Bucle de posición y bucle de velocidad

La estructura más importante de un servo son el bucle de posición y bucle de velocidad, los cuales nos van a dar la realimentación de posición y velocidad en todo momento y nos ayudaran a minimizar el error que aparece debido a las desviaciones de velocidad y posición por bloqueos en el motor, sobrecorrientes, sobretemperaturas etc. Y también a mantener el par y velocidad constante, ya que a su vez son los encargados de si aparece un error detectarlo rápidamente y parar en el momento adecuado antes de quemarse el motor.

Pc = Position command o señal de posición de entrada ideal ajustada por usuario
Pf = Position Feedback o señal de retroalimentación de la posición real del servo
Pe = Position error o señal de error de la posición = Pc-Pf
Vc = Velocity command o señal comando de velocidad ideal ajustada por usuario.
Vf = Velocity Feedback o señal de feedback de velocidad real del servo.
Ve = Velocity error o señal de error de velocidad= Vc-Vf

¿Cómo podemos ajustar el bucle de posición y el bucle de velocidad?

Normalmente al hacer el autotunning del servo con la carga y la reductora adecuada, siempre que se haya dimensionado bien la inercia y el par necesario para la aplicación, el servo automáticamente calcula las ganancias correspondientes al Kvp, Kvi y Kpp.

Pero dependiendo de la aplicación, para hacer un ajuste más fino del servo porque el movimiento no es del todo el esperado, o porque no se ha dimensionado bien la aplicación, necesitaremos modificar manualmente estos parámetros.

• KVP: Ganancia proporcional del bucle de velocidad.
  “Si la ganancia proporcional del bucle de velocidad aumenta, el ancho de banda del bucle de velocidad también aumenta. El ancho de banda del lazo de velocidad es directamente proporcional a la rapidez de respuesta “.Multiplicador de la señal de error (diferencia entre realimentación y valor deseado).Cuanto más grande → Respuesta más rápida ante el mismo error

  El ruido del motor también aumenta cuando KVP aumenta. Si KVP es demasiado grande, se puede producir oscilación del sistema, apareciendo desajuste del posicionado y mucho ruido de vibración.

• KVI: La ganancia integral del bucle de velocidad.
  Si KVI se incrementa, se reduce el tiempo para el ajuste de estado estacionario. Sin embargo, si la ganancia integral es demasiado grande, puede producir oscilación del sistema. Desajuste de la posición.
  
  Suele incrementarse cuando la aplicación del movimiento tiene fricción.
  Ejemplo: Soldadura por fricción.
  
• KPP: Ganancia proporcional del bucle de posición.
  Si la ganancia proporcional aumenta, el ancho de banda del bucle de posición mejora, lo que reduce tanto el tiempo de posicionamiento como error de seguimiento.El movimiento será más preciso, pero si se aumenta mucho el tiempo de reacción el tiempo de procesar la señal es muy lento y afecta al movimiento del servomotor.
  

(Fuente: motiontech.com.au)