সার্ভো মোটরগুলির জন্য গতি নিয়ন্ত্রণ এবং ঘূর্ণন সঁচারক বল নিয়ন্ত্রণ উভয়ই এনালগ সংকেত ব্যবহার করে প্রয়োগ করা হয়, যেখানে অবস্থান নিয়ন্ত্রণ ডাল তৈরি করে অর্জন করা হয়। গৃহীত নির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ মোডটি ক্লায়েন্টের প্রয়োজনীয়তা এবং নির্দিষ্ট গতি ফাংশনের উপর ভিত্তি করে নির্বাচন করা হয় যা পূরণ করা প্রয়োজন।
সার্ভো মোটর জন্য তিনটি নিয়ন্ত্রণ মোড
- আপনার যদি মোটরের গতি বা অবস্থান সম্পর্কে কোনো নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তা না থাকে-এবং কেবল একটি ধ্রুবক টর্ক আউটপুট করতে হয়-টর্ক মোডটি সুস্পষ্ট পছন্দ।
- যদি আপনার অবস্থান এবং গতির বিষয়ে একটি নির্দিষ্ট স্তরের নির্ভুলতার প্রয়োজন হয়, কিন্তু বাস্তব-সময়ের টর্ক মানগুলির সাথে বিশেষভাবে উদ্বিগ্ন না হন, তবে গতি মোড বা অবস্থান মোড ব্যবহার করা সাধারণত বাঞ্ছনীয়।
- যদি আপনার হোস্ট কন্ট্রোলারের কাছে শক্তিশালী বন্ধ-লুপ নিয়ন্ত্রণ ক্ষমতা থাকে, তাহলে গতি নিয়ন্ত্রণ ব্যবহার করলে সাধারণত উচ্চতর ফলাফল পাওয়া যায়। বিপরীতভাবে, যদি আপনার প্রয়োজনীয়তা বিশেষভাবে কঠোর না হয়-অথবা যদি বাস্তবে কোনো চাহিদা না থাকে-সময়ের প্রতিক্রিয়াশীলতার জন্য-পজিশন কন্ট্রোল ব্যবহার করে হোস্ট কন্ট্রোলারের কাছে কম দাবি রাখে।
সার্ভো ড্রাইভ প্রতিক্রিয়া গতির পরিপ্রেক্ষিতে: টর্ক মোডে সর্বনিম্ন কম্পিউটেশনাল লোড জড়িত, যার ফলে ড্রাইভ থেকে সংকেত নিয়ন্ত্রণে দ্রুততম প্রতিক্রিয়া পাওয়া যায়; বিপরীতভাবে, পজিশন মোড সর্বোচ্চ কম্পিউটেশনাল লোডকে জড়িত করে, যার ফলে ড্রাইভ থেকে সংকেত নিয়ন্ত্রণে সবচেয়ে ধীর প্রতিক্রিয়া হয়।
যখন গতির সময় উচ্চ গতিশীল কর্মক্ষমতা প্রয়োজন হয়, তখন মোটরটির বাস্তব-সময় সমন্বয় অপরিহার্য হয়ে ওঠে।
- যদি কন্ট্রোলারের নিজেই একটি অপেক্ষাকৃত ধীর প্রক্রিয়াকরণের গতি থাকে (যেমন, একটি পিএলসি বা একটি কম-এন্ড মোশন কন্ট্রোলার), পজিশন কন্ট্রোল ব্যবহার করা উচিত।
- যদি কন্ট্রোলার একটি অপেক্ষাকৃত দ্রুত প্রক্রিয়াকরণ গতি ধারণ করে, গতি নিয়ন্ত্রণ ব্যবহার করা যেতে পারে; এর মধ্যে ড্রাইভ থেকে কন্ট্রোলারে অবস্থান লুপ স্থানান্তর করা জড়িত, যার ফলে ড্রাইভের কাজের চাপ কমানো এবং সামগ্রিক দক্ষতা বৃদ্ধি করা।
