CHƢƠNG 4: PHÂN TÍCH ẢNH HƢỞNG CỦA TRỄ TRUYỀN THÔNG TRONG HỆ ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG NHIỀU TRỤC
4.3.2.Đánh giá phƣơng pháp truyền thông sử dụng CAN-Bus
Ở sơ đồ hình 4-8, chúng ta đã xây dựng mạng truyền thông dùng Bus-CAN cho hệ điều khiển truyền động nhiều trục từ bộ MCU xuống các Servo driver. Với khả năng truyền thông tin hai chiều trên CAN-Bus cho phép:
- Truyền các tín hiệu điều khiển từ CNC đến các Driver để đưa ra các lệnh điều khiển, hiệu chỉnh vị trí gia công… của các trục thành phần.
- Truyền thông từ các trục thành phần lên CNC bao gồm: các tín hiệu phản hồi là các tín hiệu vị trí được lấy từ encoder, resolver,…, các giá trị phản hồi tốc độ, các thông số mômen, gia tốc, quá tải, quá dòng… được truyền từ các servo driver đưa lên CNC.
- Khả năng truyền thông nội bộ giữa các Servo driver thông qua đường bus. Do yêu cầu về tính thời gian thực của các hệ thống truyền động nhiều trục, đặc biệt là các hệ truyền động robots và CNC, giao diện giữa bộ điều khiển nhiều trục và các bộ điều khiển truyền động thành phần hiện nay dùng tín hiệu tương tự. Nếu dùng truyền thông kỹ thuật số trong các hệ truyền động nhiều trục như hình 4-8
sẽ khắc phục được nhược điểm của kỹ thuật tương tự, nâng cao độ chính xác và tốc độ làm việc của hệ thống. Tuy nhiên, sẽ xuất hiện một số vấn đề cần phải được nghiên cứu như độ trễ truyền thông, lỗi truyền thông, vấn đề đồng bộ hóa hoạt động hệ thống,….
Khi dùng bus thì tín hiệu được truyền là tín hiệu số. Ta có thể dễ nhận thấy rằng những ưu điểm khi chuyển từ truyền tín hiệu tương tự (phương pháp truyền thống) sang truyền tín hiệu số (dùng bus) là:
Thông tin truyền trên bus có thể theo 2 chiều, lượng thông tin truyền lớn nên dễ điều khiển.
Khả năng chống nhiễu cao. Cấu trúc nối dây đơn giản. Và có thể giảm giá thành.
Khi dùng mạng (bus) để truyền thông trong hệ điều khiển chuyển động thì một số vấn đề ta phải quan tâm là:
Tính thời gian thực của hệ thống. Thời gian trễ trong truyền thông. Tính toàn vẹn của tín hiệu khi truyền.
Độ chính xác của hệ thống chuyển động (đánh giá theo một chỉ tiêu nào đó) Khái niệm xử lý thời gian thực không đồng nghĩa với xử lý rất nhanh mà là khả năng đáp ứng kịp thời và chính xác với tác động của sự kiện. Một trong những yếu tố ảnh hưởng tới tính kịp thời của hệ thống là :
Ảnh hưởng do trễ trong xử xử lý tính toán và truyền thông (tiền định – có thể ước lượng trước được).
Ảnh hưởng do lỗi, nhiễu gây ra làm mất hay thay đổi tín hiệu.
Việc loại bỏ thời gian trễ trong truyền thông là điều không thể. Nhưng ta có thể ước lượng được thời gian trễ cho phép đối với một hệ điều khiển. Từ đó, ta có thể chọn cấu hình truyền thông và bộ điều khiển tương ứng mà vẫn đảm bảo được tính thời gian thực cũng như tính ổn định của hệ thống.
Trong phạm vi luận văn này sẽ nghiên cứu việc dùng truyền thông CAN-bus cho hệ điều khiển chuyển động. Trên cơ sở đó, phân tích ảnh hưởng của trễ truyền thông đến chất lượng điều khiển của hệ thống truyền động nhiều trục điều khiển vị trí. Vấn đề cần quan tâm khi sử dụng mạng CAN-bus cho hệ truyền động này là
ảnh hưởng của trạng thái bão hoà của mạng truyền thông đến chất lượng hệ thống và qua đó thấy được sự ảnh hưởng của chu kỳ lấy mẫu Ts đến thời gian trễ.