكم في السرعة.

التشفير: عادة ما تكون المحركات المؤازرة مجهزة ببرنامج تشفير لقياس الموضع الفعلي لدوار المحرك. يقوم جهاز التشفير بتغذية معلومات موضع الدوار إلى نظام التحكم بحيث يتمكن نظام التحكم من مراقبة موضع المحرك في الوقت الفعلي وضبطه.

حلقة التغذية الراجعة: يعتمد نظام التحكم في المحركات المؤازرة عادةً على التحكم في الحلقة المغلقة، والذي يضبط خرج المحرك عن طريق قياس الموضع الفعلي بشكل مستمر ومقارنته بالموضع المطلوب. تضمن حلقة التغذية المرتدة هذه أن يكون موضع المحرك وسرعته وتسارعه متوافقين مع إشارة التحكم، مما يتيح التحكم الدقيق في الحركة.

خوارزمية التحكم: يعتمد نظام التحكم في المحرك المؤازر عادةً خوارزمية التحكم PID (المشتقة التكاملية النسبية)، والتي تقوم بضبط إخراج المحرك بشكل مستمر لجعل الموضع الفعلي أقرب ما يمكن إلى الموضع المطلوب. يمكن لخوارزمية التحكم PID ضبط خرج المحرك بناءً على الفرق بين الموضع الفعلي والموضع المطلوب لتحقيق تحكم دقيق في الموضع.

في العمل الفعلي، عندما يتلقى نظام التحكم تعليمات الموقع أو السرعة، سيتحكم السائق في دوران المحرك بناءً على هذه التعليمات. في الوقت نفسه، يقوم جهاز التشفير بقياس الوضع الفعلي لدوار المحرك بشكل مستمر ويغذي هذه المعلومات مرة أخرى إلى نظام التحكم. سيقوم نظام التحكم بضبط خرج المحرك من خلال خوارزمية التحكم PID بناءً على معلومات الموقع الفعلي التي يغذيها جهاز التشفير، بحيث يكون الموضع الفعلي أقرب ما يمكن إلى الموضع المطلوب.

يمكن فهم مبدأ عمل محرك سيرفو على أنه نظام تحكم في حلقة مغلقة يقيس الموضع الفعلي بشكل مستمر ويقارنه بالموضع المطلوب، ويضبط خرج المحرك وفقًا للفرق لتحقيق التحكم الدقيق في الموضع والسرعة والتسارع. وهذا يجعل المحركات المؤازرة تستخدم على نطاق واسع في التطبيقات التي تتطلب تحكمًا عالي الدقة في الحركة، مثل أدوات آلة CNC والروبوتات ومعدات التشغيل الآلي وغيرها من المجالات.