- যদি আরও উন্নত হোস্ট কন্ট্রোলার পাওয়া যায়, টর্ক কন্ট্রোল নিযুক্ত করা যেতে পারে; এর মধ্যে স্পিড লুপ-পজিশন লুপ ছাড়াও-ড্রাইভ থেকে দূরে সরানো জড়িত। এই পদ্ধতিটি সাধারণত শুধুমাত্র উচ্চ-শেষ, বিশেষায়িত কন্ট্রোলারের সাথেই সম্ভব।
সাধারণত, ড্রাইভ নিয়ন্ত্রণের গুণমান মূল্যায়নের জন্য একটি অত্যন্ত স্বজ্ঞাত মেট্রিক "প্রতিক্রিয়া ব্যান্ডউইথ" নামে পরিচিত।
টর্ক কন্ট্রোল বা স্পিড কন্ট্রোল মোডে কাজ করার সময়, একটি পালস জেনারেটর একটি বর্গাকার-তরঙ্গ সংকেত ইনপুট করতে ব্যবহৃত হয়, যার ফলে মোটর ক্রমাগত সামনে এবং বিপরীত ঘূর্ণনের মধ্যে বিকল্প হয়ে থাকে। সিগন্যাল ফ্রিকোয়েন্সি ক্রমান্বয়ে বাড়ানোর সাথে সাথে একটি অসিলোস্কোপ একটি সুইপ্ট- ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যাল প্রদর্শন করে। যখন সিগন্যালের খামের সর্বোচ্চ মানের 70.7% এ নেমে আসে, তখন এটি নির্দেশ করে যে সিস্টেমটি সিঙ্ক্রোনাইজেশন হারিয়েছে (অর্থাৎ, "স্টপ আউট")। যে ফ্রিকোয়েন্সিতে এটি ঘটে তা নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার গুণমানের সরাসরি নির্দেশক হিসাবে কাজ করে; সাধারণত, বর্তমান লুপ 1000 Hz-এর বেশি ব্যান্ডউইথ অর্জন করতে পারে, যেখানে গতি লুপ সাধারণত কয়েক দশ হার্টজের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে।
টর্ক নিয়ন্ত্রণ
টর্ক কন্ট্রোল হল একটি পদ্ধতি যা মোটর শ্যাফটের বাহ্যিক আউটপুট টর্কের মাত্রা নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়, যা হয় একটি বাহ্যিক এনালগ ইনপুট সিগন্যালের মাধ্যমে বা সরাসরি একটি নির্দিষ্ট ঠিকানায় একটি মান নির্ধারণ করে অর্জন করা হয়। কার্যক্ষমভাবে, এর অর্থ হল-উদাহরণস্বরূপ- যে যদি একটি 10V ইনপুট 5 Nm টর্কের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হয়, তাহলে বহিরাগত অ্যানালগ ইনপুটকে 5V এ সেট করার ফলে মোটর শ্যাফ্ট আউটপুট 2.5 Nm হবে। এই অবস্থার অধীনে: মোটর শ্যাফ্টের উপর লোড 2.5 Nm এর কম হলে, মোটরটি সামনের দিকে ঘোরে; যদি বাহ্যিক লোড 2.5 Nm সমান হয়, মোটরটি স্থির থাকে; এবং যদি লোড 2.5 Nm অতিক্রম করে, মোটরটি বিপরীত দিকে ঘোরে (একটি দৃশ্যকল্প যা সাধারণত মহাকর্ষীয় লোড জড়িত অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সম্মুখীন হয়)। অ্যানালগ ইনপুট সিগন্যাল পরিবর্তন করে অথবা যোগাযোগ ইন্টারফেসের মাধ্যমে সংশ্লিষ্ট ঠিকানার সংখ্যাসূচক মান পরিবর্তন করে সেট টর্ক মানকে বাস্তব সময়ে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে।
