如何理解亨士乐电机编码器的开环与闭环控制？

如何理解亨士乐电机编码器的开环与闭环控制？

在探讨电机控制时，开环控制和闭环控制是两种主要的方法。开环控制意味着系统的输出信号不会对控制作用产生反馈影响，而闭环控制则是将Hengstler编码器的输出信号直接或间接地反馈到输入端，形成一个闭环系统，从而参与控制过程。

图为亨士乐RI41轻载增量编码器在伺服系统中的使用照片

过去，许多电机驱动器采用开环速度控制，特别是当变频电压应用于逆变器并采用脉冲宽度调制时。这种控制方法常见于较低性能的应用中，并且无需编码器。然而，随着电机技术的发展，对于高效率、低能耗和更精准控制的需求增加，编码器与电机的结合变得日益紧密。

闭环电机控制与位置编码器

不使用编码器的开环控制存在明显的局限性。由于缺乏反馈机制，电机所能达到的速度精度有限；同时，由于无法优化电流控制，电机的效率难以达到高水平；此外，瞬态响应的严格限制也是必要的，否则电机可能会丢步。因此，许多现代电机应用逐渐放弃了开环控制，包括那些过去大量使用开环控制的步进电机，如今也能够实现闭环控制。

闭环电机控制通过提高电机和终端设备的使用效率，不仅提升了电机的运转性能，满足了严苛应用对质量和同步功能的要求，还实现了显著的能源节约。在闭环电机控制反馈系统中，功率级的功率逆变器、高性能位置检测以及电流/电压闭环反馈相互协作，共同提升了电机的性能和效率。

电机编码器作为伺服系统中的关键部件，对于决定伺服系统的性能上限起着至关重要的作用。它通过跟踪旋转轴的速度和位置来提供闭环反馈信号。光学和磁编码器技术是两种广泛使用的编码器类型。在通用伺服驱动器中，编码器用于测量轴位置，进而推算出驱动器的转速。

光学编码器由带有精细光刻槽的码道和码盘组成，当光线穿过或反射自圆盘时，光电二极管传感器会检测到光的变化，并将模拟输出经过放大和数字化处理后反馈给控制器。而磁编码器则利用安装在电机轴上的磁传感器，提供正弦和余弦模拟输出，这些输出经过放大和数字化处理后用于控制。

亨士乐编码器关键性能指标

不论是光电编码器还是磁编码器，它们都可以分为增量式和绝对值式两种类型。增量式编码器提供的信号只表示位置的变化，而绝对式编码器则能同时表示位置的变化和提供绝对位置指示。

在选择编码器时，分辨率是一个重要的性能指标。它指的是电机轴旋转360°时编码器可以区分的位置数量。光学技术常用于实现最高分辨率的编码器，而磁编码器或光学编码器可用于中高分辨率，中低分辨率编码器则可能采用旋变器或霍尔传感器。高分辨率的编码器更适合用于需要高精度的闭环控制。

除了分辨率，Hengstler编码器的选择还需考虑其在位置和速度反馈中的应用。对于位置控制，绝对精度至关重要，以确保每个位置和每个输出信号与实际位置相匹配。而速度控制则更依赖于差分精度。

此外，可重复性也是一个值得关注的指标，它表示编码器在多次返回到同一指令位置时的一致性。在需要执行大量重复任务的闭环控制应用中，编码器的可重复性是一个关键的性能参数。

综上所述，选择编码器时需要根据应用场合和运动类型来确定，同时结合分辨率、绝对精度、差分精度和可重复性等因素，为位置控制和速度控制选择适当的编码器。

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