مبدأ عمل المحرك المؤازر

A محرك سيرفوالمحرك المؤازر هو محرك قادر على التحكم بدقة في الموضع والسرعة والتسارع، ويُستخدم عادةً في التطبيقات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا للغاية في الحركة. يمكن فهمه على أنه محرك يستجيب لإشارة التحكم: قبل إرسال إشارة التحكم، يكون الدوار ثابتًا؛ وعند إرسالها، يدور الدوار فورًا؛ وعند فقدان إشارة التحكم، يتوقف الدوار فورًا. يتضمن مبدأ عمله نظام تحكم، ومشفّر، وحلقة تغذية راجعة. فيما يلي شرح مفصل لكيفية عمل المحركات المؤازرة:

نظام التحكم: يتكون نظام التحكم في محرك السيرفو عادةً من وحدة تحكم، ومحرك تشغيل، ومحرك. تستقبل وحدة التحكم إشارات التحكم من الخارج، مثل تعليمات الموضع أو السرعة، ثم تحول هذه الإشارات إلى إشارات تيار أو جهد وترسلها إلى محرك التشغيل. يتحكم محرك التشغيل في دوران المحرك وفقًا لإشارة التحكم لتحقيق الموضع أو السرعة المطلوبة.

المشفر: عادةً ما تُجهز محركات السيرفو بمشفر لقياس الموضع الفعلي لدوار المحرك. يُرسل المشفر معلومات موضع الدوار إلى نظام التحكم، مما يُمكّن النظام من مراقبة موضع المحرك في الوقت الفعلي وتعديله.

حلقة التغذية الراجعة: يعتمد نظام التحكم في محركات المؤازرة عادةً على التحكم ذي الحلقة المغلقة، حيث يتم ضبط خرج المحرك من خلال القياس المستمر للموضع الفعلي ومقارنته بالموضع المطلوب. تضمن حلقة التغذية الراجعة هذه توافق موضع المحرك وسرعته وتسارعه مع إشارة التحكم، مما يتيح تحكمًا دقيقًا في الحركة.

خوارزمية التحكم: يعتمد نظام التحكم في محرك السيرفو عادةً على خوارزمية التحكم التناسبي التكاملي التفاضلي (PID)، التي تُعدّل باستمرار خرج المحرك لجعل الموضع الفعلي أقرب ما يمكن إلى الموضع المطلوب. وتستطيع خوارزمية التحكم PID تعديل خرج المحرك بناءً على الفرق بين الموضع الفعلي والموضع المطلوب لتحقيق تحكم دقيق في الموضع.

في العمل الفعلي، عندما يتلقى نظام التحكم تعليمات الموضع أو السرعة، يتحكم المشغل في دوران المحرك بناءً على هذه التعليمات. في الوقت نفسه، يقيس المشفر باستمرار الموضع الفعلي لدوار المحرك ويرسل هذه المعلومات إلى نظام التحكم. يقوم نظام التحكم بضبط خرج المحرك باستخدام خوارزمية التحكم التناسبي التكاملي التفاضلي (PID) بناءً على معلومات الموضع الفعلي الواردة من المشفر، بحيث يكون الموضع الفعلي أقرب ما يمكن إلى الموضع المطلوب.

يمكن فهم مبدأ عمل محرك السيرفو على أنه نظام تحكم ذو حلقة مغلقة يقيس باستمرار الموضع الفعلي ويقارنه بالموضع المطلوب، ثم يعدل خرج المحرك وفقًا للفرق لتحقيق تحكم دقيق في الموضع والسرعة والتسارع. وهذا ما يجعل محركات السيرفو شائعة الاستخدام في التطبيقات التي تتطلب تحكمًا عالي الدقة في الحركة، مثل أدوات آلات CNC، والروبوتات، ومعدات الأتمتة، وغيرها من المجالات.