এই কন্ট্রোল মোডটি প্রাথমিকভাবে উইন্ডিং এবং আনওয়াইন্ডিং সিস্টেমে ব্যবহার করা হয় যেখানে উপাদান-যেমন তারের-ওয়াইন্ডিং মেশিনারি বা ফাইবার-অপ্টিক ড্রয়িং ইকুইপমেন্টে প্রযোজ্য টেনশন সম্পর্কিত কঠোর প্রয়োজনীয়তা বিদ্যমান। এই ধরনের অ্যাপ্লিকেশানগুলিতে, ঘূর্ণন সঁচারক সেটিংস অবশ্যই গতিশীলভাবে সামঞ্জস্য করা উচিত যাতে বায়ুর ব্যাসার্ধের পরিবর্তনের জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে হয়, যাতে এটি নিশ্চিত করা যায় যে ঘূর্ণন ব্যাসের তারতম্য নির্বিশেষে উপাদানটির উপর চাপানো উত্তেজনা স্থির থাকে।
অবস্থান নিয়ন্ত্রণ
অবস্থান নিয়ন্ত্রণ মোডে, ঘূর্ণন গতি সাধারণত বাহ্যিকভাবে ইনপুট ডালের ফ্রিকোয়েন্সি দ্বারা নির্ধারিত হয়, যখন ঘূর্ণন কোণ পালস গণনা দ্বারা নির্ধারিত হয়। অতিরিক্তভাবে, কিছু সার্ভো সিস্টেম যোগাযোগ ইন্টারফেসের মাধ্যমে গতি এবং স্থানচ্যুতি মানগুলির সরাসরি নিয়োগের অনুমতি দেয়। যেহেতু অবস্থান মোড গতি এবং অবস্থান উভয়ের উপর কঠোর নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করে, এটি সাধারণত পজিশনিং মেকানিজমগুলিতে নিযুক্ত করা হয়।
অ্যাপ্লিকেশন ক্ষেত্রগুলির মধ্যে রয়েছে CNC মেশিন টুলস, প্রিন্টিং যন্ত্রপাতি এবং অনুরূপ সরঞ্জাম।
গতি নিয়ন্ত্রণ মোড
এনালগ ইনপুট বা পালস ফ্রিকোয়েন্সি সামঞ্জস্য করে ঘূর্ণন গতি নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। একটি উচ্চতর-স্তরের কন্ট্রোলার দ্বারা পরিচালিত একটি বাইরের-লুপ পিআইডি কন্ট্রোল সিস্টেমে ইন্টিগ্রেট করা হলে, স্পিড মোড পজিশনিং কাজের জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে; যাইহোক, কম্পিউটেশনাল প্রসেসিংয়ের জন্য মোটর পজিশন সিগন্যাল-বা পজিশন সিগন্যাল সরাসরি লোড-থেকে উচ্চতর-লেভেল কন্ট্রোলারে ফিডব্যাক করা অপরিহার্য। অবস্থান মোড লোডের বাইরের লুপ থেকে সরাসরি অবস্থান সংকেত সনাক্তকরণ সমর্থন করে; এই কনফিগারেশনে, মোটর শ্যাফ্টে মাউন্ট করা এনকোডার শুধুমাত্র মোটরের ঘূর্ণন গতির উপর নজর রাখে, যখন প্রকৃত অবস্থানের সংকেত চূড়ান্ত লোড প্রান্তে অবস্থিত একটি সনাক্তকরণ ডিভাইস দ্বারা সরবরাহ করা হয়। এই পদ্ধতির প্রাথমিক সুবিধা হল যে এটি মধ্যবর্তী ট্রান্সমিশন পর্যায়ে প্রবর্তিত ত্রুটিগুলি কমিয়ে দেয়, যার ফলে সমগ্র সিস্টেমের সামগ্রিক অবস্থান নির্ভুলতা বৃদ্ধি পায়।
তিনটি-লুপ নিয়ন্ত্রণ
সার্ভো মোটর সাধারণত তিনটি-লুপ কন্ট্রোল স্ট্রাকচার-বিশেষত, তিনটি বন্ধ-লুপ নেগেটিভ-ফিডব্যাক পিআইডি কন্ট্রোল সিস্টেম সমন্বিত একটি সিস্টেম নিযুক্ত করে। সবচেয়ে ভিতরের PID লুপ হল "বর্তমান লুপ"। এই লুপটি সম্পূর্ণরূপে সার্ভো ড্রাইভের মধ্যেই কাজ করে; এটি হল-ইফেক্ট সেন্সর ব্যবহার করে ড্রাইভ থেকে মোটরের প্রতিটি ফেজে প্রবাহিত আউটপুট কারেন্ট সনাক্ত করতে এবং তারপরে পিআইডি নিয়ন্ত্রণ করতে বর্তমান সেটপয়েন্টে নেতিবাচক প্রতিক্রিয়া প্রয়োগ করে। উদ্দেশ্য হল প্রকৃত আউটপুট বর্তমান কাঙ্ক্ষিত সেটপয়েন্টের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মেলে তা নিশ্চিত করা। মৌলিকভাবে, বর্তমান লুপ মোটর এর টর্ক নিয়ন্ত্রণ করে; ফলস্বরূপ, যখন ড্রাইভ টর্ক মোডে কাজ করে, তখন গণনামূলক লোড ন্যূনতম হয়, যার ফলে দ্রুততম গতিশীল প্রতিক্রিয়া হয়।
দ্বিতীয় লুপটি হল "বেগ লুপ"। এটি মোটরের এনকোডার দ্বারা সনাক্ত করা সংকেতের উপর ভিত্তি করে নেতিবাচক{1}}প্রতিক্রিয়া PID নিয়ন্ত্রণ করে। এই লুপের মধ্যে উৎপন্ন পিআইডি আউটপুট বর্তমান লুপের জন্য সরাসরি সেটপয়েন্ট হিসেবে কাজ করে। অতএব, বেগ নিয়ন্ত্রণ মোডে কাজ করার সময়, সিস্টেমটি কার্যকরভাবে বেগ লুপ এবং বর্তমান লুপ উভয়কেই নিযুক্ত করে। অন্য কথায়, বর্তমান লুপ যেকোনো অপারেটিং মোডে অপরিহার্য; এটি নিয়ন্ত্রণের মৌলিক ভিত্তি গঠন করে। এমনকি বেগ এবং অবস্থান নিয়ন্ত্রণ ক্রিয়াকলাপের সময়, সিস্টেমটি একই সাথে গতি এবং অবস্থানের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ অর্জনের জন্য বর্তমান (টর্ক) নিয়ন্ত্রণ চালাচ্ছে।
তৃতীয় লুপ হল "পজিশন লুপ"। বাইরের লুপ হিসাবে, এটি নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশন প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে ড্রাইভ এবং মোটর এনকোডারের মধ্যে বা একটি বহিরাগত নিয়ামক এবং মোটর এনকোডার (বা চূড়ান্ত লোড) এর মধ্যে কনফিগার করা যেতে পারে। যেহেতু পজিশন কন্ট্রোল লুপের অভ্যন্তরীণ আউটপুট বেগ লুপের সেটপয়েন্ট হিসেবে কাজ করে, তাই পজিশন কন্ট্রোল মোডে কাজ করার জন্য তিনটি লুপের একযোগে সঞ্চালনের প্রয়োজন হয়। ফলস্বরূপ, এই মোডটি সিস্টেমের উপর সর্বোচ্চ গণনামূলক বোঝা রাখে এবং এর ফলে গতিশীল প্রতিক্রিয়া গতি সবচেয়ে ধীর হয়।